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1、海淀500kV電纜隧道工程第四標段暗挖段注漿止水加固專項施工方案編制： 審核： 審批： 二一三年四月中鐵四局集團有限公司一、工程概況1.1 工程范圍新建電纜隧道工程為海淀500kV電纜隧道工程第第四標段上跨地鐵段施工里程0+53.1120+234.812，采用暗挖法施工。1.2 設計簡介1.2.1平面設計電纜隧道從金頂北街與永定河引水渠北路交叉口起，沿永引渠北路向東本工程第三標段1#盾構始發井截止。1.2.2縱斷面設計電力隧道大部分穿越土層為粘質粉土、粉質粘土卵石層及碎石夾粘土層內，410米，新建電纜隧道縱向坡度在1.99%7.45%之間。1.2.3 隧道斷面設計暗挖電力隧道為22.6m2.92、m斷面，其中開挖高度4.2m、4.8m，寬度6.75m，為直墻、圓拱式襯砌結構，起拱線高2.25m，矢高0.65m。1.3 工程地質及水文地質條件1.3.1 工程地質1、地形地貌 場地地貌位置屬永定河沖洪積扇的中部。地形較平坦，地面標高在41.6046.50m之間。2、地層土質概述根據現場鉆探、原位測試及土工試驗結果，按地層沉積年代、成因類型，將擬建場地地面以下20m深度范圍內的地層劃分為人工堆積層、新近沉積層及一般第四紀沉積層，按地層巖性及土的物理力學性質指標將勘探深度范圍內的地層進一步劃分為9個大層，現分述如下：（1）人工堆積地層粘質粉土填土層，褐黃色，稍濕，中下密，土質不均，含磚渣、灰渣3、植物根系等。房渣土1層，色雜，中下密，稍濕，土質不均，以磚塊、灰渣、碎石、生活垃圾等為主。（2）一般第四紀沉積土層粉質粘土層，褐黃色，濕很濕，可塑，局部硬塑，含云母、氧化鐵，局部含螺殼碎屑，該層分布不連續，總體上自西向東逐漸變薄。粘質粉土1層，褐黃色，濕很濕，中下密，含云母、氧化鐵，局部含螺殼碎屑，該層分布不連續，總體上自東向西逐漸增厚。卵石層，雜色，中密，濕，D大12cm， D一般35cm，亞圓，級配較好，細中砂充填，充填物含量約占30，卵石成份以石英巖、灰巖為主。該層自東向西連續分布，至16號鉆孔附近漸滅。細砂1層，褐黃色，濕，中密，含云母、石英，長石，分布不連續，僅79#孔附近分布較厚4、，達3.1m。粘質粉土2層，褐黃色，中密，濕很濕，含云母，氧化鐵、少量卵石，土質不均。該層僅在局部呈透鏡體分布。（3）新近沉積層以下為一般第四紀沖洪積沉積層：卵石層，雜色，以褐黃色為主，中上密，濕，D大10cm， D一般46cm，亞圓，級配較好，細中砂充填，充填物含量約占25，卵石成份以石英巖、灰巖為主，夾粘性土薄層，該層連續分布，至16號鉆孔附近漸滅。細砂1層，褐黃色，濕，中上密，含云母、石英、長石，少量礫石，該層局部呈透鏡體分布。粉質粘土2層，褐黃色，濕，可塑，局部硬塑，含云母、氧化鐵，該層分布不連續，呈透鏡體分布。圓礫3層，雜色，中上密，濕，D大2.0cm，D一般0.51cm，亞圓，級配5、較好，細中砂充填，充填物含量約占30，圓礫成份以石英巖、灰巖為主。該層分布不連續，呈透鏡體分布。卵石層，雜色，中上密，濕，D大10cm， D一般68cm，亞圓，級配較好，中砂充填，充填物含量約占2530，卵石成份以石英巖、灰巖為主，夾粘性土薄層，該層連續分布，至16號鉆孔附近漸滅。中粗砂1層，褐黃色，中上密，濕，含云母、石英、長石，礫石含量約20%。該層局部呈透鏡體分布。粉質粘土層，褐黃色，濕，可塑，含云母、氧化鐵、該層在48#孔附近向兩翼展布。（4）第四紀坡洪積、坡殘積沉積層：含碎石粉質粘土層，褐黃色，很濕，可塑，含云母、氧化鐵、碎石，碎石呈棱角狀，含量約占30。該層自16號鉆孔附近向東漸滅6、。碎石層，雜色，密實，濕，D大10cm， D一般68cm，碎石呈棱角狀，含量約占70。主要分布于16號孔附近以西，金頂街兩側的山坡附近。（5）第四紀沉積層以下為侏羅紀J1y組灰巖、砂巖沉積層，主要地層情況為：中等風化侏羅紀J1y組板巖、砂巖層：灰色，組織結構未破壞，裂隙不發育。巖芯采取率達80%以上。RQD50%左右。強等風化侏羅紀J1y組板巖、砂巖1層，灰色，碎裂狀結構，巖石主要礦物成分已部分風化成次生礦物，裂隙發育。巖芯采取率達60%以上。RQD20%左右。1.3.2 水文地質（1）本次勘察期間，在本場地坡洪積沉積區域范圍內賦存一層潛水，靜止水位標高63.76m63.80m（水位埋深11.7、0m15.0m）。該層水主要接受大氣降水的入滲、地下水側向逕流補給，并以蒸發、地下逕流為主要排泄方式。含水層屬山前坡洪積弱含水巖組，由粉質粘土、粘質粉土夾碎石、碎石、礫巖等組成，水位、水量隨季節變化大，地下水的分布及埋深亦受地形起伏和地層變化的影響。 （2）擬建場區歷年最高地下水水位根據地下水位長期動態觀測資料，抗浮水位可按自然地表考慮。 （3）地下水水質分析及腐蝕性評價 建設場地地下水對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性。二、注漿方案2.1 深孔注漿方案的選擇根據場地的工程地質與水文地質條件，結合以往施工經驗，暗挖隧道采用超前雙重管A、B(C)無收縮雙液注漿改良土體工法（即WSS工8、法）進行拱頂土體加固施工。WSS工法注漿工藝是從日本引進的具有國際先進水平的地質改良新技術，該工法適用于從粘性土、砂質土到地下水多的砂礫層，以及更加復雜的復合地層。它能夠100%將不同地質情況填充密實，改變原土體和物理性質，增加土體的密度，提高其抗壓強度，達到土體的止水效果，能夠一次性完成一個注漿區域的土體加固施工，而且注漿材料屬于環保型，對河流及地下水無任何污染，對于此工程是最有效的施工方法。由于該不良地質層面不均勻分布在地層中，且高程不統一在一個層面，所以針對不同位置的不良地質層，采用下半斷面深孔注漿止水帷幕（0+53.1120+95.053）及全斷面注漿止水帷幕（0+199.8120+29、34.812）。每循環施做長度為12米，開挖10米，留2米作為下一循環施工的止漿巖盤。每斷面加固范圍：兩側及拱部為開挖輪廓線外1m，同時開挖過程中若掌子面水量較大，可在開挖斷面內沿縱向每隔10m，施作2m的深孔注漿止水帷幕。2.2注漿加固范圍如圖1、圖2所示。圖1 下半斷面預注漿加固示意圖圖2 上半斷面注漿加固范圍剖面圖及終孔圖三、施工工藝3.1鉆孔施工鉆孔施工前必須封閉掌子面，施工止漿墻，以防止在注漿時漏漿。施工鉆孔在掌子面范圍內進行布設，根據漿液擴散范圍確定其角度及長度。1、定孔：先根據布孔圖和終孔圖，計算好每個孔位的參數。并且在掌子面上測量放點，定好孔，孔位偏差為3cm，入射角度偏差不大10、于1。2、鉆機就位：鉆機按指定位置就位，調整鉆桿的垂直度。對準孔位后，鉆機不得移位，也不得隨意起降。3、鉆孔：鉆孔采用鉆機直接成孔，孔徑為46mm，鉆孔先進行內圈鉆孔施工，后進行外圈孔鉆孔施工，間隔鉆孔；第一個孔施工時，要慢速運轉，掌握地層對鉆機的影響情況，以確定在該地層條件下的鉆進參數。密切觀察溢水出水情況，出現大量溢水出水時，應立即停鉆，分析原因后再進行施工。每鉆進一段，檢查一段，及時糾偏，孔底位置應小于30cm。鉆孔和注漿順序由外向內，同一圈孔間隔施工。 4、施工機械：根據施工要求及現場施工條件限制，使用能夠傾斜和偏移角度的TXU-75A二重管鉆機(見表1)。表1 機械設備一覽表機械及器11、具名稱型 號數 量備 注鉆機TXU75A2雙層立體式攪拌機SJY1注漿泵SYB60/1602旋轉二重管42mm4注漿液混合器4噴頭4逆止閥4排水處理裝備2測量器具1凝膠時間測定儀1消音器2設備配置圖見圖3圖3 注漿設備配置圖工藝流程圖見圖4。定孔位鉆 孔配漿注漿回抽一節注漿結束移至新孔位圖4 WSS工法注漿施工工藝流程圖5、 回抽鉆桿：嚴格控制提升幅度，每步不大于15-20cm，勻速回抽，注意注漿參數變化。6、 漿液配比：采用經計量準確的計量工具，按照設計配方配料。7、注漿：注漿孔開孔直徑不小于45mm，嚴格控制注漿壓力，同時密切關注注漿量，當壓力突然上升或從孔壁、斷面砂層溢漿時，應立即停止注12、漿，查明原因后采取調整注漿參數或移位等措施重新注漿。土、砂層容易造成坍孔時，采用前進式注漿，否則采用后退式注漿。3.2注漿材料性能1、無收縮注漿液屬于安全性、高滲透性的注漿材料，固結硬化時間可根據實際工程需要進行調整。無收縮注漿液具有以下特點：(1) 固結硬化時間容易調整，設計硬化時間長的注漿液也具有很高強度。(2) 滲透性良好，特別是對微細砂層的滲透性優易。(3) 地層中有流動水的情況下也具有很強的固結性能，漿液不易溶解，具有止水效果。(4) 漿液強度、硬化時間、滲透性能可根據現場實際需要調整。(5) 漿液不流失、固結后不收縮，硬化劑無毒，對地下水無污染。注漿材料通常使用配合比如下表2：表213、 漿液使用配合比表A液B液C液硅酸鈉 100L水 100LGs劑 8.5%P 劑 4.5%H 劑 6.7%C 劑 7.1%水 水泥 42%H 劑 4.6%C 劑 3.2%水200L200L200L注：溶液由A、B液組成；懸濁液由A、C液組成注漿時，可根據現場實際情況適當調整配合比，并適當加入特種材料以增加可灌性和堵水性能，提高止水效果。2、注漿范圍設計根據本工程現場暴露的土質和地下水情況，隧道拱頂土體為砂質土和粉土，并且地下水較為豐富，容易產生透水和流砂，因此確定在該段需要進行WSS工法注漿加固和止水。加固范圍為隧道開挖輪廓線1.5m范圍；注漿孔直徑46mm，布孔間距0.75m。注漿按照區域從14、外圍向中心的順序進行，施工完成，土體達到一定強度方可進行隧道開挖。每次加固長度為12m，每次開挖支護長度為10m，循環進行。注漿壓力根據隧道覆土厚度計算并結合施工經驗確定，一般為0.31Mpa。加固范圍可根據施工現場情況進行局部調整，以確保注漿效果和施工安全。如此反復直至支護施工完成。注漿壓力較大時，掌子面必須臨時封堵牢固。3、主要注漿參數(1) 注漿孔直徑：46mm；(2) 漿液擴散半徑：0.60.8m(3) 漿液凝結時間：20s30min；(4) 注漿壓力：0.31Mpa；(5) 注漿循環段長度：12m；(6) 開挖循環段長度：10m；(7) 預留止水盤段長度：2m。4、主要工程量計算(115、) 改良土體方量半斷面：41.94131.06=1304.37m3全斷面：3555.67=1948.45m3(2) 漿液注入量漿液注入率一般為2565%，根據現場調查，結合以往在北京地區類似土層的施工經驗，為提高注漿止水和加固效果，本工程漿液注入率取40%較為適宜。（含漿液損失）因此，漿液注入量為（1304.37+1948.45）40%=1193.13m3 3.3 注漿施工的步驟1、制漿：制漿應使用不小于200轉/分鐘的制漿機，攪拌時間不低于5分鐘，不宜大于30分鐘。出漿孔應設置過濾網。2、注漿：注漿過程中如果出現壓力達不到設計要求，跑漿、串漿等嚴重的問題，可采取換孔作業或待漿液略微初凝后再補16、注等處理措施。注漿過程中應密切注意注漿部位地面的變化情況，若發現地表開裂、鼓起跡象要及時停止注漿，分析原因。3、記錄：根據注漿過程中的實際情況，現場技術員要記錄注漿時間、部位、注漿量、注漿開始壓力、注漿結束壓力、注漿持續時間、注漿過程中出現的問題及處理措施的等重要注漿參數及處理方法。4、現場清理：對注漿泵、制漿機及所有注漿管進行清洗，對現場施工場地進行清理，作好現場的文明施工。3.4效果檢查與補孔注漿1、根據現場鉆孔所揭示的地質狀況，注漿結束后，可采取分析法即結合注漿過程中P-Q-t曲線分析及反算注漿后地層的漿液填充率并結合鉆設的檢查孔情況判斷注漿效果。2、選擇可能出現的薄弱環節進行鉆孔檢查。17、若達不到注漿效果應進行方案調整、補充設計和補孔注漿。四 質量控制4.1 人員保障項目各崗位人員由項目經理按本公司人力資源控制程序、施工項目持證上崗管理細則要求確定。對所有進場的管理人員和特殊工種工人的能力進行驗證、評審, 合格后方可上崗。對上崗人員的崗位、職責和能力逐一進行評估并作好記錄；項目經理、質檢員、安全員、材料員和電工、電焊工等特殊工種人員，做到持證上崗。4.2工程質量保證制度4.2.1成立工程項目經理為責任的質量管理小組，完善質量保證體系，嚴格按照質量體系中規定的責權要求運行。4.2.2定期召開質量分析會議，組織質量教育，嚴格執行“三檢”制度，加強技術交底工作，強化工序控制，由責任心18、強經驗豐富的工程師擔任質量控制人員，實行監督檢查，保證工程質量。4.2.3加強現場施工材料管理，嚴格執行進料檢驗制度，保證施工材料滿足設計和規范要求，不合格材料不得進場使用，確保工程質量。4.2.4配備好施工機具和計量工具以滿足施工要求，建立健全各種資料、原始記錄、作為評價工程質量的重要依據。4.2.5加強與甲方、監理的配合，認真接受指導和監督。4.3 質量保證措施43.1應嚴格按照設計參數進行鉆孔。鉆孔孔位及角度偏差符合相關規范規定，若現場鉆孔孔位因為客觀條件限制不能滿足設計要求，應進行移位并進行計算確定參數，必要時應進行補孔。43.2注漿材料應滿足設計要求，嚴禁使用過期結塊的水泥，必要時進19、行檢驗。43.3漿液配比應符合設計要求，配漿時最大誤差為：水泥、水玻璃、水5%，外加劑1%。43.4漿液攪拌應均勻，一般水泥漿、特種水泥漿攪拌時間為35分鐘，但不得超過30分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。43.5注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不上升，應查明原因，如工作面漏漿，可采取封堵措施。如跑漿可通過調換漿液、調整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，進行大泵量、低壓力注漿，必要時采用間歇注漿，以達到控域注漿目的。43.6 注漿過程中若發生串漿時，可采取兩孔同時注漿措施。43.7 注漿過程中壓力突然升高，應及時查找原因，進行處理。43.8一臺泵發20、生故障時，應立即換上備用泵繼續注漿。43.9嚴格進行注漿效果檢查評定，符合要求時才能結束注漿作業。當未達到注漿結束標準時，應進行補孔注漿。43.10注漿完成后，應采用措施保證注漿不溢漿跑漿。43.11每道工序均要安排專人，負責每道工序的操作記錄。43.12嚴格執行質量驗收標準，保證工程質量合格。本工程二重管無收縮雙液注漿質量標準如下表3所示。表3 二重管無收縮雙液注漿工法質量標準表內 容標 準內 容標 準孔位偏差20 mm注漿壓力5%孔距偏差100mm注漿量（暫定）5-8%鉆桿垂直度1%提升幅度5mm五、安全文明施工5.1 安全管理機構（1）施工現場設置安全生產、消防、保衛領導小組。 領導小組21、由項目經理、項目技術負責人、項目安全員、工長等組成，安全員具體管理日常安全生產工作。（2）工程項目部應根據本工程特點、施工工藝、勞動組織和作業環境制定可行的安全技術措施實施方案和檢查方案，落實安全生產責任制，保證安全責任落實到人。5.2 安全管理措施1、施工中應做好排水準備工作，以防止施工涌水涌泥形成危害，準備好搶險物資，做好搶險準備工作。2、注漿管路及連接件必須采用耐高壓裝置，當壓力上升時，要防止管路連接部位爆裂傷人。3、孔口管、止漿塞要安裝固結牢固，施工期間嚴禁人員站在其沖出方向前方，以防止孔口管、止漿塞沖出傷人，工人必須佩戴防護眼睛，防止漿液濺傷眼睛。4、注意機械使用、保養、維修，注意用22、電安全，經常進行檢查杜絕漏電，并派專人操作和維修，非機電修理人員不得隨意拆卸設備。5、注漿后隧道開挖應按“三快一搶”(快挖、快支、快封閉和搶時間)的原則進行，準備好防水堵涌防坍塌的措施，防止開挖中的局部可能涌水涌砂、坍塌，確保隧道施工安全。7、施工前必須做好施工準備，并請甲方或總包方提供詳圖。8、在施工現場設置現況地下管線安全標志牌，標明管線種類、走向、埋深、用途以及負責人。9、施工現場備齊各種搶修器材，一旦出現險情及時搶修。10、建立地下管線安全保障緊急預案，一旦發生地下管線施工安全隱患或事故，迅速向上級單位及相關管理單位報告，同時迅速采取有效的臨時保護措施，將損失減小到最小，積極配合有關單23、位做好事故處理工作。六、注漿效果檢測6.1 注漿施工結束后，通過注漿體內鉆孔，用壓水、注水或抽水等辦法測定土（砂）層的流量及滲透系數，達不到設計要求需進行補充注漿。檢查孔的數目每個循環設 2-3個檢查孔，檢查孔鉆取巖芯，觀察漿液充填情況，并檢查檢查孔內涌水量，檢查孔涌水量小于0.2L/mmin，布孔的重點是地質條件不好的地段以及注漿質量較差或有疑問的部位。在防滲注漿工程中，這類檢測是一種重要的和基本的手段。 對加固注漿而言上述水力物理性雖不能直接反映加固效果，但至今仍舊被廣泛的當作一種參考指標，因為吸水量大小與地基的密度和強度之間存在著一定的關系。 6.2 通過鉆孔，從注漿體內取出原狀樣品，送實驗室進行必要的試驗研究。實踐經驗證明，通過這類檢測可得出下述幾項重要的物理力學性能指標，據此能對注漿效果做出比較確切的評價 : (1)樣品的密度； (2)結石的性質； (3)漿液充填率及剩余孔隙率； (4)異地同地質情況下做垂直注漿試驗采用挖探取心檢查土質的密實度及結石性質，鉆孔注漿輻射咬合及漿液充填率。(5)無側限抗壓強度與抗剪強度。采用挖探坑或其他方法檢驗止水效果和滲水的情況。