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1、隧道劈裂注漿施工方案1. 工程概況xx地鐵xx線#區間正線2#豎井范圍，#至#區間正線豎井以東區間正線，自開始施工以來，雖然采取了水平降水（2豎井）和超前注雙液漿止水措施，但在開挖過程中仍然存在較大滲水，頂部一個洞室的滲水量最大達3.5m3/h。隧道滲漏嚴重，掌子面多次突發涌水、涌泥現象而坍塌。為保證施工安全及隧道結構上方管線、道路及兩側建筑物的安全，目前#區間2豎井C斷面雙側導洞、E斷面南側導洞、#區間向東左右線已暫停施工。1.1 工程地質及水文地質情況 工程地質情況#區間2豎井范圍及#區間豎井以東隧道頂板穿越地層主要為粉質粘土層、粉土層，圓礫卵石層，局部夾有中粗砂層、粉細砂層，頂板地層穩定2、性較差，無法形成自然應力拱，極易發生坍塌現象。 水文地質情況區間隧道拱部開挖時主要受上層滯水的影響，區間隧道頂板上方分布有多層飽和的粉土層、砂土層，在滲透水壓力作用下，易產生流土、流砂，對施工造成不利影響，甚至危及隧道上方管線、路面以及兩側建筑物的安全。根據實際施工情況，隧道穿越地層含地下水豐富，水源補給充分，隧道內滲水嚴重。另據雷達探測，該區域地層疏松，部分地段有空洞。1.2管線及滲漏水情況隧道上方地層中管溝多且復雜，各種管溝中都有流動水和積存水。管線埋置相對較淺，距離結構較近，且部分管線年代久，施工中必須采取有效措施保證管線安全。管線見下表。表1-1 #區間地下管線明細表位置管線名稱規格型3、號材質埋深距主體結構間距距豎井通道間距xx南路上水管D1400mm鑄鐵1.76m3.5m1.47m電信管塊700500mm混凝土1.38m6.3m3.24m天然氣DN300mm鋼1.63m5.5m3.34m自來水DN300mm鑄鐵1.2m5.9m3.34m天然氣DN500mm鋼1.63m7m3.22m雨水管DN1000mm混凝土2.49m6m2m熱力管溝DN800mm混凝土1.27m10m5.3m污水管 DN500mm混凝土3.75m11.5m7.7m給水管DN800mm鑄鐵1.25m10m6m電力管溝18002300mm混凝土6.9m9.3m1.83m2. 前進式劈裂注漿施工方案2.1 總體4、思路:根據隧道穿越地層及地下水情況，隧道前期施工過程的治水情況，為達到“抑制涌水、涌泥及坍塌，改良地層，控制變形，保障安全”的目的，施工過程中采用前進式劈裂注漿止水帷幕施工方案。 2.2 方案的確立由于隧道內地下水異常豐富，根據C斷面側導洞施工中治水情況顯示，出現涌水后封閉掌子面進行注漿，注漿后進行開挖，掌子面及拱頂注漿加固效果不明顯，地層內沒有形成有效的加固圈，分析原因主要為地下水豐富、地質條件差，多次調整注漿配比未能達到預期效果；根據前段注漿分析以及以往工程洞內注漿止水經驗，采用洞內前進式劈裂注漿形成止水帷幕的施工工藝，可達到改良地層，防止突水涌泥的目的。根據前段時期開挖揭露的地質情況，地5、層長期受地層游離水的侵蝕，特別是在粉土和砂土中，土體已形成軟塑狀甚至流塑狀，增大了施工難度，直接威脅管線的安全。洞內止水帷幕主要以改善地層松散性及止水為目的，增強粉土與砂土的自穩能力，降低地層的滲透系數，防止開挖過程中土體流泥流沙及坍塌，保證施工和周邊管線的安全。2.3方案原理施工采用前進式劈裂注漿，它是在鉆孔內施加液體壓力于弱透水性地層中，當液體壓力超過滲透注漿的極限壓力時，土體產生水力劈裂，形成裂縫，進漿量突然增大。劈裂面發生在軸力最小主應力面，劈裂注漿在鉆孔附近形成網狀脈絡，通過漿液擠壓土體形成漿液骨架作用。在注漿壓力作用下，漿液克服地層的初始應力和抗拉強度，引起土體結構的局部擾動，使地6、層中原有的裂隙和空隙張開，漿液的可注性和擴散距離增大，從而達到加固的目地，由于注漿后漿液固結體在土體中呈脈絡狀，因此又稱為脈狀注漿。常適用于粘性土層或深層注漿。通過劈裂注漿使拱部松散飽和土形成具有一定強度、滲透系數較小的粘性土層，以達到穩定土體并止水的預期效果。2.2.3施工工藝流程圖注漿施工工藝流程如圖2-1所示。2.2.4 施工方法.1造設止漿墻在掌子面造設C20噴砼止漿墻，止漿墻厚度為30cm，以防止注漿過程中冒漿。.2鉆孔 （1）測量放線定出注漿孔孔位；No Yes No Yes 配制漿液 質量檢查 第一段注漿達到要求 監控量測 造設止漿墻 鉆 孔 結束注漿 補 注 注第二段 注漿作業7、 安設孔口管 圖2-1 注漿施工工藝流程圖（2）采用K-100型工程地質鉆機按標出的孔位進行鉆孔，精確度要求1；（3）鉆孔過程中一般采用套管定位，鉆孔直徑采用76mm，鉆進3m后下入水囊式止漿塞； （4）在鉆孔過程中應做好詳細的鉆孔記錄，對鉆孔進行地質描述，觀察分析回水巖芯或棄碴狀態，用以判斷注漿質量和調整注漿參數，指導施工。.3安設孔口管用CS（水泥、水玻璃）砂漿埋設76mm孔口管，在管口安裝76mm球形閘閥，作為封閉鉆孔中可能會出現的涌水。.4注漿作業1、雙液注漿系統示意圖圖2-2 雙液注漿系統示意圖2、漿液配制（1）水泥漿配制根據預配制漿液的體積，按配比參數計算出所需的水泥，水和緩凝劑的8、用量。在攪拌機內加入計算好的用水量，將計算好的緩凝劑加入，強力攪拌均勻；待緩凝劑完全溶解后，邊攪拌邊加入計算好的水泥用量，攪拌均勻后倒入儲漿桶內以備注漿。（2）水玻璃漿液配制在拌漿桶中加入濃水玻璃，然后邊攪拌邊加水，同時用玻美計測量其濃度，直至稀釋至需要濃度為止。3、注漿施工采用雙液注漿泵進行注漿作業。注漿方式采取后退式分段注漿工藝，每次注漿段長0.6m，注完第一注漿段后，后退注漿芯管，進行第二注漿段的鉆孔。如此循環，直至該孔結束。注漿過程中應注意：（1）止漿塞初始停放位置應根據注漿管長度及注漿管前端開孔位置以及止漿塞構造精確計算止漿塞初始停放位置。（2）分段后退式注漿如果采用機械式止漿塞應注9、意將帶有止漿塞的芯管和頂管連接后插入到注漿管孔底，壓緊止漿塞使之膨脹，以達到止漿效果。分段后退式注漿要特別注意止漿塞損壞程度，施工過程中若發現止漿塞存在問題，應立即更換，以免引起注漿管堵塞，造成芯管無法拔出。（3）注漿過程中如需暫停注漿時，必須先將水玻璃吸漿管拿出放入清水桶中，然后再拿出水泥管，并同時將注漿芯管拔出0.6m，向孔內注清水后再停止注漿，這樣既保持管路暢通，又保證注漿段不受注水影響。.5注漿順序注漿順序充分考慮水源影響因素采取前進式分段注漿，逐步向前推進封墻，這樣有效地形成擠壓、密實作用，達到注漿目的。同時達到控制注漿的目的，以防止漿液過遠擴散，對管線造成危害或造成漿液浪費增加成本10、。.6注漿結束標準（1）一序孔（單號孔），采取定量定壓相結合方式即當注漿量達到設計值或注漿壓力達到設計值且注漿量達到設計值80%時作為注漿結束標準。（2）二序孔（雙號孔），采取定壓方式即注漿壓力達到設計值時作為注漿結束標準。（3）注漿過程中漏漿嚴重，不得不停止注漿，但要詳細記錄，以便采取補救措施。2.2.5施工材料2.2.5.1注漿材料特性要求根據工程特點，采用的漿液要具有以下特性：1）對地下水而言，不易溶解；2）對不同地層，凝結時間可以調節；3）高強度、止水；4）在粉土和砂土層可注性強；5）耐久性強。2.2.5.2漿液材料配比根據以上材料特性要求，選用水泥-水玻璃雙液漿，漿液配置參數見下表：11、表2-1 注漿材料參數表 漿液種類水泥品號原水玻璃濃度水灰比 （W:C）體積比(C:S)稀水玻璃濃度水泥水玻璃雙液漿水泥40Be11.5:1.81:135Be根據現場實際情況適當加入特種材料以增加可灌性和早期強度。2.2.6 注漿參數設計前進式劈裂注漿止水帷幕注漿管采用76mm無縫鋼管，壁厚5mm，環向間距0.4m，長度10-15m，擴散半徑0.6m，由于結構施工未提供劈裂注漿施工工作室，施工時鉆孔按58外插角進行。具體見下表。表2-2 注漿參數表 序號參 數 名 稱隧道富水段1注漿管間距0.4m2注漿段長1015m3漿液擴散半徑0.6m4注漿速度4060L/min5注漿終壓1.21.5Mpa12、6注漿步距3m7止漿墻C20網噴混凝土，厚30cm圖2-3 注漿孔位布置圖2.2.7 注漿機具配套主要注漿施工機械設備如下表所示。表2-3 主要機械設備配套表 序號機具名稱規格型號單位數量備注1注漿泵KBY-50/70臺62高壓膠管D25mmQ16Mpa10根303攪拌機0.3m3,20轉/分臺64儲漿桶0.5m3、1.0m3個65注漿芯管56mm5mm2m根306止漿塞水囊式滿足施工7地質鉆機K-100臺62.2.8 施工人員組織鉆孔3人配漿3人注漿3人注漿檢查4人檢驗開挖定孔位觀測3人布孔3人鉆孔就位5人圖2-4 施工人員組織機構框圖3. 注漿效果的檢查 注漿結束后，必須進行注漿效果檢查。13、其方法主要有以下幾種方法。3.1分析法注漿過程中P-q-t曲線，通過對鉆孔、注漿記錄進行整理，分析每個孔段的注漿壓力和注漿速度，以及串漿情況，找出可能存在的注漿盲區。3.2鉆檢查孔法根據注漿記錄，在注漿最薄弱的部位確定檢查孔。對檢查孔進行鉆孔檢查，檢查孔無涌水、涌砂。對檢查孔進行注水試驗，通過測試其滲透系數綜合評價。注漿結果分析必須及時與監測數據對照，分析差值原因，合理調整注漿施工參數。4. 監控量測4.1 監測目的區間隧道施工過程中必然會引起地表的沉降，而且由于此處開挖斷面變大、管線埋深較淺、土質差、地下水豐富，區間隧道的開挖對地表沉降變形的影響也會增加，因此地表沉降作為該地段監測的重點；在14、施工期間準確掌握地表的沉降情況，及時對地表及洞內注漿參數進行調整，加強支護體系，保證地表和隧道施工的安全。4.2 監測項目4.2.1洞內監測1、拱頂下沉（1）監測目的拱頂下沉量測值是反映隧道安全和穩定的重要數據,是圍巖和支護系統力學形態變化的最直接、最明顯的反映，易于實現量測信息的反饋。（2）監測儀器蘇光DSZ-2型精密水準儀及鋼掛尺。（3）監測實施方法測點埋設根據設計圖紙要求，拱頂測點埋設時，應在掌子面開挖出碴完畢后，拱架架立時，將預埋件焊接至鋼架拱頂主筋上，待該環砼噴射完畢牢固后，將預埋件上砼清除干凈后，即可進行量測。拱頂測點布設原則為重要量測地段間距為5m布設一組測點，特殊情況測點可適當15、加密。量測方法拱頂下沉量測主要采用精密水準儀，量測各測點與基準點之間的相對高程差，本次所測高差與上次所測高差相比較，差值即為本次沉降值，本次所測高差與初始高差相較，差值即為累計沉降值。數據分析與處理監測數據的填寫、處理與地表下沉相同。如果拱頂下沉超限,可采取以下方法控制拱頂的下沉：改良拱頂巖體或土體的穩定性；改善開挖方法以減小開挖對拱頂圍巖的擾動；加強支護等等，或采取以上幾種方法進行綜合處理。 2、隧道凈空收斂（1）監測目的隧道開挖后，周邊點的位移是圍巖和支護力學形態變化的最直接、最明顯的反映，凈空的變化（收縮和擴張）是圍巖變形最明顯的體現。（2）監測儀器坑道收斂計（3）監測實施方法測點埋設根16、據設計圖紙要求，收斂測線埋設時，應在掌子面開挖出碴完畢后，拱架架立時，將預埋件焊接至鋼架拱腰主筋上，應盡量使兩預埋件位于同一軸線上。待該環砼噴射完畢牢固后，將預埋件上砼清除干凈后，即可進行量測。測線布設原則同拱頂測點，且同拱頂測點布設在同一斷面，為10m布設一組測點。收斂量測方法a、初次量測在鋼尺上選擇一個適當孔位，將鋼尺套在尺架的固定螺桿上。孔位的選擇應能使得鋼尺張緊時支架與百分表（或數顯表）頂端接觸且讀數在025mm的范圍內。擰緊鋼尺壓緊螺帽，并記下鋼尺孔位讀數。b、再次量測，按前次鋼尺孔位，將鋼尺固定在支架的螺桿上，按上述相同程序操作，測得觀測值Rn。按下式計算凈空變化值：Un=Rn-R17、n-1 Un第n次量測的凈空變形值 Rn第n次量測時的觀測值 Rn-1第n-1次量測時的觀測值數據的分析與處理：首先作出時間-位移及距離-位移散點圖，對各量測斷面內的測線進行回歸分析，并用收斂量測結果判斷隧道的穩定性。如果收斂值過大，應改善周圍巖體或土體的穩定性，改變開挖方法，盡量減小開挖對周圍巖（土）體的擾動；加強支護等，以確保收斂值在規范允許的范圍內。4.2.2 地表監測1、監測目的地表沉量測值是反映路面結構和管線、隧道結構安全和穩定的重要數據，構筑安全與否直接、最明顯的反映，易于實現量測信息的反饋。2、監測儀器萊卡 NA 2002電子水準儀，銦鋼尺；3、檢測實施方法布設原則根據設計圖紙要18、求，在一般地段每10m一個，重要地段是視地質情況加密測點，每隔35m布設一個測點。經過在區間地表沉降槽的監測數據分析顯示，隧道開挖影響地表沉降范圍距離開挖中線15m左右，受隧道開挖影響最大的一般是是中線位置。4、監測管理制度在信息化施工中，監測后應對各種數據進行及時整理分析，判斷其發展變化規律，并及時反饋到施工中，以此來指導施工。根據以往經驗，采用鐵路隧道噴錨構筑法技術規則（TBJ108-92）的級管理制度作為監測管理方式。管理等級見下表。根據上述監測管理基準，調整監測頻率：一般在級管理階段監測頻率可適當放大一些；在級管理階段則應注意加密監測次數；在級管理階段則應加強支護，并加強監測，密切關注19、工程過程，監測頻率可達到12次/天或更多。圖4-1 洞內監測測點示意圖圖4-2 地表沉降測點布置示意圖表4-1 監測管理等級表管理等級管理位移施工狀態U0U正常施工UU加強監測U加強監測并采取相應工程措施其中U是監測控制標準。根據招、投標文件、有關規范和類似工程經驗確定控制標準。圖4-3 監測組織機構圖針對區間隧道工重要性，監測組由具有豐富施工經驗、監測經驗及有結構受力計算、分析能力的技術人員擔任組長，在組長指導下進行日常監測工作及資料整理工作。為高效完成監測工作，施工過程中嚴格執行以下措施。（1）監測組與監理工程師密切配合工作，及時向監理工程師報告情況和問題，并提供有關切實可靠的數據記錄。（20、2）制定切實可行的監測實施方案和相應的測點埋設保護措施，并將其納入工程的施工進度控制計劃之中。（3）量測項目人員建立質量責任制，確保施工監測質量；并且人員要相對固定，保證數據資料的連續性。（4）根據設計文件制定的監控量測管理基準值，當發現超過基準值時，應立即報告監理，并向監理報送應急補救措施。（5）觀測前，對所有儀器設備必須按有關規定進行檢驗和校核，確保儀器的穩定可靠性和保證觀測的精度。（6）測試元件及監測儀器必須是正規廠家的合格產品，測試元件要有合格證，監測儀器要定期校核、標定。（7）各監測項目在監測過程中必須嚴格遵守相應的實施細則。（8）量測數據均要經現場檢查，室內兩級復核后方可上報；且量21、測數據的存儲、計算、管理均用計算機系統進行。5. 沉降控制采用本方案加強后，每部沉降量控制以C型截面計算結果為例，典型施工階段施工示意圖和地表沉降計算結果下表所示：6. 質量保證體系為保證安全，項目部成立質量小組，組長由總工程師擔任，組員由項目部安質主任、工程部長、技術主管及現場技術干部組成。作業班組由24名技術工人組成，其中鉆眼作業3人，注漿作業3人，雙液注漿機操作手1名。作業班組成員必須經培訓合格后方可上崗。表5-1 C型截面典型施工階段地表沉降模擬計算步驟地表沉降曲線沉降槽描述第二步：支護左右上側導洞x刻度為5m；y的刻度為0.010m累計最大沉降10mm，變形槽寬度55m；最大變形位于22、洞頂中間第四步：支護左右下側導洞x刻度為5m；y的刻度為0.010m累計最大沉降15mm；沉降槽寬度30m；最大沉降位于左導洞頂部偏左第六步：支護中部上導洞x刻度為5m；y的刻度為0.010m累計最大沉降20mm，變形槽寬度50m；最大變形位于洞頂中間第八步：支護中部下導洞x刻度為5m；y的刻度為0.010m累計最大沉降28mm；變形槽寬度55m；最大變形位于洞頂中間第十步：拆除臨時支撐施做二襯x刻度為5m；y的刻度為0.010m累計最大沉降35mm；沉降槽寬度55m；最大沉降位于洞頂中間7. 質量保證措施1、注漿時，必須嚴格控制注漿壓力，以防大量跑漿堵塞管道和使地表被隆起。2、在注漿過程中，23、如發現從地面裂縫跑漿可以采用雙快水泥封縫后繼續注漿，當冒漿或跑漿嚴重時，應關泵停壓，待一、二天后進行第二次注漿。3、注漿過程中應隨時檢查地表監測點，注漿壓力及注漿量根據沉降數據及時調整，防止出現沉降或抬升過大、過快現象發生，引起地面開裂；4、停漿后，立即關閉孔口閥門，然后拆除和清洗管路，待漿液初凝后，再拆卸注漿管，并用高標號水泥砂漿將注漿孔填滿搗實。5、為了確實地獲取注入漿液質量和數量，必須作好注漿記錄并保管好全部證明書及測量數據等。6、施工中應經常監視注入量、注漿壓力及管道檢查井情況，必要時應變換注漿參數。7、注漿過程中，隨時觀察注漿區域的地面情況，如有異常，立即停止注漿作業。8、檢查孔應進24、行取樣檢查。檢測固結體抗壓強度，漿脈滲透狀況和固結質量。9、檢查孔注水試驗，即注漿前后注水量比較，測定注漿滲透狀態和固結狀態。10、在實施注漿過程中的異常情況進行分析和制定處理措施。8. 安全保證措施1、進入注漿現場的人員，必須配戴安全帽。注漿施工人員按照作業要求正確穿戴個人防護用品。2、鉆眼、注漿作業過程中，設隔離帶，并由專人指揮過往車輛。3、注漿施工現場的臨時用電，必須嚴格按照施工現場臨時用電安全技術規范的有關規范規定執行。4、注漿臨時用電線路的安裝、維修、拆除，均由經過培訓并取得上崗證的專業電工完成，非電工不準進行電工作業。5、雙液注漿機操作人員，必須取得操作合格證，不準將機械設備交給無本機械操作證的人員操作，對機械操作人員要建立檔案，專人管理。6、操作人員必須按照雙液注漿機說明書規定，嚴格執行工作前的檢查制度和工作中注意觀察及工作后的檢查保養制度。