1、1前進(jìn)式注漿專項(xiàng)施工方案1.1.工程概況隧道位于活動性斷裂帶區(qū)域,洞身大部分處于花崗巖全風(fēng)化層和強(qiáng)風(fēng)化層內(nèi),裂隙較發(fā)育,地下潛水和承壓水較豐富,對隧道施工非常不利。右線由于地面旋噴加固樁未能完全施做以及旋噴樁在垂直方向上不能有效止水,所以增加洞周和部分開挖面的前進(jìn)式超前預(yù)注漿,共設(shè)計(jì)注漿孔132個,注漿長度37.6m;左線原設(shè)計(jì)全斷面分段式袖閥管注漿變更為洞周和開挖面前進(jìn)式超前預(yù)注漿,共設(shè)計(jì)注漿孔234個,注漿長度50.6m;橫通道B1、B2也采用前進(jìn)式注漿進(jìn)行開挖前的土體加固及止水,B1通道85孔,注漿平均長度9.5m,B2通道239孔,注漿平均長度5.0m;在左線隧道與廣燕區(qū)間相接處增加兩
2、排前進(jìn)式注漿止水帷幕,共55孔,注漿長度16m。設(shè)計(jì)布置詳見圖1、圖2。隧道開挖前采用前進(jìn)式高壓超前預(yù)注漿進(jìn)行外圍止水和洞身土體加固,可以減少開挖面失水、增加掌子面穩(wěn)定、控制地面下沉,確保隧道施工和周邊建筑物的安全。1.2.工藝特點(diǎn)前進(jìn)式分段注漿工藝具體過程是:首先在掌子面施做止?jié){墻,在止?jié){墻上開孔安裝孔口管,采用水平地質(zhì)鉆機(jī)成孔,在孔口管內(nèi)分段向前鉆注施工。每一循環(huán)進(jìn)尺一般控制在35m,也可根據(jù)地質(zhì)情況及注漿效果適當(dāng)加大每循環(huán)鉆孔和注漿長度。成孔后退出鉆桿,安裝法蘭盤及注漿管進(jìn)行注漿,待漿液凝固后拆除法蘭盤,再進(jìn)行鉆孔如此循環(huán),直到鉆進(jìn)和注漿深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。這種注漿方式,根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)能力,
3、每次掌子面注漿長度可達(dá)4060米,由外向內(nèi)循環(huán)反復(fù)跟進(jìn)式向前鉆進(jìn)注漿,可以保證鉆機(jī)鉆進(jìn)時都在已經(jīng)加固的土體內(nèi)鉆孔(第一次鉆進(jìn)除外,如果地下水豐富可以在孔口管安裝好后先注漿后鉆進(jìn)),有效防止了塌孔和成孔困難,并且可以控制孔內(nèi)涌水,可以在鉆進(jìn)到孔內(nèi)出水就開始注漿,靈活掌握,及時堵水。后一次注漿對前一次的鉆進(jìn)注漿部位還有復(fù)注作用,因此注漿效果較好。圖1 設(shè)計(jì)左線注漿孔位布置圖圖2 設(shè)計(jì)右線注漿孔位布置圖1.3.施工部署1.3.1.總體方案本工程左線隧道長51.1m,右線長37.6m,一次注漿可以加固隧道全長,因此左右線均采用開挖前一次性全長注漿,隧道開挖過程中不再停下來施做止?jié){墻進(jìn)行注漿,可以減少掌
4、子面和初支暴露時間,增大安全性減少開挖時間。右線隧道從南端風(fēng)機(jī)井施做,左線隧道從車站明挖基坑施做,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)連續(xù)墻作為止?jié){墻。分別在主體結(jié)構(gòu)底板完成后搭設(shè)腳手架,從洞門的上部開始左右對稱依次向下鉆孔注漿,同時考慮防止串漿,隔孔、交替、近孔錯開施做。B1和B2橫通道分別在各自洞門開挖之前進(jìn)行注漿,與區(qū)間分割的止水帷幕注漿與B2橫通道注漿同期施做。制漿和注漿設(shè)備均安裝在地面上,用高壓管輸送至注漿面。按照設(shè)計(jì)要求,先施工第一序共49個注漿孔,第一序施工完成之后對隧道掌子面進(jìn)行縱向全長范圍進(jìn)行鉆孔測水試驗(yàn),在隧道不同部位共鉆設(shè)三個檢測孔。如果出水量達(dá)到設(shè)計(jì)要求即可進(jìn)行隧道開挖,否則,繼續(xù)施工第二序注
5、漿孔。1.3.2設(shè)備材料鉆孔采用兩臺風(fēng)動潛孔鉆機(jī),采用高壓單液注漿機(jī)和雙液注漿機(jī)配合注漿。施工設(shè)備和部分材料見下表。注漿施工設(shè)備及部分材料表序號名 稱單位數(shù)量規(guī)格型號備注1空壓機(jī)臺121m3、電動螺桿式、風(fēng)冷2高壓風(fēng)管米60直徑70mm以上3潛孔鉆機(jī)臺270孔徑、風(fēng)動4單液壓漿機(jī)臺2150、250型、最高壓力8MPa5雙液壓漿機(jī)臺1最高壓力8MPa6攪漿機(jī)臺1生產(chǎn)能力不小于60m3/h7電焊機(jī)臺2400以上8高壓輸漿管米100承壓能力不小于12MPa9焊接鋼管根50長度1.5米,外徑89mm,壁厚3.5mm本表所列為首次數(shù)量,隨施工進(jìn)度及時補(bǔ)充。10法蘭盤個50配套D89mm鋼管11小孔法蘭盤
6、個50D89法蘭盤,內(nèi)孔直徑D32mm12注漿小管個50D32鍍鋅管,長度10cm,單端車絲13球閥個50D25球閥1.3.3勞動力安排施工采取滾動交替作業(yè)方式,即:鉆孔-注漿-鉆孔-注漿,依次往復(fù),24小時不間斷作業(yè)。共分兩個鉆眼班:3人2班=6人兩個注漿班:5人2班=10人班長:1人2班=2人共計(jì)18人1.3.4工期安排 (1)施工準(zhǔn)備:搭設(shè)平臺,安裝鉆機(jī),布置注漿站:5天; (2)右線注漿:35天;(3)左線注漿:40天;(4)B1橫通道: 7天;(5)B2橫通道和帷幕15天。開工日期:年月日,右線完工時間年月日,其他各部位注漿不占用工期關(guān)鍵線路,不影響隧道總體施工工期。4、施工工藝1.
7、4.1注漿孔位布置按照設(shè)計(jì)圖孔位布置和首先施做內(nèi)圈注漿孔順序的要求,第一序施工孔位布置為:外圍環(huán)向第一圈注漿孔沿開挖線外800mm布置,環(huán)向間距985mm,共23孔;在主體結(jié)構(gòu)底板面以上600mm布置兩排注漿孔,行距800mm,平距840mm,作為下拱部和拱底的加固止水孔;開外面內(nèi)布置710個注漿孔,兩個監(jiān)測孔,具體布置見圖3、圖4。1.4.2平臺搭設(shè)為了保證全斷面鉆孔和注漿,在洞口采用鋼管腳手架搭設(shè)作業(yè)平臺,平臺滿足鉆機(jī)和施工人員承重及高度要求,按照有關(guān)安全要求搭設(shè)護(hù)欄并掛安全網(wǎng),上面滿鋪25mm以上厚度大板。1.4.3連續(xù)墻鉆孔按照孔位布置圖,采用KS500型輕便金剛石取芯器在連續(xù)墻上取芯
8、鉆孔,鋼筋和混凝土一次性取出,孔徑108mm,取芯時按照不同部位采用不同的上揚(yáng)角。圖3 A1斷面第一序注漿孔位布置圖圖4 注漿孔布置縱向示意圖1.4.4孔口管安裝孔口管采用外徑89mm、壁厚3.5mm焊縫鋼管,長度1.5m,外端焊接法蘭盤,管外纏麻絲油膏,采用沖擊錘夯入孔內(nèi),法蘭盤距連續(xù)墻外表面15cm,方便拆卸連接螺絲。管外縫隙用快硬砂漿塞填,要求孔口管外壁和連續(xù)墻混凝土體密貼,不能漏水和冒漿。孔口管大樣如圖5。圖5 孔口管大樣圖1.4.5鉆進(jìn)在孔口管內(nèi)采用潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔,鉆孔直徑76mm,一次鉆進(jìn)長度46米,開孔時調(diào)整鉆桿適度上揚(yáng)以抵消長距離鉆孔的鉆桿下垂度。先鉆單號孔,后鉆進(jìn)雙號孔,左
9、右對稱、從上部向下部進(jìn)行,同時要保證鄰近區(qū)域在縱向上要錯開施工。1.4.6、注漿(1)注漿前的準(zhǔn)備工作1)安裝注漿法蘭頭;2)檢修和調(diào)試注漿設(shè)備; 3)配置漿液及注漿材料的準(zhǔn)備;4)洗孔:用注漿泵向孔內(nèi)注清水,不少于10分鐘,以提高注漿效果,同時測取鉆孔吸水率,以確保漿液初始濃度;(2)注漿參數(shù)1) 漿液濃度:初始濃度: 單液漿 水灰比1.5:1 正常注漿濃度:單液漿 水灰比1:1 處理跑漿事故: 水泥水玻璃雙液漿 C:S=1:1 濃度調(diào)整原則:先稀后濃,根據(jù)進(jìn)漿量和注漿壓力的變化,及時調(diào)整漿液濃度,長時間不上壓力,進(jìn)漿量大,則調(diào)濃一級,壓力上升快,則調(diào)稀一級。為了加快施工進(jìn)度,減少鉆進(jìn)和注漿
10、的間隔時間,可以在每一次注漿快結(jié)束時注入雙液漿,以加快漿液的凝固。2) 擴(kuò)散距離:頂部及兩側(cè)水平方向,擴(kuò)散35m,底部24m;3) 注漿終壓:P=45MPa;4) 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):注漿量越來越少,達(dá)到注漿終壓并持續(xù)半小時,即可結(jié)束注漿;5) 鉆注時間:鉆孔時,出水就注,依次往復(fù)。(3)注漿中注意的事項(xiàng)1) 嚴(yán)格按注漿參數(shù)進(jìn)行注漿,確保注漿效果;2) 每次注漿前檢修好設(shè)備,確保管路連接牢固和壓力表正常,防止注漿過程中爆管事故;3) 及時觀察注漿壓力表,并做好注漿壓力及漿液記錄,以便注漿結(jié)束時分析毎孔注漿情況;。4) 注漿結(jié)束后要高檔位沖洗注漿管路,防止注漿管路堵塞。1.4.7、監(jiān)測全斷面注漿開始前,在連續(xù)墻隧道洞門上部和下部各鉆一個監(jiān)測孔,采用抽芯鉆進(jìn),一直鉆到隧道另一端,取出巖樣判定,進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)探,并在孔口安裝閥門,測量出水量。第一輪注漿完成之后,再對出水量進(jìn)行測量,并新鉆地質(zhì)探孔對注漿效果進(jìn)行判定,確認(rèn)注漿已經(jīng)達(dá)到加固和止水預(yù)期效果后方可以破除洞門,進(jìn)行隧道的開挖施工。