隧道管片壁后注漿施工方案

隧道管片壁后注漿施工方案第第頁共17頁目錄1編制依據(jù)與原則 31.1編制依據(jù) 31.2編制原則 32工程概況 42.1工程概述 43.施工機(jī)具及勞動(dòng)力配備 43.1施工機(jī)具 43.2勞動(dòng)力配備 54注漿目的和原理 54.1注漿種類 54.2注漿目的 54.3同步注漿原理 64.4二次注漿作用 64.5注漿工藝注意事項(xiàng) 65施工工藝及主要技術(shù)措施 75.1同步注漿施工工藝 75.1.1同步注漿施工工藝 75.1.2同步注漿孔位選擇 85.1.3同步注漿材料 85.1.4注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 95.2同步注漿流程 95.2.1施工準(zhǔn)備 95.2.2漿液運(yùn)輸與儲(chǔ)存 95.2.3同步漿液泵送 95.3同步注漿主要參數(shù) 105.4注漿時(shí)間 105.5二次補(bǔ)強(qiáng)注漿 115.5.1二次注漿工藝流程圖 115.5.2注漿材料 115.5.3二次注漿流程 125.6其它注漿方式 136施工中常見問題及主要對(duì)策 136.1漏漿現(xiàn)象的處理 136.2同步注漿漿液堵管原因分析及主要對(duì)策 136.3地面沉降超限的原因分析及主要對(duì)策 147注漿質(zhì)量保證措施 148安全措施及安全注意事項(xiàng) 159、環(huán)境保護(hù)措施 15

1編制依據(jù)與原則1.1編制依據(jù)（1）寧波市軌道交通3號(hào)線工程土建施工項(xiàng)目（JL3-2標(biāo)）施工招投標(biāo)文件；（2）寧波市軌道交通3號(hào)線工程土建施工項(xiàng)目（JL3-2標(biāo)）區(qū)間地質(zhì)勘察報(bào)告；（3）寧波市軌道交通3號(hào)線工程土建施工項(xiàng)目（JL3-2標(biāo)）區(qū)間第4分冊(cè)盾構(gòu)防水設(shè)計(jì)圖；（4）國(guó)家現(xiàn)行的主要施工技術(shù)及驗(yàn)收規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)（包括但不限以下施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)）：《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50157-2013；《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB50108-2008；《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50299-1999（2003版）；《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50208-2011；《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50446-2008；（5）同步注漿漿液漿液配合比試驗(yàn)情況；（6）二次注漿漿液配合比試驗(yàn)情況。1.2編制原則（1）技術(shù)先進(jìn)、科學(xué)合理的原則。編制堅(jiān)持技術(shù)先進(jìn)性和科學(xué)合理性相結(jié)合，力求使方案具有極強(qiáng)的針對(duì)性和可操作性，確保施工質(zhì)量和進(jìn)度。（2）經(jīng)濟(jì)實(shí)用、節(jié)約成本的原則。根據(jù)現(xiàn)狀場(chǎng)地條件，通過合理調(diào)配各種資源、優(yōu)化吊裝工藝、提高作業(yè)效率，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用、節(jié)約成本的目的。（3）安全可靠的原則。堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的安全方針，突出“以人為本、安全為天”的指導(dǎo)思想，確保安、拆方案的安全可靠。（4）健康環(huán)保的原則。結(jié)合作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)環(huán)境和周邊環(huán)境情況，貫徹執(zhí)行職業(yè)健康、環(huán)境保護(hù)等有關(guān)文件精神，確保注漿方案既有利于減輕職業(yè)健康危害，又有利于減少環(huán)境污染。2工程概況2.1工程概述1）北三路站～東江二路站區(qū)間北三路站～東江二路站區(qū)間為地下盾構(gòu)區(qū)間，本區(qū)間主要下穿靑六北路，側(cè)穿景觀湖及景觀湖橋。區(qū)間起終點(diǎn)里程為：YDK46+107.235～YDK47+062.111，區(qū)間右線長(zhǎng)度954.87m，左線952．888m?？傞L(zhǎng)1907.755m。于YDK46+605.000處設(shè)置1座聯(lián)絡(luò)通道兼泵站。圖2.1-1北三路站～東江二路站區(qū)間平面示意圖2）東江三路停車場(chǎng)出入段線盾構(gòu)段區(qū)間區(qū)間起終點(diǎn)里程為：CDK0+80.001～CDK1+759.000，出段線長(zhǎng)1678.999m；入段線起終點(diǎn)里程為RDK0+70.015～RDK1+682.164，入段線長(zhǎng)1612.149m。出入段線總長(zhǎng)3291.148m。區(qū)間設(shè)1座聯(lián)絡(luò)通道。詳見“附圖二、東江三路停車場(chǎng)出入段線盾構(gòu)段區(qū)間平面示意圖”。圖2.1-2東江二路站～停車場(chǎng)線區(qū)間平面示意圖3.施工機(jī)具及勞動(dòng)力配備3.1施工機(jī)具表3.1-1同步注漿施工機(jī)具表單位數(shù)量?jī)?chǔ)漿罐個(gè)1電瓶車列2注漿臺(tái)車個(gè)1注漿機(jī)臺(tái)2活動(dòng)扳手把4手錘把4表3.1-2二次注漿施工機(jī)具表單位數(shù)量水泥攪拌桶個(gè)1水玻璃儲(chǔ)存罐個(gè)1注漿臺(tái)車列1雙液注漿泵臺(tái)13.2勞動(dòng)力配備表3.2-1施工人員表人員數(shù)量值班技術(shù)員1人/班注漿手1人/班配合人員2人/班4注漿目的和原理4.1注漿種類管片壁后注漿可分為同步注漿以及二次注漿。4.2注漿目的通過及時(shí)的同步注漿，使管片盡早支撐地層，減少地基沉陷量，保證環(huán)境安全；確保管片襯砌早期穩(wěn)定性；作為隧道襯砌防水的第一道防線，提供長(zhǎng)期、均質(zhì)、穩(wěn)定的防水功能。在同步注漿后若發(fā)現(xiàn)以下情況進(jìn)行二次注漿：(1)隧道成形后地面沉降仍有較大的變化趨勢(shì)；(2)局部地層較軟；(3)同步注漿注漿量不足時(shí)；通過管片中部的注漿孔進(jìn)行二次注漿，二次注漿可起彌補(bǔ)土層損失、防止建筑物下沉，根據(jù)工程需要甚至可使上部土層適當(dāng)隆起的效果；及增強(qiáng)管片、縱縫止水效果。4.3同步注漿原理注漿的基本原理就是將具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性及流動(dòng)性,并能保證適當(dāng)初凝時(shí)間的漿液(流體),通過壓力泵注入管片背后的建筑空隙,漿液在壓力和自重作用下流向空隙各個(gè)部分并在一定時(shí)間內(nèi)凝固,從而達(dá)到充填空隙,阻止土體塌落。4.4二次注漿作用同步漿量按照理論計(jì)算，應(yīng)該為盾構(gòu)穿越地層產(chǎn)生空隙量的130%～180%，但是在實(shí)際施工中，同步注漿注入量即使達(dá)到180%也不能完全控制住地面沉降值，原因可能有3個(gè)：一是同步注漿的漿液不可能完全填充滿盾構(gòu)穿越產(chǎn)生的空隙；二是地層滲透系數(shù)太大，漿液流失到地層中；三是同步注漿的漿液在凝固時(shí)體積會(huì)產(chǎn)生收縮。所以當(dāng)管片裂縫、接縫滲漏水及地面沉降控制較高的地段或在盾構(gòu)施工對(duì)地表建筑物或管線影響較大地段，需要采用二次注漿來控制沉降。4.5注漿工藝注意事項(xiàng)注漿是盾構(gòu)法施工的重要環(huán)節(jié),是填充盾構(gòu)外殼與天然土體建筑空隙的重要手段,并隨著盾構(gòu)的推進(jìn)同步進(jìn)行,同步注漿的順利進(jìn)行應(yīng)注意以下幾點(diǎn):（1）選用合適的注漿材料。在實(shí)驗(yàn)室給出配比后,應(yīng)嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，避免出現(xiàn)堵管。（2）確定合適的注漿參數(shù)。在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,要根據(jù)實(shí)際情況不斷調(diào)整,使注漿的不利影響降到最低。（3）做到及時(shí)的監(jiān)測(cè)，在確定某個(gè)土倉(cāng)壓力的基礎(chǔ)上，根據(jù)推進(jìn)上方的構(gòu)筑物及管線的重要程度，確定監(jiān)測(cè)頻率，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行注漿量、壓力、稠度等的調(diào)整，使注漿效果趨于完善。（4）及時(shí)有效的清洗注漿管路，防止?jié){管堵塞。5施工工藝及主要技術(shù)措施5.1同步注漿施工工藝5.1.1同步注漿施工工藝圖5.1-1注漿工藝流程圖圖5.1-2同步注漿示意圖5.1.2同步注漿孔位選擇為使管背環(huán)形間隙能較均勻地充填漿液，防止襯砌承受不均勻偏壓，考慮管片存在上浮現(xiàn)象，所以注漿時(shí)開啟盾構(gòu)注漿的兩個(gè)上孔同時(shí)注漿，兩個(gè)下孔作為備用。5.1.3同步注漿材料本工程選用寧波地區(qū)常用的準(zhǔn)厚漿，在盾構(gòu)掘進(jìn)前選取同步注漿配比，進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，得出適用的配合比，并進(jìn)行配合比驗(yàn)證。注漿材料配比見表5.1.3-1。表5.1.3-1注漿材料配合比一覽表每方水（kg）黃砂（kg）粉煤灰（kg）膨潤(rùn)土（kg）消石灰（kg）外加劑（kg）1m3530（470）800（840）40070603注：表中數(shù)值為1m3漿液中各組份的含量，水泥為P.O42.5，膨潤(rùn)土為鈉基膨潤(rùn)土，粉煤灰為II級(jí)，砂為中粗砂（含水率5%）。原材料性能指標(biāo)如下表5.1.3-2，漿液性能指標(biāo)下表5.1.3-3。表5.1.3-2原材料性能指標(biāo)材料名稱性能指標(biāo)消石灰鈣鎂含量70.5%粉煤灰Ⅱ級(jí)細(xì)砂細(xì)度模數(shù)1.6，含泥量4.2%，含水率3%～7%膨潤(rùn)土鈉基，膨脹率13.5ml/g水天然水添加劑PCA1表5.1.3-3漿液性能指標(biāo)名稱性能指標(biāo)坍落度初始值24～26cm，2小時(shí)內(nèi)不低于24cm稠度10～13cm凝結(jié)時(shí)間≤14小時(shí)抗壓強(qiáng)度R7≥0.7Mpa；R28≥1Mpa密度不小于1.82g/cm35.1.4注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)(1)雙控標(biāo)準(zhǔn):注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力,注漿量達(dá)到理論注漿量的95%以上。(2)注漿效果檢查主要采用分析法,即根據(jù)壓力-流量-時(shí)間曲線,結(jié)合襯砌、地表及周圍建筑物變形量測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合分析判斷。(3)對(duì)拱頂部分才用超聲波探測(cè)法通過頻譜分析進(jìn)行檢查，對(duì)未滿足的部分進(jìn)行補(bǔ)充注漿。5.2同步注漿流程5.2.1施工準(zhǔn)備(1)注漿泵是否正常,保證其能正常工作;(2)檢查注漿管路,確保管路暢通;(3)檢查壓力顯示系統(tǒng),確保其準(zhǔn)確無誤。5.2.2漿液運(yùn)輸與儲(chǔ)存(1)漿液運(yùn)輸車運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)中板儲(chǔ)漿罐。(2)攪拌好的漿液從中板儲(chǔ)漿罐輸送到砂漿車,運(yùn)送到工作面,再用砂漿泵輸送到盾構(gòu)機(jī)上儲(chǔ)漿罐(8m3)中并立即開始攪拌。(3)由于運(yùn)輸過程中無法攪拌,故運(yùn)輸時(shí)間不宜過長(zhǎng)。特殊情況需較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸、儲(chǔ)存,則考慮適當(dāng)加入緩凝劑。(4)若漿液發(fā)生沉淀、離析則進(jìn)行二次攪拌。(5)漿液運(yùn)輸車與儲(chǔ)存設(shè)備要經(jīng)常清洗。5.2.3同步漿液泵送盾尾同步注漿系統(tǒng)包括儲(chǔ)漿罐、注漿泵、和控制面板3部分。漿罐帶有攪拌軸和葉片,注漿過程中可以對(duì)漿液不停的攪拌,保證漿液的流動(dòng)性,減少材料分離現(xiàn)象。配套設(shè)施的2臺(tái)注漿泵可以同時(shí)對(duì)4個(gè)加注口實(shí)施同步注漿。該系統(tǒng)可以根據(jù)要求，在盾構(gòu)機(jī)控制室內(nèi)對(duì)盾尾注漿的壓力進(jìn)行設(shè)定,實(shí)現(xiàn)對(duì)注漿壓力的控制。5.3同步注漿主要參數(shù)注漿壓力：根據(jù)注漿地段的水土壓力要求確定。為充分充填盾構(gòu)施工產(chǎn)生的地層空隙，避免引起地表過大沉陷，影響地表建筑物與地下管線的安全，同時(shí)為防止壓力過大而引起地表隆起或破壞管片襯砌，所以同步注漿的壓力控制在0.3～0.4MPa，二次補(bǔ)充注漿的壓力控制在0.3～0.5MPa。注漿量：根據(jù)盾構(gòu)施工背襯注漿量的經(jīng)驗(yàn)公式：Q=V?λQ-充填體積（m3）λ-注漿率，取2.1V-盾構(gòu)施工引起的空隙（m3）其中，V=π（D2-d2）L/4D-盾構(gòu)切削外徑（取每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的切削外徑）d-預(yù)制管片外徑（為6.2m）L-每環(huán)管片長(zhǎng)度（為1.2m）盾構(gòu)機(jī)型號(hào)盾構(gòu)機(jī)切削外徑1126350mm小松6370mm三菱重工6470mm由此，得出同步注漿理論注漿量為：盾構(gòu)機(jī)型號(hào)盾構(gòu)機(jī)同步注漿理論量1123.73m3小松4.22m3三菱重工6.76m35.4注漿時(shí)間襯砌背部注漿時(shí)間一般應(yīng)在管片脫出盾尾及盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)同步進(jìn)行,并在推進(jìn)一環(huán)的時(shí)間內(nèi)完成。同步注漿速度應(yīng)與掘進(jìn)速度相匹配,按盾構(gòu)掘進(jìn)一環(huán)(1.2m)的時(shí)間內(nèi)完成當(dāng)環(huán)注漿量來確定其平均注漿速度,達(dá)到均勻注漿目的。一般掘進(jìn)50mm開始同步注漿,掘進(jìn)結(jié)束前50mm停止同步注漿。為防止注漿使管片受力不均產(chǎn)生偏壓導(dǎo)致管片錯(cuò)位造成錯(cuò)臺(tái)及破損,同步注漿時(shí)四個(gè)注漿孔對(duì)稱均勻的注入十分重要。5.5二次補(bǔ)強(qiáng)注漿5.5.1二次注漿工藝流程圖圖5.2.1-1二次注漿工藝流程圖5.5.2注漿材料二次注漿材料有：水、水泥、水玻璃。（1）水泥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175等的規(guī)定材料名稱：普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)：42.5R進(jìn)貨驗(yàn)收批量：不大于200t，附有質(zhì)量證明書。（2）水采用市內(nèi)自來水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63的規(guī)定檢查數(shù)量：同一水源檢查不應(yīng)少于一次（3）水玻璃規(guī)格：35～45゜Be進(jìn)貨檢驗(yàn)：質(zhì)量證明書及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試波美度5.5.3二次注漿流程二次補(bǔ)強(qiáng)注漿一般在管片與土層間的空隙充填密實(shí)性差，致使地表沉降得不到有效控制或管片襯砌出現(xiàn)較嚴(yán)重滲漏的情況下實(shí)施。盾構(gòu)機(jī)穿越后考慮到地表、沉降控制和隧道穩(wěn)定因素，如發(fā)現(xiàn)同步注漿有不足的地方，通過管片中部的注漿孔進(jìn)行二次補(bǔ)注漿，從而減少盾構(gòu)機(jī)過后土體的后期沉降，減輕隧道的防水壓力。二次注漿漿液分為單液漿和雙液漿，漿液配比如下。單液漿配合比：水：水泥=1：1（質(zhì)量比）水玻璃漿液為：水：水玻璃=2：1（質(zhì)量比）水玻璃漿液：水泥漿漿液=1：1（質(zhì)量比）每方雙液漿漿液有水玻璃182.5kg,水泥378kg。壓漿量和壓漿點(diǎn)視壓漿時(shí)的壓力值和地層變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)而定。壓漿屬一道重要工序，須指派專人負(fù)責(zé)，對(duì)壓入位置、壓入量、壓力值均作詳細(xì)記錄，并根據(jù)地層變形監(jiān)測(cè)信息及時(shí)調(diào)整，確保壓漿工序的施工質(zhì)量。為防止?jié){液在注漿系統(tǒng)內(nèi)的硬化，必須定時(shí)對(duì)工作面注漿系統(tǒng)進(jìn)行清洗。每次注漿結(jié)束后，應(yīng)立即用清水進(jìn)行管路及泵內(nèi)的清洗。漿液：同步注漿后管片外壁包裹顆粒間間隙較少，故選用水泥單液漿或水玻璃雙液漿，配合比根據(jù)實(shí)際需要現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)試驗(yàn)配。注漿量及壓力：為防止管片背后壓力過大引起錯(cuò)臺(tái)，注漿壓力一般控制在0.2～0.3Mpa，注漿量通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果來確定，可采用少量勤注的方法，減少錯(cuò)臺(tái)的產(chǎn)生。注漿孔設(shè)置逆止閥，雙液漿經(jīng)注漿泵在離管片注漿孔前的混合器混合后被注入，注完漿后及時(shí)清洗注漿設(shè)備。隧道內(nèi)送漿車以及地面上的拌漿系統(tǒng)也應(yīng)進(jìn)行清洗，清洗時(shí)間基本控制在每班一次。由于盾構(gòu)工作面的注漿管路清洗等原因?qū)⑿纬梢欢ǖ膹U漿，可利用平板車、土箱進(jìn)行外運(yùn)。5.6其它注漿方式除了通過同步注漿、二次注漿外，還可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行即時(shí)注漿、多次補(bǔ)漿來加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。6施工中常見問題及主要對(duì)策6.1漏漿現(xiàn)象的處理盾尾漏漿除了加大對(duì)漏漿點(diǎn)附近區(qū)域的尾脂量的加注，還可用海綿進(jìn)行封堵，或通過局部改變盾構(gòu)尾部間隙的方法，減緩漏漿效果。6.2同步注漿漿液堵管原因分析及主要對(duì)策盾構(gòu)始發(fā)期間,掘進(jìn)速度很慢(一天兩環(huán))漿液在管路中停留時(shí)間很長(zhǎng),而且由于漿液還沒有調(diào)整到合適的配比,以及機(jī)器沒有獨(dú)立的清洗管路,因此在始發(fā)期間容易出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。(1)調(diào)整漿液配比,選擇合適的膠凝時(shí)間8～10h。(2)安裝管片或出碴過程中預(yù)留部分砂漿,間斷泵入以保持管路暢通。(3)配備的膨潤(rùn)土清洗管路。盾構(gòu)自身配置了同步注漿系統(tǒng)、泡沫注入系統(tǒng)、膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)、其中泡沫注入系統(tǒng),膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)用來改良渣土。為解決堵管問題采用膨潤(rùn)土清洗注漿管路,在同步注漿系統(tǒng)管路中增加進(jìn)漿管,兩管路連接后與膨潤(rùn)土管路連通。需要長(zhǎng)時(shí)間(2h以上)停機(jī)時(shí),關(guān)閉漿液閘閥,打開膨潤(rùn)土進(jìn)漿管閘閥,泵入膨潤(rùn)土,注漿管中充填膨潤(rùn)土,充分利用膨潤(rùn)土的潤(rùn)滑性保持注漿管路的暢通,杜絕了堵管現(xiàn)象的再次發(fā)生。6.3地面沉降超限的原因分析及主要對(duì)策6.3.1地面沉降超限的原因分析（1）同步注漿漿液注入量不足，注漿與掘進(jìn)不同步。（2）漿液凝固時(shí)間過長(zhǎng)。6.3.2主要對(duì)策（1）嚴(yán)格按照“掘進(jìn)注漿同步，不注漿不掘進(jìn)”的原則施工，并根據(jù)地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行壁后補(bǔ)漿。（2）進(jìn)行漿液實(shí)驗(yàn)，調(diào)整漿液配比，使其凝固時(shí)間小于地面沉降超限的時(shí)間變化范圍。7注漿質(zhì)量保證措施（1）注漿前進(jìn)行詳細(xì)的漿材配比試驗(yàn)，選定合適的注漿材料及漿液配比，保證所選漿材配比、強(qiáng)度、耐久性等物理力學(xué)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。（2）制訂詳細(xì)的