盾构井深孔注浆方案(全段)

目录

§1编制依据及原则 (1)

1.1 编制依据 (1)

§2工程概况 (1)

2.1 地理位置及周边环境 (1)

2.2 工程地质 (1)

2.3 水文地质情况 (2)

2.4 设计概况 (2)

§3总述 (4)

3.1 增设临时仰拱 (4)

3.2 试验段选定 (5)

3.3 分段划分 (5)

3.4 资源配置计划 (5)

3.4.1施工人员配置计划 (5)

3.4.2施工机械配置计划 (6)

3.5 工期进度安排 (6)

§4施工技术方案 (6)

4.1成孔 (6)

4.2钻孔注浆施工工艺流程 (7)

4.3后退式(WSS)注浆施工 (8)

4.4注浆材料选择 (9)

4.5 注浆量 (9)

4.6 注浆过程中异常情况处理 (10)

§5超前探测 (11)

§6施工注意事项 (11)

§7监控量测 (11)

§8施工保证措施 (12)

8.1 质量保证措施 (12)

8.2 安全保证措施 (13)

8.3文明施工、环境保护保障措施 (13)

§9 出现坍塌时的应急响应措施 (13)

9.1 临界条件 (13)

9.2 产生的主要原因 (13)

9.3 应急响应措施 (13)

9.4坍塌的应急抢救要求 (14)

9.5设备物资配置及相关措施 (14)

§1编制依据及原则

1.1 编制依据

1、根据朝阳门站～东大桥站区间施工竖井及横通道施工设计图纸。

2、根据目前我施工单位掌握的现场勘测资料；

3、根据目前施工情况和工期的要求；

4、现行国家、行业相关技术规范、要求、标准及北京市有关安全、质量、工程验收等方面的地方性法规和行业标准、法律和法规；

5、我施工单位现有的施工技术、施工管理和机械设备配备能力；

6、我单位多年从事类似工程的施工经验；

7、2010年11月7日，朝~东区间1号横通道深孔注浆专题会议纪要，2010年11月17日，朝~东区间1号施工通道深孔注浆（试验段）效果确认专题会议纪要。

§2工程概况

2.1 地理位置及周边环境

1号施工竖井里程右K14+642.500，位于中石化大厦西侧绿化带内。具体位置见图2-1：朝阳门站～东大桥站区间1号施工竖井及横通道平面位置图（附后）。

2.2 工程地质

根据本区间《岩土工程勘察报告》（勘察编号：2007K082-3），本工程场地勘探范围内

1al+pl）、第四纪晚更新世冲洪积的土层划分为人工堆积层（Q ml）、第四纪全新世冲洪积层（Q

4

al+pl ）三大层。沿线按地层岩性及其物理力学性质进一步分为8个大层，各地层的结层（Q

3

构特征自上而下详细情况详见图2-2：朝阳门站～东大桥站区间1号施工竖井及横通道地质剖面图。

图2-2 朝阳门站～东大桥站区间1号施工竖井及横通道地质剖面图

2.3 水文地质情况

根据实测资料，本段线路赋存三层地下水，地下水类型分别为潜水（二）、承压水（三）及承压水（四）。地下水详细情况见下表2-1所示。

表2-1 地下水特征表

地下水 性质

水位/水头 埋深(m)

水位/水头标高(m) 观测 时间

含水层及其特征

含水层 渗透系数（m/d ）

潜水（二） 15.0～18.3 22.43～23.41 2008.05 圆砾卵石⑤层 60～70 承压水（三） 19.41～23.2

16.33～21.42 2008.05

圆砾卵石⑦层、中粗砂⑦1

层、粉细砂⑦2层 100～110

承压水（四） 22.23 19.39

2008.12 圆砾卵石⑨层、中粗砂⑨1

层、粉细砂⑨2层

2.4 设计概况

暗挖施工通道分标准段、过渡段、挑高段三种结构形式，均为拱顶直墙断面，共有3种断面，分别为3-3断面为标准断面，净宽4.6m ，净高5.7m ，长42.5m ；4-4断面为跨正线挑高断面，净宽4.6m ，净高8.7m ，长9m ；5-5断面为挑高段与区间正线相交处断面，净宽4.6m ，净高8.7m ，长24.25m 。各种断面各种形式见图2-3。

图2-3 断面形式图

横通道初期支护体系为：超前小导管，顶拱180°布设，马头门处 L=4m，环向间距200mm，自第六榀开始，即距既有地铁2号线东北出入口6.5m的位置，小导管两榀一打，L=2.5m，环距300mm，下穿过后，其余段小导管每榀布设，L=2.0m，环距300mm。小导管在圆砾卵石层中可选用φ25*2.75mm钢焊管。φ6.5单层钢筋网，网格尺寸150*150mm，Φ22连接钢筋+300mm厚C20喷射混凝土。横通道封堵墙采用工20a工字钢+钢格栅+Φ22单层连接钢筋，间距500mm+φ6.5双层钢筋网, 网格尺寸150*150mm+300mm厚C20喷射混凝土。横通道过渡段及挑高段采用I16工字钢横撑临时支护。

由于交通环境、地下管线等各种因素影响，标准段范围降水井数量少，且降水效果差，过渡段和挑高段范围降水井无法施工，故降水设计对该段未布设降水井,即降水无法控制潜水。为保证上半断面无水作业条件及施工安全，该横通道上半断面采用深孔注浆止水来保证施工的正常进行。

6

7

701.927

14

1号施工竖井及横通道降水井平面布置图

图2-4 1号横通道剖面图

§3总述 3.1 增设临时仰拱

因降水无法控制潜水，为保证横通道上半断面的施工安全及进度，横通道需增设临时仰拱，通道分部开挖，以实现快速封闭成环；由于通道下半断面处于承压水之内，受降水滞后影响，故先施工上台阶，待具备降水条件后再施工下台阶。

未施工

已完成

图3-1 1号横通道增加临时仰拱位置

3.2 试验段选定

为使横通道内达到无水作业条件，在横通道①部取10m 作为深孔注浆试验段（里程K0+003m ～K0+013m ），注浆范围为通道标准段起拱线轮廓线外1.5m 。试验段的目的是确认深孔注浆效果，明确主要施工参数。 3.3 分段划分

横通道共分7段深孔注浆（含试验段），分段见图3-1所示。

图3-1 1号横通道深孔注浆分段划分

3.4 资源配置计划 3.

4.1施工人员配置计划

土体加固施工投入的技术工人由电工、钻孔工、机修工及注浆工等工种组成，并配备一定数量的普工。人员配备计划见表3-1。

人员配备计划 表3-1

部 门

工种（职务）

人 数 备 注

作业队管理人员

作业队长 1 技术主管 1 值班技术员 2 专职安全员 1 机械管理人员 1 物资管理

1

①部 ②部

增设临时仰拱

小计 7

注浆班

班长 2 两班倒 钻孔 4 两班倒 注浆 4 两班倒 电工 1 机修工 1 小计 7 总计

14

3.4.2施工机械配置计划

主要机械配备计划 表3-2

序号

名称 规格型号 数量（台）

备注 1 钻孔机 TXU-750 1 2 双液注浆泵 YZB50/70 2 3 泥浆泵 PW-120 1 4

搅浆机

400L

2

3.5 工期进度安排

每段拟需要3~5天，共5段。 §4施工技术方案 4.1成孔

注浆孔采用TXU-750型钻机成孔，钻杆采用φ42中空钻杆，钻机按照指定的位置就位，并在技术人员的指导下，调整钻杆角度，对准孔位后，钻机不得移位。注浆孔分三层，层间距为0.5*0.5m ，孔间距为0.5*0.5m 梅花型布孔（见图4-1）。

图4-1 试验段孔位布设示意图

钻进成孔：按注浆长度及注浆范围要求，要严格掌握钻杆深度，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定该地层条件下的钻进参数．密切观察溢水出水情况，若出现大量溢水时应立即停钻，分析清楚实际原因后方可继续施工。

退出钻杆：严格控制退出速度，每次退出不大于200mm ，均速后退．退出后的钻杆应

①部

②部

及时清洗干净，以备后用（布孔位置与钻孔深度见图4-2）。

图4-2 布孔位置与钻孔深度示意图

图4-3 深孔注浆范围剖面图

4.2钻孔注浆施工工艺流程

现场准备

测量放线 钻机安装 调整钻机对孔钻进

回次加尺

直至设计孔深

封孔

注浆

注浆范围

①部 ②部

①部

4.3后退式(WSS)注浆施工

注浆管采用后退式(WSS)注浆施工，分节钻孔，每节长度为2.0m，两节之间采用双孔专用接头和专用钻头钻孔。单根注浆管长度从10～12m，钻孔角度为15°～25°不等。

注浆参数

a.注浆终压：第一顺序施工孔0.2～0.5MPa，第二顺序施工孔：2.0～5.0MPa；

b.凝固时间：1～2分钟，为速凝注浆；

c.钻杆回抽幅度：约15～20cm；

d.注浆速度：与地层孔隙及连通情况、地层密实度有关，因此注浆速度暂定为每分钟不大于10～20L；

e.注浆结束标准：注浆量与注浆压力双控注浆，每根导管注入规定浆液，压力达到注浆终压，即可结束注浆。如压力长时间不上升，流量不减少，可能为跑浆现象，采用间歇注浆。

钻孔与注浆效果图

4.4注浆材料选择

（1）经试验段效果确定，深孔注浆选用水玻璃化学浆液（水玻璃+磷酸+乙二醇）。

（2）水玻璃化学浆液配比

采用浆液为A液和B液的混合物，A液为稀释后的水玻璃，Ｂ液由固化剂、外加剂和水组成。

外加剂主要是调节浆液的可灌性和混合液的凝结时间，因此在施工现场中，外加剂的添加应根据现场的实际情况进行适当的调整。两种浆液在注入之前必须搅拌均匀，并经常检查混合后的浆液凝固时间是否适应现场施工环境。

一般施工时配比如下，混合后浆液PH值7—7.5：

表1：

A液B液

硅酸钠：411kg 水：567.7kg 固化剂(磷酸)：64.5kg 乙二醇：32.3kg

水：548.6kg

4.5 注浆量

按照钻孔施工顺序图，钻孔完成后即进行该孔的注浆，全段总注浆量如下：计算依据：

注浆量可按以下公式计算：

L=V* n*a*β*h

式中：L=注浆量，单位m3；

V=注浆范围土体体积，单位m3；

n=地层（砂层和卵石层）孔隙率，取40％；

a=浆液充填系数，0.7～0.9，取0.8；

浆液损失率β：10％～30％，取20%；

h=注浆长度，单位m

L=V* n*a*β*h=21.48*74.077*0.4*0.8*1.1=560.09m3

单根当达到以下条件之一，即可结束注浆：

a.注浆压力达到注浆终压；

b.注浆压力上升缓慢，当注浆量达到设计要求，并确认未发生跑浆或漏浆；

循环达到下述条件可结束注浆：设计的注浆孔均满足单根结束标准结束注浆，无漏注现象。

施工中及时形成注浆记录，通过对注浆记录的统计，认为注浆达到结束标准后，进行开挖，开挖过程中观察浆液的扩散情况，分析存在问题的原因，为下循环注浆做准备。

每个断面所有注浆管完毕后，对注浆孔实行封密，恢复原状。

4.6 注浆过程中异常情况处理

1）冒浆

注浆过程中要认真观察地表及相邻管线的变化情况，由于浆液的进入，引起地层变化，封闭强度较低的地方，首先可能会冒出浆液，这就需要在冒浆处加以堵塞，必要时采取间歇注浆方式，以保证浆液有效的注入地层。

注浆压力变化：

注浆过程中，压力要在控制范围之中，过大或过小的注浆压力都不能满足施工需要，如果压力过低应该检查是否有漏浆之处，或浆液通过地下某些管道流走，压力过高应检查是否管路或混合器被堵塞。施工时需要观察好注浆终压不能高于规定的注浆压力值。

3）凝胶时间变化：

凝胶时间需要根据被加固土体的性质来调整。地层含水量大时，浆液容易被地下水稀释，影响固结效果，需要缩短凝胶时间；含水量少，为了扩散一定范围，需要延长凝胶时间。凝胶时间由双液浆的混合比例来控制，水泥浆比例高，凝胶时间短。需在现场根据地质情况调控，才能满足施工要求。

4）注浆量调整：

地层的注浆量是否合适是地层加固的效果的体现，采用隔孔注入方式，这样既避免注浆孔互相影响，又使后注孔起到补充先注孔的作用，保证土体浆液扩散均匀

5）注浆泵异常：

在注浆过程中，由于凝胶时间短，管路在两种浆液混合过程中，不可避免的发生凝固和堵塞现象，此时注浆泵会由于管路故障而提高压力，机器发出异常的声音，压力表指示压力上升，如果不及时处理会产生高压伤人危险事故。此时必须停泵卸下注浆高压软管，冲洗清理管路，或者清理混合器，检查出故障部位，并予以处理，冲洗干净，然后再继续工作。

§5超前探测

为了确保施工安全，每6m进行一次超前钻孔，以探明前方地质及地下水情况。在掌子面采用TXU-750地质钻机进行常规超前探测工作。超前探孔在掌子面布设3个孔。

§6施工注意事项

6.1严格按要求加工和打设深孔注浆管，对土体进行超前注浆加固和止水，并根据现场实际情况配置注浆浆液。

6.2钻孔打设注浆管之前，一定要核实打设注浆管土体范围是否存在地下管线，如有管线需探出管线，钻孔打设注浆管时绕开管线。

6.3注浆时注浆压力控制在1～2Mpa，并保证注浆饱满，同时以监测信息为指导，防止地表隆起和管线破坏。

§7监控量测

为确保竖井施工过程中的施工安全和施工质量，在通道上方地表布设监测点，并定期测量，及时进行数据反馈，严格控制施工过程地表的收敛和沉降。各项监控点布设图见图7-1。

图7-1 1号施工通道地表监测点布置平面图

测点埋设完成后，验收并按程序做好记录，在施工中做好监测工作，及时反馈信息，配合施工通道的安全施工。

§8施工保证措施

8.1 质量保证措施

1 、主控项目

1)注浆管所用钻具的品种/级别/规格和数量必须符合设计要求。

2)注浆用水泥/外加剂等原材料必须符合设计要求及有关规范/标准的规定。

2、一般项目

1）注浆管的纵向搭接长度应符合设计要求。

2）浆液配比/注浆量及注浆压力应满足设计要求。

3）开挖过程中应注意观察浆液扩散情况,观察地层是否达到了有效固结,有无漏水和流砂现象,一边修正下一循环注浆参数。

4）超前注浆管注浆施工偏差应符合表2的要求。

表2 注浆管注浆施工允许偏差

项次检查项目允许偏差（mm）检查方法

1 管长±40 用钢尺量

2 花眼间距±15 用钢尺量

3 孔位偏差±40 用钢尺量

4 孔位方向（°）2°经纬仪测钻杆或实测

5 孔深0，+50 用钢尺量

8.2 安全保证措施

1）施工人员应戴安全帽，并根据所从事的工作穿戴相应的个人防护用品。设专人负责各种设备和施工过程中的安全隐患检查工作。

2）地质钻机、注浆机等应有持有上岗证的专职人员进行操作。

3）配制浆液时，应穿戴合格有效的防护用品，非专业配浆人员不得动用各种机具。

4）各种设备、设施应通过安全检验及性能检验合格后方可使用。

5）打管和注浆时，应注意调查地下管线和地下构筑物，采取有效的保护措施，若发现前方有异物，查明情况制定措施后方可继续施工。

8.3文明施工、环境保护保障措施

1)工程材料、制品构件分门别类、有条理地堆放整齐；机具设备定机定人保养，保持运行整洁，机容正常。合理布置隧道内各种管线。

2)施工现场坚持日做日清，工完场清，严禁乱堆乱放建筑垃圾。

3)加强现场施工管理，减少对周围环境的影响。

4)在选择施工设施，设备及施工方式时，考虑由此产生的噪音以及它对施工单位的劳动力和周围地区居民的影响。确保施工期间，其发生的噪音不超过周围环境噪音的规定值。

5）优先选用电动机械，尽量减少内燃机械对空气的污染。

6）工程竣工后搞好地面恢复。

§9 出现坍塌时的应急响应措施

9.1 临界条件

1、根据施工监控量测数据进行分析，某监控点有异常下降或上升。

2、施工掌子面围岩突然出现异常状况如垮塌、涌水、涌沙等。

9.2 产生的主要原因

1、对地质情况没有超前意识，掌子面地质情况没有掌握。

2、超前注浆效果不好，背后回填注浆没有及时跟进。

9.3 应急响应措施

①发生事故后，应第一时间组织现场施工人员撤离施工现场，组织人员抢救。

②第一到达现场的任何一位负责人应承担指挥责任或立即向值班领导或相关部门报告，使相应人力、物力等资源在第一时间配送到事故现场。

③同时项目部应备足有效的支撑及堵水物质，以控制事态的进一步扩展；及时上报上级单位。

④对其需要加固的物体及结构立即组织抢险人员进行加固，必要时向上级部门及地方请求支援。

⑤对需要断电的地方立即启动应急电源，并要求每个抢险人员进行必要的个人防护。

⑥抢险人员及措施严格按应急预案要求的人员分工及措施进行抢救，其抢救指挥及安排和责任均由其小组负责人负责。

⑦所有应急材料均无条件服从抢险使用，同时抢险小组有权随时使用其需要的各种材料。

⑧所有应急材料及抢险人员的安排及调配均抢险小组现场最高责任人、指挥人员进行安排及调配。

9.4坍塌的应急抢救要求

①上报塌方的同时，立即组织向事故现场调配抢险所备用的抢险机械设备、抢险物资及人员，以便及时进行抢险；当险情危及重大设备及人身安全时，人员及设备要撤离危险区。

②当塌方段有渗水时，采用塑料管对渗水进行引流处理，防止渗水软化塌方土体，引起连续塌方事故。

③对于塌方段用方木、工字钢支撑塌方部位，及时挂网喷射混凝土封闭塌方土体并对初期支护范围采用工字钢支撑进行加固，喷射混凝土封闭后在塌方段径向打设注浆小导管并及时注浆回填。

9.5设备物资配置及相关措施

项目部针对本工程可能存在或潜在的事故隐患，要相应的配置了适当的救援器材、设备和物品。

①工地预备足够的防洪物资及设备，如草袋、蓬布、大功率抽水机械等，并严禁挪用防洪物资和设备。

②保证一定的自发电能力，以确保汛期突然停电情况下的防排水需要，并切实作好避雷装置和防漏电措施。

③设专人与气象部门进行联系，并向小组负责人进行专项汇报。

④常备药品：消毒用品、急救物品（绷带、无菌敷料）及各种常用小夹板、颈托、担架、止血带、氧气袋。

⑤抢险设备：注浆机、喷浆机、小型挖掘机、塑料管、方木(150Ｘ150)、工字钢、水泥、砂石、小导管等。

9.6注意事项

①遇工程险情应立即停止施工。

②注意观察周边情况。