袖阀管施工方案(1)

深圳市石清大道一期道路工程

羊台山隧道

地表加固注浆施工方案

编制：

复核：

目录

一、编制依据 (1)

二、工程简介 (1)

2.1、工程概况 (1)

2.2、工程地质 (1)

三、注浆加固设计 (2)

3.1、设计参数 (3)

3.2、主要工程数量 (3)

四、施工计划安排及资源配置 (3)

4.1、施工计划安排及工期计划 (3)

4.2、人力资源配置 (3)

4.3、机械设备安排 (4)

五、注浆施工工艺及方法 (4)

5.1、施工工艺流程 (4)

5.2、施工方法及控制 (5)

六、施工中常见问题及对所策措 (9)

七、施工质量检验标准及方法 (10)

八、施工质量控制措施 (10)

九、安全管理措施 (11)

地表注浆施工方案

一、编制依据

1、根据《羊台山隧道主体工程左线东洞口段变更4BSD-01》变更图

2、石清大道一期道路工程4标《左线隧道ZK3+400～+560段施工方案》

3、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-201

4、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 GB50202-2002

5、根据现场补勘提供的地质详细资料；

6、现场施工技术调查和我单位的现有施工技术水平和资源。

二、工程简介

2.1、工程概况

羊台山隧道穿越丘陵区，所穿越的山脊呈近北西向，隧道左线进口最

低地面标高为 95m，出口最低地面标高为 106m，隧道穿越山体最高标高约145m，相对高差约为50m，隧道埋深最大约42m；隧道右线进口最低地面标高为96m，出口最低地面标高为107m，隧道穿越山体最高标高约153m，相对高差约为57m，隧道埋深最大约45m。隧道进洞口地形，轴线方向与地形等高线近于垂直，地形坡度陡峭,一般在 20-40°之间。隧道出洞口受人工

采石或修建边坡等人工影响，地形陡峭，一般在40-50°之间。

2.2、工程地质

本次勘察钻探揭露的地层为：第四系人工填土；场地下伏基岩为燕山

期花岗岩，根据风化程度不同可划分为全、强、中、微风化四层。各地层

岩性及野外特征自上而下依次描述为：

2.2.1人工填土层（Ｑ）

素填土（地层编号①）：灰黄、褐黄、灰黑色。稍湿，松散-稍密。主

要由黏性土组成，夹少量碎块石组成。部分地段碎块石含量高，块径 3～10cm，最大可达20cm 以上。硬质杂质含量大于25%。密实度及均匀性差，力学强度低。层厚9.50～31.50m，平均层厚19.74m。层底高程在90.53～117.80m之间，平均层底高程103.76m。为Ⅱ级普通土。

2.2.2燕山期侵入岩（γ）

粗粒花岗岩：粗粒花岗结构，块状构造，主要矿物成分为石英、长石、云母等。本次勘察揭露全、强、中、微风化层，其特征描述如下：

1、全风化花岗岩（地层编号⑨）（）：褐黄、灰褐色。极软岩、极破碎，原岩结构较清晰，岩芯呈较坚硬土状，偶夹有强风化岩块。遇水浸泡

易软化、崩解。岩石坚硬程度为极软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基

本质量等级为Ⅴ级。为Ⅲ级硬土。

2、强风化花岗岩（地层编号⑨）（）：褐黄色。软岩、破碎。裂隙发育，斜长石多已风化成土状，钾长石晶形完整，岩芯呈坚硬土夹碎块状，

手折可断，遇水易软化，强度降低。部分地段下部基本呈碎块状。岩石坚

硬程度为软岩，岩体完整程度为极破碎。层厚2.20～7.00m，平均层厚4.63m。层顶埋深9.50~27.70m，平均层顶埋深18.06m。层顶高程90.53～115.37m，平均层顶高程104.28m。层底高程在88.33～111.50m 之间，平均层底高程99.64m。为Ⅲ级硬土或Ⅳ软石。

3、中风化花岗岩（地层编号⑨）（￥）：褐黄色。较破碎、较软岩，裂隙较发育，裂面具铁染，合金钻头可钻进，岩芯主要呈碎块状，少量短柱状，岩芯锤击声哑，易碎。岩石坚硬程度为较软岩，岩体完整程度为较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级。揭露层厚0.30～3.50m，平均层厚1.57m。层顶埋深10.50~33.00m，平均层顶埋深23.42m。层顶高程89.35～117.80m，平均层顶高程101.73m。层底高程在88.75～115.00m 之间，平均层底高程100.16m。为Ⅴ级次坚石。该层部分未揭穿。

4、微风化花岗岩（地层编号⑨）（）：褐黄色。较破碎、较软岩，裂

隙较发育，裂面具铁染，合金钻头可钻进，岩芯主要呈碎块状，少量短柱状，岩芯锤击声哑，易碎。岩石坚硬程度为较硬岩，岩体完整程度为较完整，岩体基本质量等级为Ⅲ级。揭露层厚1.30～6.30m，平均层厚3.46m。层顶埋深13.00~36.00m，平均层顶埋深24.15m。层顶高程88.33～111.20m，平均层顶高程 99.01m。层底高程在 85.85～106.50m 之间，平均层底高程

95.55m。为Ⅵ级坚石。该层未揭穿。

三、注浆加固设计

3.1、设计参数

根据以上工程地质情况，结合现场施工条件及需要加固的要求等综合

考虑。确定在隧道洞顶采用袖阀地表加固注浆的方式进行加固，施工里程

范围为ZK3+448～+491段，长度43米。注浆管间距为200cm×200cm，梅花形布置，加固范围为隧道开挖的拱顶以上9米以内及左右两侧线3米范围

内进行注浆加固；最深注浆深度30 米，最浅注浆深度11m；地面以下不注

浆空管长度11米。具体位置详见后附图

附图一：K3+448～+491段左线地表注浆平面布置图

附图二：K3+448～+491段左线地表注浆横断面布置图

3.2、主要工程数量

隧道地表加固注浆工程数量

四、施工计划安排及资源配置

4.1、施工计划安排及工期计划

根据现场隧道洞口地表实际情况，以不影响隧道施工为前提，同时要

结合注浆后的地层加固凝结时间，安排施工顺序如下：

1、施工从 ZK3+491洞口边位置开始施工，向小里程方向（山体侧）进

行施工。

2、隧道横断面范围内，先进行隧道洞顶注浆施工，再进行左右侧注浆

施工。

3、施工工期进计划安排

计划开工日期：2016年 6月 20日，计划完工日期：2016年 8月 15日，总计 55天。

4.2、人力资源配置

根据现场场地情况及工作量，选择一个施工队伍进行袖阀注浆管施工，人员安排如下；

现场管理人员及分工

机械设备配置表

4.3、机械设备安排

五、注浆施工工艺及方法

根据现场实际注浆加固范围，满足局部注浆加固要求，确保注浆加固质量，采用袖阀管施工工艺，具体施工如下。

5.1、施工工艺流程

5.2、施工方法及控制

1、钻孔

（1）钻机选择

地表加固注浆选用 XY-100型钻机，针对土层内有孤石的情况，采用合金钻具回转钻进方法成孔；对硬土层和破碎岩层采用风动潜孔冲击钻机进行钻进，钻机重量轻，利于移动，并有较高的钻进效率。

（2）钻机安装、就位

钻机进场安装后，桩位现场采用全站仪进行精确测量每个孔位，检查无误后，方可钻机就位。钻机就位时，底座必须，机身稳固可靠。并调整

钻机高度，立杆对正孔位中心，将钻头放入孔口管内，使孔口管、立轴和 钻杆在同一垂线上。同时要求检查钻杆倾斜度≤1%。

（3）成孔

钻机就位检查合格后，开始进行钻孔，钻头直径不小于110mm ，终孔直

径不小于100mm ，结合现场实际情况，在成孔过程中，施工人员随时注意内 孔内返浆的变化，及时调整成孔施工工艺，确保成孔顺利，成孔深度一般 要求比设计深度深 30～50cm 。成孔可采用泥浆循环护壁成孔，同时必须做 好每根孔的钻进记录，特别是地质情况，为注浆加固提供依据。

（4）清孔

钻孔深度符合设计孔深后，拔出钻杆，连接注浆管放入孔内，用注浆

泵向孔内泵送大量清水，浆孔内的泥浆和深渣冲出孔外，直至孔口返出清 水。

2、安装袖阀管、浇注套壳及固管止浆

（1）套壳料灌注

钻孔至设计深度并采用清水洗孔后，向孔内浇注套壳料，套壳料利用

钻机钻杆进行灌注，用来防止袖阀注浆管在注浆过程中变形、变位或损坏， 并能保证水泥浆通过。套壳料要标收缩性小，脆性较高，粘度较低，析水 率较小，稳定性高，早期强度高。套壳料配制采用粘性土、水泥为主要材 料配制，为了提高套壳料的脆性，可掺入细砂或粉煤灰等。配合比为（重 量比）水泥：粘土：水=1:1.5:1.88。套壳料浇注的灌注范围仅为袖阀管注

浆范围。用量计算如下：

套壳料用量（m ）=1.3*π*（D-d ）*0.25*注浆段高度

D ——钻孔直径

套壳灌注完成后，拔出钻杆，及时安装袖阀管，安装袖阀管时，按要

求注浆段下花管，非注浆管下实管（花管为注浆管，实管为隔离输浆管）， 安装袖阀管时高出地面 20～30cm 。安装进在下沉的过程中及时在管内充满 清水，克服空管下安装时的浮力，同时检查管节连接的密封性。下管时尽

d ——袖阀管直径 （2）袖阀管安装

量使袖阀管位置于孔中心，花管连接牢固，袖阀管下底端要套好锥形堵头，

上顶露出地面端要戴好保护帽。

袖阀管结构如下图一，本项目工程袖阀采用PVC 塑料管，为了方便地

进行注浆，在袖阀管上每隔 33～35cm钻一组4Φ6mm或4Φ8mm的射浆孔，每组孔的纵向长度6～10cm，每米袖阀管上钻2～3 组射浆孔；并在射浆孔

外部包裹一层橡胶套，橡胶套的作用是防止钻孔泥浆或套壳料进入管内。

注浆进橡皮套在压力作用下被浆液冲开，使浆液进入地层，并且可保证按

要求分清层次，而当停止注浆时，橡胶套又弹回并裹紧袖阀管，防止管浆

液进入管内，起到逆止阀门的作用。为防止橡胶套上下错位，须在橡胶套

两侧用固定环固定，且袖阀管不应有较大的弯曲，内避过必须光滑。

袖阀上的每组射浆孔，即为一个注浆段，注浆头由双塞系统止浆塞和

注浆芯管组成，每一个注浆头在袖阀管中上下移动注浆时，只包含一个注

浆段，即注浆移动距离与每组注浆孔间距相同。

图二、注浆芯管结构示意图一、袖阀管结构示意

（3）固管止浆段

袖阀管安装完到位后，进行注浆止浆段施工。在非注浆段袖阀管外壁

与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管，在孔口上部2米段压入注浆固管料，

直至孔口返出浓浆为止，孔口浆面下沉后应多次注浆，保证固管止浆效果。

止浆段固管料采用速凝水泥浆，水：水泥（重量比）=1:1.5，或采用

双液浆注浆。

3、注浆施工

袖阀管注浆要待孔口段止浆料凝固后才能进行注浆加固，等凝时间控

制在2～5天以内。

（1）开环：连接芯管注浆端，使用稀浆（或清水）加压开环。在加压过程中，一旦出现压力突然下降，进浆量剧增，表示已经“开环”。开环后

即按设计配合开始正式注浆。

（2）注浆：采用双栓塞芯管进行注浆，注浆采用PW-150 注浆泵，注浆从孔底自下而上进行，每 1 米为一个注浆段，袖阀管上每 1 米有两组射浆孔，对限定范围地层进行加固。由下向上逐段注浆，至到设计的注浆范

围全部注浆完成，再进行下一根注浆施工。

注浆液采用 42.5 普通水泥按 1:1(重量比)进行制拌，注浆时先灌入稀

浆开孔，然后再注入设计按配合比制拌的浆液。开环压力为0.4Mpa 左右，

具体根据现场深度适当调整。正常注浆压力控制在 0.8～1.0 Mpa，并压力

由低压逐渐升高。

（3）注浆顺序：每次都注浆时必须跳开一个孔进行注浆，以防止发生

窜孔漏浆现象，从而满足加固土体的要求。

（4）间歇注浆：全孔段注浆完成后，间歇一段时间再进行第二次注浆，

间歇时间控制在10～30分钟。

4、终注浆标准

（1）当注浆压力≥1.0 Mpa，注浆量＜2.5L/min 时，稳定压力时间达

到 10min，停止注浆。

（2）发现加固范围的土体表面发生裂缝，并有浆液冒出地面，立即停

止注浆。

（3）发生窜浆或浆液漏失严重时，立即停止注浆。

5、拔管及后备注浆措施

（1）拔管

注浆结束后及时进行注浆管的拔出工作，注浆管上提一般是在压力值和注浆量达到设计值时进行，由于注浆管下插较深，所以上提注浆管要用力均匀，及时快速，并按一定的步距进行，直到完全拔出。

（2）后备注浆措施

每根注浆完成后，注浆管拔除后，用Φ20mm 水管插入袖管内孔底，泵入清水，把袖阀管内残留水泥浆冲洗干净，以备进行二次注浆。同时袖阀管管口用胶布封上，以备在以后开挖过程中地面出现沉降时，进行重复注

浆。

6、封孔标识

注浆结束拔出注浆管后，将漏出在面的 PVC 管采用上封帽进行封盖，并用铁线绑扎固牢，防止管帽盖脱落，管内落入杂物，影响后期注浆。同时为方便记录，在漏出地面部分的管体上用油漆进行桩号标识，并做好施工记录。

六、施工中常见问题及对所策措

在注浆施工过程中容易产生孔间串浆、注浆压力长时间不上升等问题，

因此有必要采取措施避免出现这些问题。

6.1、孔间串浆

串浆通常由于单孔注浆量过大、注浆压力过大速度过快、孔间距小、地层松散间隙大等引起，出现串浆问题时，首先适当减小注浆压力和注浆量，并采用间歇注浆，并停止相邻孔注浆。远距离跳孔注浆，并对相邻孔采取定量注浆控制单孔注浆量等措施，防止串浆的发生。

6.2、注浆压力长时间不上升

注浆压力长时间不上升，应立即采取措施，防止浆液的断续流失造成浪费，并分析原因。主要有浆液浓度不足、浆液初凝时间过长、注浆方式

控制不合理等。应重新进行浆液配制、并加入部分速凝剂，采用歇注浆，同时以单孔定量的原则加以控制注浆。

6.3、边坡开裂

此次注浆在隧道仰坡范围进行注浆，在仰坡附近注浆时必须做好监测工作，防止发生由于注浆压力过大，速度过快造成仰坡开裂，又在雨季进行施工，造成边仰坡的安全隐患。边仰坡附近注浆加固采取适当调整压力、放慢注浆速度、间歇注浆的方式进行控制。

七、施工质量检验标准及方法

注浆完成后，需对注浆加固效果进行检查，袖阀管注浆加固的质量，结合本工程特点，主要检查施工过程记录，以及是否满足为隧道开挖提供安全保障，减低施工安全风险。同时在隧道开挖过程中做好超前的检测工作，在发现有局部注浆加固不满足施工条件的地段，加强超前支护，进行

二次洞内注浆加固，确保施工安全。

质量检验标准备及方法

序号检查项目允许偏差或允许值检查方法

八、施工质量控制措施

首先，现场施工过程中严格按照施工方案及技术交底进行施工，同时在施工各工序中做好下列质量控制工作。

1、材料要求：采用强度等级 42.5 级的合格水泥，受潮结块水泥不得

使用。水泥进场必须附有出厂检验单，自检及抽检检测的各项指标合格。

2、浆液必须严格按照试验确定的配合比进行拌制，拌制时应先清水搅

拌，然后再投入水泥搅拌均匀，搅拌时间不少于 5 分钟，并在整个注浆过

程中不停的慢速搅拌，搅拌站筒内底部不能有水泥凝结。

3、浆液配制严格按配合比要求进行，配浆时最大误差不得大于±5%。

4、浆液搅拌必须均匀，水泥浆搅拌时间为3～5 分钟，但不得超过 30

分钟；未搅拌站均匀或沉淀的浆液严禁使用。

5、注浆速度控制：20～30L/min。

6、分段注浆控制：注浆由孔底向上分段连续进行，分段注浆间距1.0

米。

7、注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若注浆量很大或压力突

然下降、注浆压力长时间不下升，应查明原因。如工作面有漏浆，可采取

封堵措施。

8、注浆施工前检查好机械设备状态，并做好保养工作，同时在注浆施

工时，必须配备一台备用注浆机在现场。一旦一台发生故障，应立即换上备用泵继续注浆。

九、安全管理措施

1、所有进场后必须进行安全教育部，培训考核合格后方可进场进行施

工作业。

2、进场施工人员必须配戴安全帽。按规定配齐其他安全防护装置。严

格按照操作规程和安全规程进行施工，确保施工安全。

3、每日收工时必须清理好现场，施工工具要摆放整齐，施工机械要及

时清洗和检修，搞好现场文明施工。

4、做好工人的安全教育工作，安全人员要经常深入现场检查，做好事

故预防性工作，保障施工工作顺利进行。

5、对注浆泵及钻机应专人负责使用及保养，防止危害他人。

6、经常检查所有电源线路，杜绝漏电触电事故发生。夜间禁止施工作

业。

7、高压泥浆泵、空压机、高压清水泵必须指定专人操作，压力表应定期检修检定，以保证正常工作。

8、钻机操作人员应具有熟练操作技术。注浆过程中，作业人员应使用

防护用具。

9、施工前检查高压设备和管路系统，其压力和流量需满足设计要求，检查管道的耐久性以及管道连接是否可靠，泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，各类密封圈必须良好，无渗漏现象，否则接头断开、软管破裂，将会导致浆液、高压水流飞散、软管甩出等安全事故。

10、水泥浆进到眼睛里时，必须立即进行充分清洗，并及时到医院治

疗。

11、遇大雨或六级及其以上大风天气时，应立即停止施工作业，并加固机械，撤离人员。