顶管注浆加固工程施工方案

新晋祠路（长风西街-冶峪河）道路改造工程晋阳污水处理厂主干管顶管注浆加固

施工方案

编制：日期：

审核：日期：

审批：日期：

太原市政工程总公司新晋祠路道路改造

工程项目部

2015-10-11

目录

一、工程概况

二、工程地质条件

三、方案编制依据

四、工程方案设计

五、质量保证体系

六、安全保证体系

一、工程概况：

太原市晋阳污水处理厂主干管位于新晋祠路路中，设计埋深8.31—15.0米，设计采用顶管法施工，该段管道采用钢筋砼管道，由于顶进的管道位于粉质粘土土层和砂砾石层间，管道上部土层为粉质粘土土层，该层土在人工掘进中扰动较小，但管顶上部也存在一定的缝隙；砂砾石层在掘进中易被扰动；公路建设工期紧，土体自然沉降时间短，投入营运后在大量重车载荷作用下，自然沉降将继续且加剧，极易出现地面下沉开裂现象，因此存在着一定的安全隐患。针对这种情况项目部进行了专题分析论证，制定了注浆处理顶管周围土体的加固方案，以加固顶管中管壁周围被扰动土层松散的性状为目的，使管道顶部及侧面增加抗压强度和粘结性，实现加固目的，防止路面沉陷，保证管道的使用安全。

二、工程地质条件：

根据勘察公司提供的岩土工程勘察报告，管道敷设深度范围内的土体工程地质和水文地质条件如下：

1、工程地质条件：

道路场地土在勘探深度范围内主要由第四系全新统早期沉积的低液限粉土（粉土）、低液限粉质粘土（粉质粘土）、砂类土等构成。

2、水文地质条件：

道路场地土在勘探深度范围各勘探点均揭露地下水，地下水的主要补给来源为汾河的侧向补给、各渠道流水补给及大气降水。地下水位随季节性变幅不明显。新晋祠路沿线静

止水位大约在现状路面一下3-4米。

三、方案编制依据

1、甲方提供的本工程施工现场布置图及其它有关图纸、说明。

2、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）

3、《土建注浆施工与效果检测》

4、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2002）

5、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-2002）

6、《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-2002）

四、施工方案设计

（一）、施工目的

本工程主要以改善顶管中管壁周围被扰动土层松散的性状为目的，使管道顶部及侧面增加抗压强度和粘结性，实现加固目的，保证管道在通水使用时的使用安全及防止路面塌陷。

（二）、施工方法选择：

本工程采用静压注浆法注浆工法，对管道四周的土体进行注浆加固处理，形成具有一定强度复合地基，以达到稳固土体的目的。

（三）、注浆加固：静压注浆法是通过钻孔和注浆设备，通过注浆管将浆液分层均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式排出土颗粒间的、裂隙中的水分和空气，并占据土颗粒间的空间，使管壁外侧土体孔隙比减少，强度提高，经过一段时间后，浆液将原来松散的或裂隙胶结成一个整体，形成一个强度大、防水性能高和化学稳定性好的结合体，从而达到加固顶管时周围被扰动松散土层的目的。

注浆压力和浆液浓度时保证注浆质量的重要因素。对于不同填料和形态的路基，采用的注浆压力也不同，注浆压力的大小主要取决于路基的密实度、强度及初始应力。注浆用的单液浆液，以水泥为主体，适当配入部分粉煤灰和外加剂；双液浆液以水泥和水玻璃为主体，适当调配而成，为改善浆液性能可适当加入外加剂。

根据浆液在土中的流动方式，注浆法分为渗透注浆法和劈裂注浆法，前者用于填料为透水性好的路基，如碎石土、砂卵土等。当注浆压力较低时，浆液在中等浓度的情况下以渗透方式渗入路基土的孔隙，这时注浆量及扩散半径常用渗流理论求解；当压力逐渐加大浆液的流动由层流变为紊流这时注浆量及扩散半径常用紊流理论求解。劈裂注浆法用于透水性差的粘土路基，粘土从宏观上表现为松、软承载力低，颗粒细、塑性流动等特点，在这样的土质中注浆加固，用渗透注浆是不现实的，只能用劈裂注浆，即利用浆液在压力作用下，似利斧般劈入土层，浆液在劈入过程中，并不与土体混合，而是以二相存在，同时产生充填效应、挤压效应、扩散效应、骨架效应和离子效应等，达到注浆加固土层的效果。（四）、加固方案设计及施工工艺

注浆孔一定要采用湿钻成孔，孔深按原设计图纸确定，（注浆孔的布置和注浆范围：注浆孔的布置是沿地下管线两侧平均1000mm梅花形布置双排，靠近管线侧孔浅，外侧孔

深。本工程采用的注浆管材为采用Ⅱ级直径48mm的钢管或pvc管管道，每根注浆管长6m，每根注浆管在地平标高以下到管顶1000mm处位置以上无注浆孔，每根注浆管每隔200mm 梅花形布置注浆孔。）（全部注浆孔采用隔孔注浆施工）。但有特殊情况时可适当调整，一般情况下要求中间孔浅，边缘孔深，边缘孔不能低于设计深度，且所有注浆孔深不小于顶管时的深度，注浆施工应先施工边孔，按先边后中的施工顺序进行。

注浆管宜比注浆孔短25Ｃｍ，保证注浆孔底部有25Ｃｍ的空隙，以使浆液灌注的流畅，注浆管与注浆孔间在路基顶面段的空隙必须用水泥砂浆封堵，封堵长度不小于30Ｃｍ，注浆应待封堵空隙水泥终凝后方可开始，以防注浆期间浆液冒出地表。

注浆材料选择采用42.5＃普通硅酸盐水泥，质量必须可靠，无大颗粒杂志混入，以免破坏输送管道设备或堵塞注浆管道，水采用一般河水，但不得含泥土等杂质，以免降低水泥浆强度或堵塞注浆管道。

合理选择设备：钻孔工艺采用￠91ｍｍ钻头，由于施工钻孔浅、孔数多，钻机移位频繁，同时又是湿钻成孔，要求钻机功率较大，所以应选用功率大、机械化程度较高、移动方便的油压钻机较好。

一般采用孔口封堵、全孔分三阶段注浆的方法注浆，每阶段间隔时间30～45min第一阶段注浆压力达0.3MPa,浆液浓度水灰比1:2,第二、三阶段的浓度均为1：1，注浆压力需求不大，以0.3-0.9 MPa为宜，一般大吸浆量孔均可采用自流注浆，为保证路基的安全稳定，边孔注浆压力不可超过1.5 MPa（注：这里所说注浆压力为标准压力，具体数值应根据土质情况进行调整，如为砂砾则压力要小些，砂性土或渣土压力则要大些）。

（五）、施工中应掌握以下几点

1、注浆要保证钻孔注满，注满到孔口不在吸浆才可止浆，止浆后应用碎石（或河砂）

加水泥浆将钻孔填实封闭。

2、一般吸浆量大的钻孔可先采用自流注浆并可大量掺入粉煤灰、水泥粉煤灰配比按1：

3-1：4均可。

3、吸浆量小的钻孔，必须采用加压注浆，浆液为纯水泥浆，并遵循先稀后浓的原则和

按设计止浆标准止浆。

4、遇漏浆、冒浆或吸浆量特大的钻孔，才用地面封堵和间隙、限量、变级论灌等方法

处理。

5、注浆中必须加强观察分析注浆情况的变化，现场及时采取相应措施，确保注浆质量。

6、注浆采用注浆量和注浆压力双控的原则，即以注浆量控制，压力作为校核值。（六）、注浆效果检查

1、各孔注浆时，随着注浆时间的延长和注浆量的增加，在其他孔位置可发现冒清水（浆）的位置明显依次上升。当注浆孔都灌满后，冒点也随之上升到路面以下相应位置，说明注浆充填效果很好。

2、各工程点均按总施工孔的5%-7% 布置注浆质量检查孔。检查孔通过取出的土（岩）芯中观测水泥浆渗入情况和通过注浆压力，吸浆量大小来判断注浆质量的好坏。

五、质量保证体系

（一）总体思想

1、工程质量严格按照本工程制定、并经甲方和监理工程师认可的施工方案执行，严格按国家有关技术规范、规程、标准控制施工。

2、根据施工程序，严把配料、注浆压力、注浆量关，每一道工序均安排专人负责，并

记录好每一道工序的原始数据。

(二)、工程质量保证制度：

1、成立工程项目经理为责任的质量管理小组，完善质量保证体系，严格按照质量体系中规定的责权要求运行。

2、定期召开质量分析会议，组织质量教育，严格执行"三检"制度，加强技术交底工作，强化工序控制，由责任心强经验丰富的工程师担任质量控制人员，实行监督检查，保证工程质量。

3、加强现场施工材料管理，严格执行进料检验制度，保证施工材料满足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。

4、配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全各种资料、原始记录、作为评价工程质量的重要依据。

5、加强与甲方、监理的配合，认真接受指导和监督。

(三)、工程质量措施：

1、配料：采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。

2、注浆：注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格控制在0.05～0.1MPa，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每段注浆量应严格按设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。

3、注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。

4、每道工序均要安排专人，负责每道工序的操作记录。

六、安全保证体系

1、建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。

2、钻机注浆泵及高压管路必须试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，方准施工。

3、每次注浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。

4、安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保联接完好。

5、注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。

6、注浆时不得随意停水停电，必要时必须事先通知，待注浆完成并冲洗后方可停水停电。

7、注浆施工期间，必须有专门机电修理工，以便出现机械和电器故障时能及时处理。

8、注浆现场操作人员必须佩戴安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。