隧道全断面注浆试验段施工方案2.doc

《隧道全断面注浆试验段施工方案2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道全断面注浆试验段施工方案2.doc（20页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、 紫之I标浅埋暗挖段 全断面注浆试验段施工施工方案编 制： 审 核： 审 定： 上海隧道工程股份有限公司杭州市紫之隧道工程（紫金港路之江路）土建第I标段项目经理部2013年9月 隧道全断面注浆试验段施工方案一、 前言本试验以隧道穿越全新世海侵沉积的淤泥质粉质黏土地段时采用全断面注浆的施工方法，着重明确全断面注浆的注浆参数，以调整注浆参数，完善全断面注浆施工工艺，以便在监控量测数据指导下合理控制洞身开挖各部施工节奏，采取安全保障措施约束洞内外围岩变形，充分发挥支护体系的受力性能，体现在保障安全施工的前提下加快施工进度的优点。二、试验的依据 （1）华东勘测设计研究院院提供的施工设计图纸、设计文件、

2、设计资料。 （2）国家和公路现行的隧道施工技术规范、规程及标准。 （3）我单位为完成本标段工程拟投入的专业技术人员、机械设备等资源。三、 试验目的为保证本隧道浅埋暗挖段工程的顺利进行、保证工程质量。通过试验来完善本隧道各项施工工艺的方法、参数及最佳的机械设备人员的组合来指导全线施工。四、试验段范围紫之隧道I标浅埋暗挖段隧道西线K0+798.6-K0+812.6（由于进口段有6m为旋喷钻加固过的土体，故试验段及效果检验均为6m以后）。五、工程概况本试验段主要为之江路下穿段，地形标高为5.26.5m左右，段落内局部因人工堆填，略有起伏。本段早期多有鱼塘、河道等，近年来随城市发展、道路改建和土地开发

3、、鱼塘均已回填。地质水文情况本试验段隧道穿越主要地层为：全新世海侵沉积的淤泥质粉质黏土，饱和、流塑、厚层状为主，夹少量粉土薄膜，高压缩性，属“软土”类，土质较均匀，具有低强度、高触变性和高压缩性的特点，开挖后易引起蠕变，变形量大，开挖不能自立。地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水、第四系松散岩类孔隙承压水、基岩裂隙水三大类。洞身支护参数全隧均按新奥法施工，采用超前支护及湿喷技术，按相关设计规范要求进行围岩分级和复合式衬砌设计，对结构支护体系的稳定性进行监测、分析，并按照仰拱超前的原则组织施工，拱墙采用一次性灌注，级围岩复合式衬砌支护设置为：东线K0+840K1+080、西线K0+792.6K1+

4、033段拱部1800全长设置108长管棚，长30m，0.3m；全环设置3榀I20a钢架；424的注浆小导管，长L=3.5m，梅花型布置，424锁脚锁腰锚管，L4.5m；喷射C25砼,厚30cm；拱墙钢筋网采用环纵向为8mm钢筋，网格为2020cm；二衬拱部、边墙、仰拱C35钢筋砼60cm厚；仰拱填充C15砼，设计采用CRD法施工,超前支护采用大管棚+超前小导管+全断面注浆和42*4双层超前注浆小导管40cm*300cm，L=450cm两种形式。六、施工方案 施工准备本标段由于地质围岩差，且地下水丰富，围岩不够稳定，而全断面注浆的主要意图是在隧道外围形成一道止水帷幕，加固开挖面周围土体，阻止地下

5、水进入隧道开挖范围内，使开挖在无水或少水的状态下开挖，既能保证隧道施工安全又能避免因地下水流失造成地表沉降，因此将全断面注浆作为本隧道重点的施工工艺。为全断面注浆、大管棚施工、小导管施工、各分部步骤的开挖、支护进行论证，以兹取各种施工参数，有效的指导施工，保证全断面注浆施工工艺达到设计效果，特以此施工工艺作为试验段的主要试验项目。一、技术准备1、配备能满足本工程各种材料检验要求的取样员，并选派技术熟练的人员，做好各种材料取样复试工作。2、选派技术水平高、操作熟练的专业测量人员，进行放线定位测量及对工程的轴线进行复核、检查等测量工作。3、施工方案的编制报审及交底。4、第二方、第三方监控量测、方案

6、的交底及相关准备。二、人员分工1、 技术人员3人；2、 试验员2人；3、 测量员3人；4、 现场配合人员8人；三、机械设备安排水冲钻、双液注浆机、拌合机、斗车；全断面注浆 本标段地质围岩差，且地下水丰富，为解决隧道开挖过程围岩稳定，设计考虑采用全断面注浆，注浆加固范围为隧道开挖轮廓线外3m，滋润且每个注浆段完成后留4m不开挖作为下一循环的止浆墙，主要意图是在隧道外围形成一道止水帷幕，加固开挖面周围土体，阻止地下水进入隧道开挖范围内，使开挖在无水或少水的状态下开挖，保证隧道施工安全和避免因地下水流失造成地表沉降。因此在隧道正式施工前，必须进行全断面注浆试验段的施工，确定全断面注浆参数，为隧道全断

7、面注浆积累经验。室内试验1、试验方法为选择合适的浆液及配比，在使用不同水灰比的情况下加入不同体积的水玻璃，对其凝结时间、流动性等工作性能进行调试，同时对混合液进行3d、7d、28d抗压强度试验，确定适合本项目注浆施工的最佳参数。通过室内确定的配合比在施工现场进行土体注浆固结体及堵水试验，从中选出堵水效果好、强度高、流动性好的配比指导现场施工。2、试验步骤各配比拟试验步骤见下表：试配方案水泥浆水泥浆与水玻璃体积比每方注浆材料质量比（Kg）备注水灰比工作性能流动度初凝时间水泥水玻璃水 10.80.68901.337120.88901.007121.08900.8712 20.90.68161.50

8、7350.88161.137351.08160.9735 31.00.67341.677340.87891.257891.07341.0734试验分四个步骤进行；第一步试验确定不同水灰比注浆工作性能；第二步试验是研究确定后的水泥浆液与不同体积比的水玻璃的初凝时间；第三步将混合浆液成型试件，分别进行3d、7d、28d抗压强度试验；第四步确定工作性能较好、强度高的最佳配合比在施工现场进行验证。 现场试验1、试验内容与方案 图61：试验内容与方案试验内容试验方案备注注浆材料水泥为：X%，水玻璃加量X%注浆压力注浆压力11.8MPa注入试验注浆加固体的物理学指标取土样试验确定注浆扩散半径和注浆加固范围

9、开挖后观察，打孔测试注浆加固效果施工现场监控量测分析2、现场试验现场试验是通过对注浆后土体变形和孔隙水压变化规律的分析来优化施工参数；通过静力触探试验测得注浆扩散范围；通过载荷试验检验注浆效果。根据试验目的制定以下试验内容（注浆孔及监测点见立面布置图）：单段的最优注浆量；最优单次注浆段数；注浆效果检验。一、施工工序1、掌子面施工为防止注浆时地下水涌出及跑浆，在注浆地段起始处的掌子面施做825*25cm钢筋网，并喷8cmC25喷射混凝土。2、钻孔采用水冲钻进成孔，注浆孔采用全断面梅花形布置，钻孔的误差控制在1%以内，钻孔按先外圈，后内圈的顺序进行，钻孔时，严格作好钻孔记录，记录内容包括孔号、进尺

10、、起讫时间、出现涌水位置、涌水量和涌水压力。A、钻孔施工要求 在钻孔过程中要有足够的风压，保证正常钻孔，适当调整水流量，排除孔内泥渣。 钻孔深度达到要求后，应停止钻杆旋转，利用风压将钻杆周围的泥渣排除，并缓慢拔出钻杆，马上安设注浆管。 再次利用单独的吹风管插入孔内将废渣排除。3、注浆（1）注浆方式：在封闭粘土水泥浆达到一定的强度后（大于3天），在注浆管内插入双向密封注浆芯管进行后退式分层劈裂注浆。（2）注浆材料：注浆材料采用超细水泥-水玻璃双液浆。（3）浆液配置：本标段采用浆液为A液和B液的混合物，A液为水玻璃，B液为水泥，两种浆液在注入前必须拌和均匀，并检查两种浆液混合后的凝结时间是否符合设

11、计的要求。（4） 注浆孔间距50cm，梅花形布置，注浆管采用48，壁厚4mm的钙塑聚丙烯花管，管长13m，注浆管可分节拼装，须保证有良好的止浆措施；（5） 注浆芯管采用22mm的焊接钢管加工，长0.61m，其四周均匀地布设12-18个8mm的泄浆孔，花管两端各加上34个止浆橡胶皮碗，起到止浆作用；（6） 每一循环注浆长度13m，开挖9m，保留4m止浆墙。（7） 钻孔和注浆顺序由外向内，注浆孔间隔施工，上下台阶可分开进行掌子面注浆加固；（8） 注浆段的注浆全部注浆完成后，应对加固土体进行取芯检查，不合格者应补充注浆。A、单段最优注浆量试验方案单段最优注浆量试验在A1孔进行，根据以往注浆施工经验，

12、浆液扩散半径为0.32m，每延米注浆深度上影响的土体体积为V=rh=0.363m，掺入比为20%，26%，33%时，所需注浆量为0.073m，0.094m，0.120，根据施工经验每延米注浆段分为3次进行，因此3个试验注浆量为0.024m，0.031m，0.04m.在淤泥质黏土层的注浆试验，每一注浆量试验3次，且相邻2次注浆时间间隔为12个小时。监测内容包括沉降监测，孔隙水压力监测。通过比较沉降量的大小得出最优段注浆量。B、最优单次注浆段数试验方案本次试验是在最优注浆量的基础上进行的，B1孔单次注浆段数为2即深度为66cm，B2孔单次注浆段数为3段即注浆深度为99cm，B1孔与B2孔单次注浆量

13、相同且均为单段最优注浆量，监测内容与最优注浆量试验相同。通过对B1与B2的监测数据进行对比得出最优的单次注浆段数。C、注浆效果检验试验方案按照最优注浆量和最优单次注浆段数进行注浆，然后通过静力触探试验和钻检查孔法，以获得浆液在该土层中的扩散范围，同时也是对本注浆参数试验的加固效果检验。根据注浆情况，选择注浆范围内可能存在薄弱环节的注浆部位钻检查孔检查，测定涌水量，孔深是否符合设计，根据检查孔涌水量、取芯率和强度来决定是否补充注浆。如果检查孔每延米涌水量大于0.15L/min，需进行补浆，直到达到设计要求。4、注浆结束标准和注浆效果评定 （1）注浆结束标准 注浆压力逐步提高，当达到设计终压并继续

14、注浆10min以上； 单孔注浆量与设计注浆量大致相同，注浆结束时的进浆量，一般在2030L/min以下； 检查孔：注浆工作面设16个检查孔，检查量测孔内的涌水量； 全断面注浆后，在分析资料的基础上进行注浆效果检查，采取钻孔取芯观察浆液填充情况，同时检查孔内涌水量不得大于0.2L/min,且某一处的漏水量不大于10L/min，或进行压水试验，在1.0MPa压力下检查孔进水量应小于10L/min，否则进行补孔加密注浆。注浆结束后注浆钻孔及检查孔应封填密实。注浆效果评定：注浆孔全部注浆完成后，进行注浆效果检查和评定，不合格者应补钻。对注浆质量的检查和评定首先要对注浆过程中的各种记录资料进行综合分析，

15、分析注浆压力和注浆量变化是否合理，是否达到设计要求，其次通过打检查孔来判断注浆质量，钻去岩心，观察浆液填充情况，检查孔内涌水情况。5、开挖开挖土体，开挖9m，预留4m为下一循环的止浆墙重复，开挖到止浆墙时，量测加固体的直径。从掌子面开挖效果看，劈裂注浆是否起到加固土体的效果。二、试验数据分析针对注浆加固过程中的关键参数，试验进行了3次分试验，分别是注浆量试验，注浆段试验和注浆效果检验试验。通过注浆量试验的监测数据，分析得出不同注浆量对土体的扰动程度，以得出最优注浆量；通过对注浆段数试验分析不同注浆段数的组合对土体的扰动影响，以得出最优单次注浆段数。根据最优控制参数，进行注浆，以检验实际注浆效果

16、。三、 开挖工艺隧道开挖采用CRD法开挖。CRD法隧道施工步骤如下：1、开挖部 图：62 部开挖断面图（1）施做超前支护。（2）人工开挖部围岩。（3）开挖0.5m后喷射C25混凝土8cm封闭掌子面。（4）施做周边围岩的初期支护，即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，架立I22a型钢钢架并设锁脚锚杆，安设I18横撑和竖撑并挂网喷砼。（5）钻设42注浆小导管后，复喷砼至设计厚度。 图6-3 部观测点布置图拱顶下沉采用水准仪、钢尺，在部初支完成后,进行观测，每5m一个断面。在115d内，每天观测两次，在16d1个月期间两天观测一次，在13个月期间，每周观测两次，大于三个月以后每个月观测3次，每次观测均记好观

17、测数据，及时反馈数据，指导施工。周边收敛利用各种收敛计，在部初支完成后,布置2个对测点进行观测，每5m一个断面。在115d内，每天观测两次，在16d1个月期间两天观测一次，在13个月期间，每周观测两次，大于三个月以后每个月观测3次，每次观测均记好观测数据，及时反馈数据，指导施工。地表沉降、拱顶下沉、周边收敛三类观测值若都在设计允许范围内则正常施工，一旦有一项观测值大于设计允许值，均停止施工，上报监理工程师。2、开挖部图6-4 部开挖断面图（1）在部进尺23m后，开挖部。（2）开挖0.5m后，喷射C25混凝土8cm封闭掌子面。（3）施做周边围岩的初期支护，即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，接长I22

18、a型钢钢架并设锁脚锚杆，接长I18横撑并挂网喷砼。（4）钻设42注浆小导管后，复喷砼至设计厚度。图6-5 部观测点布置图拱顶下沉采用水准仪、钢尺，在部初支完成后,布置两个观测点进行观测，每5m一个断面。在115d内，每天观测两次，在16d1个月期间两天观测一次，在13个月期间，每周观测两次，大于三个月以后每个月观测3次，每次观测均记好观测数据，及时反馈数据，指导施工。周边收敛利用各种收敛计，在部初支完成后,布置2个对测点进行观测，每5m一个断面。在115d内，每天观测两次，在16d1个月期间两天观测一次，在13个月期间，每周观测两次，大于三个月以后每个月观测3次，每次观测均记好观测数据，及时反

19、馈数据，指导施工。地表沉降、拱顶下沉、周边收敛三类观测值若都在设计允许范围内则正常施工，一旦有一项观测值大于设计允许值，均停止施工，上报监理工程师。3、开挖部图6-6 部开挖断面图（1）在滞后部0.5B(56m)后，开挖部。（2）开挖0.5m后，喷射C25混凝土8cm封闭掌子面。（3）围岩周边部分初喷4cm砼，接长I22a刚拱架，铺设钢筋网，接长I18竖撑喷砼。（4）钻设42注浆小导管后，喷砼至设计厚度。图6-7 部观测点布置图拱顶下沉采用水准仪、钢尺，在部初支完成后,布置两个观测点进行观测，每5m一个断面。在115d内，每天观测两次，在16d1个月期间两天观测一次，在13个月期间，每周观测两

20、次，大于三个月以后每个月观测3次，每次观测均记好观测数据，及时反馈数据，指导施工。周边收敛利用各种收敛计，在部初支完成后,布置3个对测点进行观测，每5m一个断面。在115d内，每天观测两次，在16d1个月期间两天观测一次，在13个月期间，每周观测两次，大于三个月以后每个月观测3次，每次观测均记好观测数据，及时反馈数据，指导施工。仰拱隆起利用水准仪、水准尺，在部初支完成后，布置一个观测点进行观测，每10m一个断面。在115d内，每天观测两次，在16d1个月期间两天观测一次，在13个月期间，每周观测两次，大于三个月以后每个月观测3次，每次观测均记好观测数据，及时反馈数据，指导施工。地表沉降、拱顶下

21、沉、周边收敛、仰拱隆起四类观测值若都在设计允许范围内则正常施工，一旦有一项观测值大于设计允许值，均停止施工，上报监理工程师。4、开挖部 图6-8 部开挖断面图（1）在部进尺23m后，开挖部。（2）开挖0.5m后，喷射C25混凝土8cm封闭掌子面。（3）施做周边围岩的初期支护即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，接长I22a型钢钢架并设锁脚锚杆。复喷砼至设计厚度。 图6.9 部观测点布置图 拱顶下沉采用水准仪、钢尺，在部初支完成后,布置两个观测点进行观测，每5m一个断面。在115d内，每天观测两次，在16d1个月期间两天观测一次，在13个月期间，每周观测两次，大于三个月以后每个月观测3次，每次观测均记好

22、观测数据，及时反馈数据，指导施工。周边收敛利用各种收敛计，在部初支完成后,布置4个对测点进行观测，每5m一个断面。在115d内，每天观测两次，在16d1个月期间两天观测一次，在13个月期间，每周观测两次，大于三个月以后每个月观测3次，每次观测均记好观测数据，及时反馈数据，指导施工。仰拱隆起利用水准仪、水准尺，在部初支完成后，布置一个观测点进行观测，每10m一个断面。在115d内，每天观测两次，在16d1个月期间两天观测一次，在13个月期间，每周观测两次，大于三个月以后每个月观测3次，每次观测均记好观测数据，及时反馈数据，指导施工。地表沉降、拱顶下沉、周边收敛、仰拱隆起四类观测值若都在设计允许范

23、围内则正常施工，一旦有一项观测值大于设计允许值，均停止施工，上报监理工程师。七、监控量测监控量测是隧道施工中必不可少的重要一环。为保证隧道工程施工安全、经济、顺利进行，在施工过程中应采取全过程监控量测措施，以根据监测信息反馈设计和指导施工，了解围岩动态变化，掌握最佳工序过程，优化与调整施工方法、施工工艺和施工参数，控制支护结构变形，控制循环进尺，从而确保工程安全与质量，并保护周围环境和水资源。监控量测目的适时掌握和认识各种因素对围岩变形的影响，特别是软弱围岩段支护结构与围岩变形变化，以便有针对性地改进施工工艺和施工参数，减小支护与围岩变形，保证工程安全。预测施工引起的支护结构与围岩变形变化趋势

24、，根据变形发展趋势和管理标准值判断支护稳定性状态，直接指导施工，决定是否需要采取保护措施；根据监测信息反馈设计，为调整设计，优化支护参数提供科学依据；了解初支稳定性状态，为二次衬砌施作确定合理的时间。为研究围岩、地下水、施工方法与参数和支护结构变形的相互关系积累数据，为类似工程施工积累经验。监控量测内容隧道监控量测分为必测项目和选测项目两种。必测项目主要观测隧道及围岩变位情况，包括地质素描及支护状态观察、地表下沉、水平收敛、拱顶下沉、锚杆抗拔力等；选测项目主要是锚杆轴力、围岩压力、钢筋应力观测、隧道内分段涌水量及涌水等监测项目。现仅述必测内容。1、地质和支护状况信息的观察项目对工作面及初期支护

25、后的地段进行观察。观察记录工作面的工程地质与水文地质情况，做地质素描，结合探孔情况对地质进行预测。观察开挖面附近初期支护状况和喷砼表面裂纹状况，结合变形监测判断围岩、隧道的稳定性和初期支护的可靠性。2、 地表沉降监测地表沉降观测采用水准仪、钢尺测量，每5m一个断面，每个断面7个对测点。每天观测2次，记录好观测数据，及时反馈数据，指导施工。 图7.1 地表沉降观测图3、拱顶下沉及净空变位收敛量测：拱顶下沉测点和净空收敛测点应布置在同一断面上，每5m布置两个观测点。监测结束标准根据收敛速度判别：一般地段：收敛速度5mm/d时，围岩处于急剧变化状态，加强初期支护系统；收敛速度0.2mm/d时，围岩基

26、本达到稳定。软弱围岩段、断层段和浅埋地段：加强初期支护强度和刚度，严格控制过大变形。各量测项目持续到变形基本稳定后2周结束，软弱围岩段位移长时间不能稳定时，延长量测时间。监测数据统计分析及信息反馈数据整理：进行数据的数字特征计算以及离群数据的取舍。进行回归分析和曲线拟合，绘制量测数据的时态变化曲线图（即时态散点图）和距开挖面关系图。信息反馈：监控量测设置洞内和地表两个监测小组，监测数据通过计算机管理局域网进行内部快速传递，从而做到每日监测结果及时反馈。如有变形超标，迅速对施工情况进行评价并提出施工建议。隧道监控量测结果出现异常时的处理（1）如果是由于基底下沉引起的，尽快将仰拱封闭，如仍然下沉，

27、在墙角处加设锚杆，复喷砼并在基底钻孔注浆加固。如果是由于围岩压力引起的，可多次复喷并用锚杆加固围岩，补强初期支护，在下一循环施工时，修改支护参数，增强初期支护，同时增大观测频率；必要时跟进二次衬砌，如果需加强衬砌则上报设计单位同意。（2）如果出现变形速率突然增大出现不稳定征兆时，应进行适时监测观察，委派专职观察员对初支进行监视；如伴有响声及新生裂缝，应立即暂停正常施工，加强支护和采取可能的抢救性措施。（3）遇下列情况之一，应立即采取补强措施，改变施工方法或设计参数，增强初期支护：A、隧道开挖后，工程地质和水文地质、围岩类别比预计的要差；B、喷射混凝土层裂缝多、裂缝大或不断发展；C、位移速率长期

28、无明显下降，实测位移值已接近规定的允许值，位移量可能超过预留变形量。监控量测信息反馈对量测资料认真检查、审核和计算，每次量测结束后，及时将量测结果整理、填入有关图表，分析数据反映的变化规律，便于各断面和不同量测手段之间的对比，及时向施工负责人汇报洞内围岩、量测数据整理结果应配合地质、施工等各方面信息，再与由经验和理论所建立的标准进行比较，对于设计所确定的预留变形量、施工方法和工艺及各工序施作时间等进行检验，以验证设计或作为修改设计、改变施工方法、调整施工作业时间的依据。当量测结果出现反常或危险信息时，立即采取紧急处理措施，加大量测频率，密切注视洞内外动态，必要时停止施工，并通知甲方、监理和设计

29、等有关单位，磋商后进行进一步的处理。八、安全、质量措施安全生产措施 工人进场前先有项目部组织进行三级安全教育，经考试合格后才能进入现场施工。 钻机注浆泵及高压管线必须试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，方准施工。 注浆前，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。质量控制措施 配备好的施工机具和计量工具满足施工要求，现场技术人员记录好每一道工序的原始数据。 加强材料管理，保证材料满足设计和规范要求。 开钻前，严格按照施工布置图，布好孔位，钻机定位要准确，开钻前钻头点位与布孔点间距相差不得大于2cm，钻杆度不得大于1。 注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力严格控制在11.8MPa，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。 注浆完成后，应采取措施保证不溢浆跑浆。附图（一）（二） 图（一）隧道全断面注浆孔立面布置图 图（二）隧道全断面注浆孔纵剖面图