地铁联络通道工程注浆加固设计与施工方案.docx

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地铁联络通道工程注浆加固设计与施工方案

致谢

感谢贵方为我单位提供的良好机会，表达了贵方对我方的充分信任，我方将不遗余力地完全履行甲方要求，优良、高效地完成XX地铁XX线工程XX站～XX站区间T2联络通道工程注浆加固设计与施工组织工作，充分展示、铸造我单位在该方面的精品之作。

1.工程概况

拟建XX地铁XX线工程XX站～XX站区间T2联络通道工程为地铁XX线其中暗挖段。

由于该暗挖结构断面上半部位于粉土层，在进行暗挖过程中侧壁易产生塌陷，尤其是地层含水量较高，渗水严重；暗挖结构断面底板以下为乱砾石层，处于承压水中，水压很大，开挖后会产生较大的涌水，严重地影响暗挖施工的顺利进行。

为确保结构施工的顺利进行，根据甲方要求，需对联络通道结构的断面进行注浆加固处理。

为此依据该区域的地质条件，结合我方的施工经验，拟采用二重管双液化学注浆法进行加固处理。

2.岩土工程地质条件

根据甲方提供的该场地的岩土工程勘察剖面图，该区间主要地层为杂填土①层、圆砾-砾砂②5层、粉质粘土⑥层、粘土⑥1、粉土⑥2层以及粉细砂⑦2层和卵石⑦层等。

地层存在两层地下水，上层滞水，埋深约为2.5～5.5m，潜水，埋深约为8.5～15.3m

承压水，埋深约15.8～23.8m。

3.设计与施工依据

3.1甲方提供的该场地的岩土工程勘察报告《XX地铁XX线工程成府路～XX站区间岩土工程勘察报告》和XX地铁XX线工程XX站～XX站区间T2联络通道断面图；

3.2《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

3.3《工程测量规范》（GB50026-93）；

3.4《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；

3.5《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

3.6《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）；

3.7《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-86）；

3.8《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）等。

4.设计思路

4.1影响因素

根据现场实际情况，由于该暗挖结构断面位于粉质粘土⑥层及粉土⑥2层、粉细砂⑦2层，且下部卵石地层中承压水水头高于开挖断面，同时周围不具备降水条件，在进行暗挖过程中侧壁易产生塌陷，尤其是地层含水量较高，粉土易产生流砂，严重地影响暗挖施工的顺利进行。

为此应考虑地层因隧道暗挖会产生如下不利影响：

（1）残余水体影响

由于地层为粉土、粘土以交互地层，即相对隔水的地层相间存在，导致在隔水界面上存在大量残余水体。

当进行暗挖施工时，水体将会从该界面向下流向挖掘面，从而浸泡开挖面、软化土体，导致开挖面土体呈块状掉落、界面土体变形，严重影响开挖面的稳定，危及开挖面作业人员的安全。

（2）地层性质的影响

由于隧道断面位于粉土层，且位于地面下较深位置，含水量较大，且下部卵石地层中承压水水头高于开挖断面，同时周围不具备降水条件，因此在进行暗挖时极易导致开挖截面土体塌陷，严重时会逐步牵带周围土体塌陷、废水池底板大量涌水，严重影响结构施工的顺利进行等。

（3）地下水浮力的影响

通过注浆T2联络通道中废水池区域形成封闭的止水帷幕，隔绝外来水体，但由于地下水较高，对其产生一定的浮力，为此必须经复核确保止水帷幕一定的抗浮能力。

4.2设计思路

考虑到地层与地层水体可能的导致的后果，那么只要将引起塌陷及涌水区域的土体加固固结即可解决以上问题。

为此控制加固区域土体的渗水性、增强与改良土体的固结性为解决问题的关键，经我院有关技术人员与专家共同研究决定，拟采用二重管双液化学注浆法进行加固处理。

二重管双液水平、垂直及辐射化学注浆法的施工原理是根据不同工程的要求以及地层的特点，将工程预先特殊配制好的化学浆液，分别盛于不同容器内。

当采用钻进机具将双壁钻杆钻至设计深度后，利用地面高压输送泵分别将浆液泵送至双壁钻杆内外环状间隙。

当经过钻头上方配置的双液混合器后，二者迅速均匀混合，在较高压力的作用下，浆液扩散、渗透至周围地层，并在可控与可调的时间内与地层发生反应--产生凝胶作用，固结地层，达到注浆目的。

同时根据注浆扩散范围、将注浆范围相互重叠，使之共同联合形成整体性的加固区域，达到加固目的。

由于浆液克服地层阻力而渗入周围地层空隙中，依靠化学浆液特性、固化地层，使得地层强度得以提高增强。

该工艺方法具有施工设备单一、施工设备与机具易于和各种工序配合，施工质量易于保证。

考虑到现场施工条件，对于T2联络通道采用双向化学注浆施工工艺，即从联络通道两端相向注浆。

5.注浆设计

根据设计要求、岩土工程勘察报告以及多年的施工经验，为保证对土体加固的施工效果，满足设计要求，设计如下：

5.1注浆设计

采用二重管化学注浆工艺。

（1）2#联络通道

注浆方式：

采用双向化学注浆施工工艺，即从联络通道两端相向注浆。

注浆固结范围：

在通道上下形成厚度约2.50m、周围形成2.0m的注浆固结体，加固范围约25m。

注浆设计：

断面两侧：

断面两侧注浆孔呈水平全程贯通注浆。

采用2排水平注浆孔，全程压力注浆，注浆至应超出中间隧道隆起区域，并具有一定的交叉范围，钻孔孔径φ42，间距为0.80m×0.80m，注浆长度详见列表，梅花形排布注浆孔，从而在通道周围形成厚度2.0m的环向加固体。

断面上方：

注浆范围的注浆孔水平间距800mm，共计5个，每个注浆孔进行11个不同角度、呈辐射状布局的注浆孔，形成注浆孔按照单孔多角度放射状注浆，钻孔孔径φ42，注浆长度详见列表，浆液相互交叉形成上部具有不小于2.50m的注浆止水厚度、全程贯通的固结体。

断面下方：

注浆范围的注浆孔水平间距800mm，共计13个，每个注浆孔进行11个不同角度、呈辐射状布局的注浆孔，形成注浆孔按照单孔多角度放射状注浆，钻孔孔径φ42，注浆长度详见列表，浆液相互交叉形成下部具有不小于2.50m的注浆止水厚度、全程贯通的固结体。

（另：

在管片上开钻的注浆孔，无法满足辐射注浆孔的13个角度，建议拆除管片后，辐射注浆。

）

为确保注浆效果，不留死角，从通道两侧相向、全断面交叉注浆。

尤其是加强地铁隧道顶部与底板死角部分及联络通道中间部位顶部隆起位置注浆厚度不少于2.50m。

（2）T2联络通道中废水池

注浆方式：

外侧：

在所开挖的废水池上口内侧周边约0.50m位置，设1排环形注浆孔，注浆孔间距1.0m，每个注浆孔进行8个不同角度、呈辐射状布局的向下的注浆孔，形成注浆孔按照单孔多角度放射状注浆，这样在废水池外侧形成由上而下的并具有一定厚度的止水帷幕，钻孔孔径φ42，间距为1.0m，注浆长度详见列表，外侧形成具有不小于3.0m的注浆止水固结体。

再由各个注浆体相互渗透、固结形成外侧止水帷幕。

内侧：

在所开挖的废水池内，考虑施工便利，底板埋深3.40m范围不垂直注浆，需在废水池底板下通过注浆形成4.0m厚的隔水体，为此按照梅花形垂直布设注浆孔，即钻孔孔径φ42，间距1.0m×1.0m，钻孔深度7.40m，预留上部3.40m范围空孔，注浆体长度4.0m，形成约4.0m厚的隔水底板。

注浆长度详见列表。

这样由四周与底板下注浆固结体形成封闭的止水帷幕。

具体详见平面布置图。

根据专家意见，为避免对管片主筋（主筋间距约150mm×150mm）的损坏，施工时应避开主筋位置、防止切断。

5.2基坑抗浮验算

（1）浮力计算

废水池固结体外边线规格约13.80m×10.05m，并根据该场地勘察报告，并安全考虑，对于该废水池承压水水头高于基底约6.0m。

则浮力为：

F=（6.00+7.40）×10=13.40KN/m2。

（2）抗浮力验算

因注浆形成止水帷幕对于周围形成不透水的地层，隔绝地下水体，这样基坑下形成具有一定高压水头的承压水体h。

为防止因承压水形成浮力对止水帷幕的漂浮作用，验算其自身重力是否能够抵抗浮力作用：

Fw={（13.80×10.05-7.80×4.05）×25}/（13.80×10.05）=19.31KN/m2>F

即抗浮力大于浮力作用，止水帷幕不会浮起。

5.3材料配比

我院拟采用双液化学注浆法，具体材料配比以下两种配比方案为基础。

<1>适用于松散冲积砂复合层（高强型），凝固时间：

30～60s

A液

B液

1.改性水玻璃60%

2.水40%

（以上为体积比）

1.水泥43.7%

2.水55.34%

3.外加剂:

p剂0.22%

y剂0.20%

t剂0.24%

x剂0.30%

（以上为质量比）

注:

A液:

B液=1:

1（体积比）以上为单位体积内两种混合液的配合比

其它施工参数应根据现场试验效果确定，以满足设计要求。

6.施工技术与工艺流程

6.1施工技术

施工技术要求严格按照国家有关技术规范、规程、标准控制。

根据施工程序，严把钻孔深度、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。

内容

标准

内容

标准

孔位偏差

±20mm

注浆压力

±5%

孔距偏差

±100mm

注浆量（暂定）

25%

钻杆角度

<1%

提升幅度

±5mm

6.2工艺流程

施工工艺流程为：

定孔位→钻机就位→钻孔至设计深度→高压注浆→提升（冲洗管汇）→移位，重复上述流程。

技术负责人根据设计要求，并向监理提交施工组织报审表、并对施工队伍进行技术交底；重点控制孔位、成孔深度、提升速度等施工工序。

各工序由专人负责，技术负责人全面负责现场施工、分项工程质量验收、施工组织管理。

上道工序验收合格后，方可进行下道工序的施工，确保工程质量。

6.2.1钻机就位

根据甲方提供的处理范围在断面上放出处理边界，然后按照孔位平面图进行放孔位，放桩位允许偏差小于2cm；

在施工前，技术人员对施工人员进行交底，技术人员复核施工范围、孔位线，然后方可施工。

6.2.2钻孔

在断面位置选设钻机工作平台，安放于有利于按照预设方向进行注浆施工位置。

拟采用TXU-75A型钻机双管单动回转钻机进行钻孔。

钻机就位后，钻头对准孔位，同时钻机平面应调放平稳、水平，钻孔应与施放孔位一致；成孔后，由技术人员对孔深、孔位进行验收。

在预定的注浆位置处，在钻机动力扭矩带动下，利用钻具带动钻头进行钻孔。

钻进时钻杆应与设计注浆孔保持一致，与设计偏差不应大于1.5%；并应准确地钻到设计要求的地层和设计深度。

当施工时遇到不明障碍物时，应马上停钻，待查明后方可进行继续作业，以免对地下管线造成破坏。

6.2.3提拔与冲洗高压管汇

严格控制回抽幅度，每步不大于20cm，匀速回抽，注意钻机参数变化。

开始注浆时根据地层情况采用小压力慢速注浆，当提升到特定土层时进行封孔，注浆利用浆液自身特性进行封孔，使浆液充分渗流入土层。

严格控制注浆压力，同时密切关注压力表，当压力突然上升或从孔壁溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆设计参数或移位等措施重新注浆。

在注浆施工过程中，可能因某原因而导致工程暂停，为此在进行施工时，搭接长度不小于20cm。

单孔注浆满足设计注浆效果后，将钻具提升至地面，该孔的注浆即告结束。

将拆卸的钻具逐节拆下，进行冲洗，以防浆液在高压管汇和钻杆内凝结堵塞影响下道工序的使用。

6.2.4移位

钻机移到下一孔位，重复上述流程。

7.施工总体部署

7.1施工准备

施工前必须做好以下的准备工作：

（1）了解场地内各种地下障碍物的情况，并办理必要的书面手续。

（2）根据城市水准点或甲方划定区域进行孔位放线。

（3）协调施工现场管辖部门及附近单位的关系，保证施工的顺利进行。

（4）施工用水、施工用电的连接及临时设施搭建。

（5）对施工人员进行生产、技术、质量、安全等全方面的交底。

（6）健全指挥系统及安全管理施工、工程质量及环保保障体系。

（7）施工参数的确定对施工质量起着决定性作用。

应根据施工现场地层、设备等实际情况调整修改设计与施工方案。

（8）设计编制人员及技术主管同现场技术及施工人员召开会议、做详细技术交底及总体施工规划。

（9）熟悉加固设计以及现场有关情况和要求；

（10）根据施工作业面的具体情况布置设备安设位置，检查进场设备完好情况以及钻具配套的完整性；

（11）正式施工前必须试钻，通过试钻检查设备对地层的适应性，并核对地质资料，确定正式施工的技术参数。

7.2项目管理组织机构

虽然为试验段，但我院拟组建一支具有强大管理能力和同类工程丰富施工经验的项目经理部，为下步施工奠定基础。

项目经理部将在公司总部的控制和协调下进行本工程的施工管理。

形成以项目经理负责制为中心，以合同管理和成本控制为主要内容，以科学的系统管理和先进技术为手段的管理机制。

同时，项目经理部在公司领导下充分发挥企业的整体优势，按“总部服务控制，项目授权管理，专业施工保障”这一具有本公司特色的项目管理模式，以此高效地组织和优化社会生产要素。

严格按照以GB/T19001-2000模式标准建立的质量保证体系来运作，形成以全面质量管理为中心环节，以专业管理与辅助管理相结合的科学化管理体制，以此出色地实现我单位的质量方针和质量目标，以及对业主的承诺。

根据同类工程施工经验，为保证按期优质完工，我们将严格按照既定的施工计划，合理安排施工，合理安排机械设备和劳动力计划，监督落实计划中每个节点的实际完成情况，认真分析影响施工进度的各种因素，并及时制定出相应有效的措施，确保工程工期目标和质量目标的实现。

为此，本工程特配备了优秀而富有施工经验的工程管理及技术人员，项目经理由我单位优秀项目经理担任，项目总工由技术实力较强的人担任，以保证工期，保证质量。

为便于管理，劳动力使用时，根据专业工作性质，将其编为三个专业组，即钻孔注浆组、搅浆组、技术组以及材料组，进行默契配合，交叉流水作业。

为确保施工的顺利进行，协调各方面关系，加强各施工组之间的配合。

7.3现场平面布置

场区总平面布置的原则：

通过对场区的合理布置，满足各阶段施工需要。

在场区总体平面布置上，首先分为3个大区，即办公区、住宿区、料具存放区，然后根据每一大区域的使用功能，再将其分为若干机组专业功能区域。

通过如此分块划分、整体管理的方式，可有效地对场区进行系统管理，在为日后本工程安全文明现场工地的创建上作出典范。

7.4材料计划及主要机械设备使用计划

（1）水电需要量计划：

需200KW电量，用水量100m3/天

（2）劳动力需要量计划

项目经理：

1人；

技术负责：

1人；

资料管理：

1人；

电工：

1人；

机组人员：

7人/机组×2机组；

后勤：

1人等。

本方案将采用小型的机械组合方式进行施工，注浆设备如下。

设备机具

机械与器具

数量

机械与器具

TXU—75A型钻机

2台

旋转二重管

ZBSB双液变量注浆泵

2台

注浆液混合器

SJY—双层立体式搅机

1台

8.工期计划

拟根据试验效果确定进度。

9.关键工序与质量保证措施

9.1关键工序

（1）钻孔施工：

成孔前，应严格按照施工布置图，布好孔位。

钻机定位要准确。

（2）配料：

采用经计量准确的计量工具，严格按照设计配方配料。

（3）注浆：

注浆时，应严格按照顺序分布进行施工。

当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时，应立即停止注浆。

每段注浆量应严格设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。

（4）注浆完成后，应采用措施保证不溢浆、跑浆。

（5）每道工序均要安排专人，负责每道工序的操作记录。

（6）整个注浆施工应密切注意和防止地面出水溢浆、隆起等情况，加强对施工地段的沉降观测。

9.2质量保证措施

（1）成立工程项目经理负责人质量管理小组，完善质量保证体系的质量管理责任制，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，由责任性强、经验丰富的工程师担任质量控制人员，实施监督检查，保证工程质量。

（3）加强现场施工材料管理，严格执行进料检验程序，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，并将所有材料的合格证、材质单及复检单存档。

（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，使之成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。

9.3质量问题的处理

如发生质量问题，立即口头上报监理，并在4小时内递交有关质量问题的书面详细报告，包括时间、部位、细节描述、产生原因等。

9.4.技术资料

施工项目经理部在施工过程中负责收集、整理各种原始资料和记录，并及时上报监理。

按照国家有关标准和要求，完成技术资料的分类、归档工作。

10.安全生产保证措施

10.1安全生产目标

强化安全生产管理，通过组织落实、责任到人、定期检查，杜绝死亡事故，确保无重大工伤事故。

10.2安全管理方针

贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产工作方针，认真执行国务院、建设部、以及地方关于建筑施工企业安全生产管理的各项规定，把安全生产工作纳入施工组织设计和施工管理计划，使安全生产工作与生产任务紧密结合，保证职工在生产过程中的安全与健康,严防各类事故发生，以安全促生产。

10.3安全管理制度

（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验运转，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，必要时要事先通知，待注浆完成并冲洗后才可停水停电。

（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配制安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。

我院施工现场具体安全措施及管理规定，有详细系统的文字资料，这里不做详细说明。

（具体措施见《施工规定》）。

10.4安全管理工作

（1）项目经理负责整个现场的安全生产工作，严格遵照施工组织规定的有关安全措施组织施工。

（2）技术负责人要检查作业队、专业配属队伍，认真做好分部分项工程安全技术书面交底工作，被交底人要签字认可。

（3）在施工过程中对薄弱部位、环节要重点控制，特别是施工设备从设备进场检验、安装及日常操作要严加控制与监督。

凡设备性能不符合安全要求的一律不准使用。

（4）防护设备的变动必须经项目经理批准，变动后要有相应有效的防护措施，作业完后按原标准恢复，所有书面资料由经理总监保管。

（5）对安全生产设施进行必要的合理的投入。

重要劳动防护用品必须购买定点厂家的认定产品。

（6）分析安全难点，确定安全管理难点在每个大的施工阶段开始之前，分析该阶段的施工条件、施工特点、施工方法，预测施工安全难点和事故隐患，确定管理点和预控措施。

10.5施工人员行为控制

（1）进入施工现场的人员必须按规定戴安全帽，并系下颌带。

戴安全帽不系下颌带视同违章。

（2）凡从事2米以上无法采用可靠防护设施的高处作业人员必须系安全带。

安全带应高挂低用,不得低挂高用,操作中应防止摆动碰撞,避免意外事故发生。

10.6临时用电安全管理

（1）坚持电气专业人员持证上岗，非电气专业人员不准进行任何电气部件的更换或维修。

（2）建立现场临时用电检查制度,按现场临时用电管理规定对现场的各种线路和设施进行定期检查和不定期抽查，并将检查、抽查记录存档。

（3）施工现场临时用电的架设和使用必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）的规定。

（4）检查和操作人员必须按规定穿、戴绝缘鞋、绝缘手套；必须使用电工专用绝缘工具。

（5）现场采用双路供电系统，确保电源供应。

临时配电线路必须按规范架设，架空线必须采用绝缘导线，不得采用塑胶软线，不得成束架空敷设，也不得沿地面明敷设。

（6）施工机具、车辆及人员，应与内、外电线路保持安全距离。

达不到规范规定的最小距离时，必须采用可靠的防护措施。

（7）配电系统必须实行分级配电。

现场内所有电闸箱的内部设置必须符合有关规定,箱内电器必须可靠、完好，其选型、定值要符合有关规定，开关电器应标明用途。

电闸箱内电器系统须统一式样、统一配制,箱体统一刷涂桔黄色，并按规定设置围拦和防护棚，流动箱与上一级电闸箱的联接，采用外插联接方式（所有电箱必须使用局集团定点厂家的认定产品）。

（8）工地所有配电箱都要标明箱的名称、控制的各线路称谓、编号、用途等。

（9）应保持配电线路及配电箱和开关箱内电缆、导线对地绝缘良好，不得有破损、硬伤、带电体裸露、电线受挤压、腐蚀、漏电等隐患，以防突然出事。

（10）独立的配电系统必须按部颁标准采用三相五线制的接零保护系统，非独立系统可根据现场的实际情况采取相应的接零或接地保护方式。

各种电气设备和电力施工机械的金属外壳、金属支架和底座必须按规定采取可靠的接零或接地保护。

（11）在采用接地和接零保护方式的同时，必须设两级漏电保护装置，实行分级保护，形成完整的保护系统。

漏电保护装置的选择应符合规定。

（12）为了在发生火灾等紧急情况时能保证现场照明不中断，配电箱内的动力开关与照明开关必须分开使用。

（13）开关箱应由分配电箱配电。

注意开关箱内的用电设备不可一闸多用，每台设备应有各自开关箱，严禁一个开关电气控制两台以上的用电设备（含插座），以保证安全。

（14）配电箱及开关箱的周围应有两人同时工作的足够空间和通道，不要在箱旁堆放建筑材料和杂草、杂物。

（15）电动工具的使用应符合国家标准的有关规定。

工具的电源线、插头和插座应完好，电源线不得任意接长和调换，工具的外绝缘应完好无损，维修和保管应由专人负责。

（16）电焊机应单独设开关。

电焊机外壳应做接零或接地保护。

施工现场内使用的所有电焊机必须加装电焊机触电保护器。

接线应压接牢固，并安装可靠防护罩。

焊把线应双线到位，不得借用金属管道、金属脚手架、轨道及结构钢筋作回路地线。

焊把线无破损，绝缘良好。

电焊机设置地点应防潮、防雨、防砸。