自盾构过车陂村基础加固方案.docx

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自盾构过车陂村基础加固方案

广州市轨道交通四号线北延段【车黄盾构区间】土建工程

车陂村房屋基础加固方案

编写:

　　　　　　审核:

　　　批准：

广东水电二局股份有限公司

广州市轨道交通四号线【车黄盾构区间】工程项目经理部

2０09年　5月30　日

目　　录

一、工程概况及编制依据………………………………………………………3

二、施工方案选择…………………………………………………………………5

三、袖阀管注浆施工工艺…………………………………………………………８

四、施工设备及劳动组织…………………………………………………………9

五、质量及安全保证措施…………………………………………………………1１

一、工程概况及编制依据

1.1、工程概况

广州市轨道交通四号线【车黄盾构区间】土建工程地处广州市中心区东部,位于黄村站~车陂站～车陂南站之间。

黄村站至车陂站区间隧道起迄里程为YCK８＋87６.８00～YCK１0+56３.800,右线长1６87m，左线长1715.588m。

车陂站至车陂南站起迄里程为YCK10+70４.600~YCＫ11+488.150，右线长783．55m,左线长762.233m。

盾构区间线路由黄村站出站后,紧接着下穿广园快速路及广深铁路，随后转向西下穿大观路、东环高速高架桥桩基及广州化工城、东圃工业园等大量既有或在建民用建筑基础,下穿车陂涌后进入中山大道,基本沿中山大道南侧行进，接近车陂路口时接入车陂站;出车陂站后,转向南下穿大量2~5层B类民用建筑,后走行于车陂路下方,与先期实施的四号线车陂南站北端盾构吊出井相接。

黄村~车陂站间最小坡度为2‰,最大坡度为４１.８‰。

在区间最低点的车陂河涌附近设区间泵房，隧道最大覆土厚度为２4.7５m，最小为９．58m。

黄村站~车陂站区间线路线间距为13.８~1５m，线路在平面上包含两组曲线，曲线半径分别为300ｍ和2000ｍ；车陂～车陂南站间最小坡度为2‰,最大坡度为3.０５6‰。

在区间中点附近设区间最低点，并在此设区间泵房及联络通道，隧道覆土厚度最大为18．2５m,最小为9.７2m。

车陂站~车陂南站区间线路在平面上有一组曲线，曲线半径均为3０0ｍ,线间距为1５m。

盾构从车陂站二次始发以后，盾构前进线路情况为：

７0.３8ｍ直线段+６0ｍ直缓曲线段+310.6６8ｍ３０0m小半径曲线段+60ｍ圆缓曲线+282.５02ｍ直线段进入车陂南站。

在３00ｍ小半径线路上面，左线ZDK10+82４.32２～ZDK11+１17.01范围和右线YDK１０+834.9８~YDＫ1１+05.648范围为盾构过车陂村建筑群段。

详见图１。

图1盾构过车陂村建筑物线路平面图

本盾构区间工程沿线地形平坦，地面高程一般为8.8３~11.3４m。

地貌形态为珠江三角洲冲积平原，揭露第四系地层为海陆交互相沉积和冲积砂层，基岩为白垩系碎屑岩地层,地下水位的变化受地形地貌、地层岩性、地下水补给来源等因素控制。

详勘期间揭露沿线地下水稳定水位埋深1.80~3．7０m。

根据详勘资料显示,盾构隧道洞身范围内分布有〈３-2〉、〈５-1〉、〈５-２〉、〈6〉、〈7〉、〈８〉、〈９〉号地层，并以〈７〉、〈８〉、〈9〉地层为主。

隧道洞身围岩主要类别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。

１.2编制依据

《广州市轨道交通四号线黄村至车陂南区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告》;

广州市轨道交通四号线车～黄盾构区间工程施工组织设计;

　广州市轨道交通四号线车~黄盾构区间车陂村房屋地基加固施工图;

④现行国家设计规范、规程及标准。

二、　施工方案选择

车陂村左右线位置隧道地质情况：

车陂村位置隧道埋深在13．6~18.2ｍ之间，洞身地层处于〈7〉、〈8〉、〈9〉地层中,拱顶为6〉、〈7〉地层。

车陂村建筑群桩基础据建筑物调查大部分均处于隧道顶上,距离隧道顶距离最小为６.3m。

由于车陂村昊胜大厦的施工,对附近房屋造成一定的影响，产生了多条裂缝，对地基造成了一定的破坏。

因此为了确保盾构安全通过车陂村危楼,必须对地面进行加固，此处采用袖阀管注浆。

袖阀管布置如车陂村房屋地基加固施工图所示。

根据房屋调查资料及地质条件进行设计，布桩范围均布置两排袖阀管,且梅花型布置，桩长见剖面布置图。

袖阀注浆施工工艺是目前一种处理软性土体压缩性的比较先进的方法。

它能进行定深、定量、分度、分段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆法、压（挤）密注浆法和渗入法浆法的优点,本次袖阀管注浆采用32.5R普通硅酸盐水泥,水灰比为0.7５～1，掺适量减水剂，水泥:

水玻璃浆（体积比）=1：

１～１：

０.3（开始时取大值）。

水玻璃浓度Be/=40,模数M＝2.6。

采用双液压浆系统,双液凝固时间控制在５~１0分钟。

注浆压力0.6～1.２MPａ。

2.1、袖阀管的结构特点

如图2所示,采用塑料管作袖阀管,为了方便地进行灌浆，在袖阀管上一般每隔３３ｃm~35cm钻一组８Φ6mm～8Φ8mm的射浆孔，每组孔的纵向间距6ｃm~10cm,每米袖阀管上钻2～３组射浆孔。

在每组射浆孔外部都包裹有1层橡胶套,橡胶套长度略比每组射浆孔长度长，以包裹住射浆孔为原则。

在把袖阀管放入钻孔时,橡胶套的作用是防止钻孔泥浆或套壳料进入管内;灌浆时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，形成劈裂，而当停止灌浆时,橡胶套又弹回并裹紧袖阀管，防止管外流体进入管内,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。

袖阀管不应有较大的弯曲,内壁必须光滑。

图２　　　　　　　图3

袖阀管上的每组射浆孔，即为一个灌浆段，灌浆头由双塞系统止浆塞和灌浆芯管组成（如图３），每一次灌浆头在袖阀管中上下移动灌浆时,只包含一个灌浆段，亦即灌浆头移动距离与每组射浆孔间距相同。

2.2、　袖阀管灌浆的特点

①灌浆过程具有可控性。

由于骨架效应的存在,劈裂灌浆在土体中形成了复合结构,更由于袖阀管在土体中的存在,使这种复合结构犹如加筋土一般，效果更加明显。

可使用单液浆或双液浆进行灌浆。

④适用范围较广,即适于渗透性较好的土层,又适于渗透性较差的土体。

袖阀管灌浆具有可反复多次灌浆的特点,其劈裂灌浆范围与灌浆压力、时间成正比,而与土体的阻力系数和浆液的浓度反比。

2．３、施工参数设计

钻孔布置:

孔距1.0m。

孔径：

Φ１10mm。

③孔深:

１4m~25m。

水灰比:

0.75~１。

⑤可根据现场实际情况以及所需的凝结时间适当的调整水灰比和双液比例。

注浆施工的原则是“先稀后浓，先慢后快”,司泵工应根据现场注浆的实际情况进行调整。

控制注浆深度:

设计注浆范围为控制注浆深度。

⑧注浆方法：

采用分段、分序、间歇、重复注浆的方法，每次注浆段长度为0.５m。

注浆次数:

由于袖阀注浆一次性注浆难以均匀,据实际施工情况而定次数,一般2～3次,根据现场具体情况确定注浆次数。

注浆设备：

BＷ-150型注浆泵。

2.4、施工技术要求

材料要求：

采用32．5R普通硅酸盐水泥。

钻孔允许偏差:

钻孔为斜孔。

水泥用量:

1000Kｇ／m３~１500Ｋg/m3。

注浆方法；采用分段、多次重复注浆的方式,每一注浆段长度5０ｃｍ。

注浆压力：

注浆压力应适当控制,应保证不发生地面降起、裂缝，最大降起不得超过3ｍm。

压力范围为０.6～1．2MPa,最后一遍注浆的压力应达到不小于1.2MPa。

在注浆过程中,应观察相邻注浆孔的排气、返水、串浆、冒浆等情况，及时做好记录。

若周围注浆孔有串浆时,应停止注浆,12小时后重新注浆。

若周围注浆孔仍没有反应，注浆量过大并超过本身的容积时,应采取“间歇定量分序注浆法”注浆,以控制浆液流失过大，分序为跳孔注浆,定量为每孔每次注一定量,间歇时间为12小时。

作好注浆的原始记录,及时报送业主、监理单位审批签字。

注浆速度:

土体顶、底部速度为15～20L/min,其它位置20~３0Ｌ／miｎ。

注浆量依据搅拌桶的容积，注浆压力来确定。

⑧注浆压力的控制、浆液浓度的变换、注浆控制标准等,可依据注浆段深、帷幕孔的布置、地层渗透条件、砂层吸浆量等情况而定。

每次灌浆完毕后，均应冲洗袖阀管和芯管，以便下次重复灌浆。

施工中应注意，水灰比越大，浆液的沉降析水率越高，分选沉淀性越强,对注浆过程将产生一些不利的影响。

如:

分选沉降堵塞注浆通道,过高的析出水影响注浆效果。

三、袖阀管注浆施工工艺

3.1、施工顺序

如图3所示，袖阀管施工顺序如下:

图　３袖阀管施工工序图

钻孔:

根据设计钻孔至要求深度，开孔孔径Φ110。

②灌入封闭泥浆（即套壳料）。

套壳料一般由膨润土为主,水泥为辅组成,主要用于封闭袖阀管与钻孔孔壁之间的环状空间,防止灌浆时浆液到处流窜,在橡胶套和止浆塞的作用下,迫使灌浆液只在一个灌浆段范围内挤破套壳料（即开环）而进入地层。

套壳料浇注的好坏是保证注浆成功与否的关键，它要求既能在一定的压力下，压开填料进行横向注浆,又能在高压注浆时,阻止浆液沿孔壁或管壁流出地表。

套壳料要求其脆性较高，收缩性要小,力学强度适宜，即要防止串浆又要兼顾开环。

套壳料配合比为（重量比）水泥:

粘土:

水=１:

０.5:

１.2。

套壳料用量（m３）=1．3×π　×（钻孔半径2-袖阀管半径2）×注浆段高度。

套壳料浇注方法：

成孔后，将钻杆下到孔底,用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注浆段。

插入袖阀管

插入袖阀管时，底部要封闭，至设计深度后,从管口注入少量清水,以防袖阀管被顶升并减少弯曲。

袖阀管应保持在钻孔中心。

按要求，控制注浆段下管，充填注浆段下实管,地面预留高度0.20～０．30m。

花管为注浆管,实管为隔离输浆管，并在管内充满清水，检查密封性。

插入注浆芯管

待套壳料凝固后（一般需1~2天时间）,在袖阀管内插入灌浆芯管至预定灌浆段。

⑤开环并开始灌浆。

根据成孔的先后顺序,待套壳料具有一定强度后将6分带双活塞的注浆钢管,从袖管中下到注浆位置，自上而下分段注浆,分段长为0．５cｍ。

3．2、施工要点

为了保证注浆液分层效果，必须注入封闭泥浆。

若需要在同一层土体内分别注入水泥类浆液和化学类浆液时，一般应先注入水泥类浆液。

②塑料单相阀管每一节均应作检查，要求管口平整无收缩，内壁光滑。

注浆芯管的聚氨酯密封圈使用前应进行检查,应无残缺和大量气泡现象，上部密封圈裙边向下，下部密封圈裙边向上，而且要抹上黄油。

所有注浆管接头螺纹均应保持有充足的油脂，这样既可保证丝牙寿命，又可避免浆液凝固在丝牙上,造成拆装困难。

多排孔注浆时，在排序上应遵循先边排后中排、先外围孔后内部孔的原则;同一排上的注浆孔,应采用间隔跳跃式注浆顺序。

四、施工设备及劳动组织

4.1、施工人员组织

现场施工员　　2人

钻机机长　　３人

钻机机手　　　6人

注浆泵操作手６人

杂　　工　３人

电　　工　1人

合计　　2１人

4.2、主要设备

设备名称

型号规格

数　量

成孔钻机

XY－10０型

3台

注浆泵

1５0型

２台

水泥搅拌机

ＳM200

2台

浆　桶

SS４０0

2台

灌浆管、高压胶管、电缆

若干

机具配备：

塑料单向阀管：

管节每节33cm,一端有孔部位外面紧紧地套着橡胶套，覆盖住注浆孔。

钻机:

普通XY-100型地质钻探机。

１50型液压注浆泵：

注浆泵的性能和质量直接影响注浆效果，该泵注浆流量0~50升/分，可以无级调速。

注浆压力可以设定,压力最高为5MPa，并可压注砂粒粒径<5mm的砂浆。

　SM20０拌浆机该拌浆机为外循环式，浆液从桶底抽出，再以高速从切线方向喷射入桶内，高速的粒于相应摩擦碰撞,使浆液很快均匀,并且可将浆液输送入盛浆桶内。

⑤　ＳS４０0搅拌式贮浆桶:

SS400贮浆桶带有低速搅拌装置，可贮存400升浆液,在贮存的同时进行搅拌以保证浆液的均匀性，避免沉淀现象的发生。

DRＣ型双向封隔器注浆芯管:

主要用于压注粘度较大和颗粒直径较大的水泥浆液。

由芯管、压环、宝塔头、聚氨酯密封环和阀头组成。

4.３、工期安排

本次加固施工共需钻孔110根,桩长范围为20m-25m，工程量合计为２３82m，工期30工日,工期20工日,交通改道和交通恢复1０工日,合计工期60工日。

五、质量及安全保证措施

５.1、钻孔质量保证措施

钻孔角度控制在2%的误差范围之内。

钻孔施工记录应详细、完整,对地层情况等数据以及钻孔难易等情况，详细说明。

5.２、注浆质量保证措施

注浆材料严格按照浆液配比配制。

②配制浆液所用的水不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物质,不应使用污水。

浆液应搅拌均匀，搅拌时间在3～5min以上,随搅随用,并应在初凝前用完。

浆液使用前采取过滤措施，清除其中的粗颗粒,以免堵塞注浆管道,影响注浆进度与效果。

注浆过程中应遵循“先稀后浓，慢速均匀”原则进行,以免过早造成对细微孔隙通道的堵塞，影响注浆施工的整体效果。

5.3、安全生产措施

隔离施工场地,在施工场地前后设置醒目的施工标志,作好安全防护标志。

②施工人员进入施工现场,必须遵守有关用电的安全规则。

严格按施工安全规定进行操作。

③必须经常检查管道及接头有无破损，若发现破损，应马上更换,否则因管道破裂或接头没接好，容易造成浆液喷出，造成不必要损失或发生安全事故。

施工中的多余泥浆应集中堆放管理，每天进行清理，严禁泥浆任意排放。

车辆离开施工现场前,必须做好清洗工作，以防影响周围居民生活环境。

⑥做好工人的安全教育工作，安全员要经常检查执行措施,做好事故预防性工作，保障施工工作顺利进行。

对注浆泵及钻机应专人负责使用及保养，防止危害他人。

经常检查所有电源线路，杜绝漏电触电事故发生。

搞好夜间施工照明。

5.４、环境保护措施

钻孔施工时对施工现场进行有效的围蔽，防止施工时产生的泥浆和水泥浆污染周边环境。

降低施工噪音,减少对施工场地周边居民和学校的噪音污染。

５.５、特殊情况处理

灌浆工作必须连续进行，若因故中断，按下列原则进行处理：

①尽可能及时复灌；

　②中断超过3０mｉn,要立即设法冲洗，如冲洗无效,则在重新灌浆前需进行扫孔；

复灌开始要使用最大水灰比的浆液灌注,如吸浆量同中断前相近,即可用中断前的水灰比，如吸浆量减少不多,则浆液逐级加浓；如吸浆量减少很多，且在极短时间内停止吸浆,则认为该段不合格,需采取补救措施。

B灌浆过程中如发现冒浆时,视具体情况采用嵌缝、表面封堵、加浓浆和降低压力等方法处理。

C当灌浆过程中发生串浆时,采取下列措施处理：

①如被串孔正在钻进，立即停钻;

如串浆量不大，可于灌浆的同时在被串孔内通入水流,使水泥浆不致充填钻孔；

当串浆量大时，如条件可能，可与被串孔同时施灌，否则可用浆塞塞于被串部上方1~２m处;

如串浆沿裂缝串得比较远,可采用浓浆施灌。