暗挖隧道全断面注浆施工初步方案.docx
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暗挖隧道全断面注浆施工初步方案
第一章编制依据及编制原则
1.1编制依据
1.1.1郑州220千伏红旗变110千伏送出工程暗挖段主体结构施工图；
1.1.2挖隧道专项施工方案；
1.1.3根据目前我施工单位掌握的现场勘测资料；
1.1.4现行国家、行业相关技术规范、要求、标准及安全、质量、工程验收等方面的地方性法规和行业标准、法律和法规；
1.1.5我单位现有的施工技术、施工管理和机械设备配备能力。
2.1编制原则
2.1.1安全第一的原则在编制中始终按照“关注风险、措施可靠、安全可控”的原则确定施工方案。
并在施工中紧抓落实，确保安全万无一失的前提下组织施工。
2.1.2技术可靠原则根据本工程特点，借鉴类似工程设计、施工和管理的成熟技术，结合我项目部在其它类似工程施工的成功经验的基础上，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。
2.1.3质量保证的原则加强领导，强化管理，建立完整的质量管理体系和控制程序，明确工程质量方针、目标，制定切实可行、有效的工程质量保证措施，施工过程严格进行质量管理与控制，确保工程质量目标的实现。
2.1.4科学配置的原则根据管理目标的要求，在施工组织上实行科学配置，选派有丰富
施工经验的管理人员、技术人员及专业化施工队伍，投入先进、精良的施工设备；确保人、财、物、设备的科学合理配置。
2.1.5以人为本原则建立、健全消防、安全、保卫、卫生、健康体系，以人为本，维护和保障施工人员的安全与健康。
建立职业健康安全管理体系和控制程序并严格执行，保证职工的职业健康和施工安全。
2.1.6注重环保原则
执行ISO14001标准，建设“绿色工地”，实施“环保施工”。
在施工材料的使用、施工机械的配备、施工方案的选择方面与环保要求相结合，确保施工过程对周边自然环境产生尽可能小的影响。
2.1.7风险可控原则对工程的施工风险进行辨识、分析、评估，加强风险管理控制，减小风险发生的概率，对等级较高的风险制定应急预案，减小风险发生时造成的损害。
2.1.8经济性原则在满足施工安全、质量、工期等的要求下，合理安排人、财、物的使用，杜绝浪费，施工过程中对各种资源进行动态调整，做到资本投入的合理、高效。
第二章工程概况
2.1工程概述
本工程位于郑州市中心，区间隧道全长2107.2m，其中暗挖隧道长度365.8m。
目前已完成临时竖井1座，盲洞及渐变段初衬53m，剩余部分为正洞，以及1座施工竖井。
2.2水文地质
已完成隧道全断面土体含水量很大，暂时无法进行施工，必须采取措施降水后才可继续开挖。
暗挖隧道沿农科路向西至文博西路，然后向北至红旗变。
在农科路南侧人行步道上，存在给水管线，该管线年久失修，存在多处破损，已经在路面上形成多处涌水点。
经过对周边商户的调查，此条管线经常、长期破损跑水。
经过沿隧道掘进方向，在地面打探孔得知，地下水位已经上升至地面以下2m的位置，未完成的暗挖隧道已经全部位于水位以下。
第三章施工方案
3.1主要措施
本施工方案设计主要是解决隧道开挖过程中围岩土体的稳定性问题，及控制开挖施工对上部道路、管线及房屋的扰动问题，即在沟道开挖前在沟道前方一定范围内围岩土体进行超前预注双液浆加固处理。
通过注浆填充土体空隙，疏干土体水份，使浆液与土体有机的结合在一起，形成具有一定抗压强度和支承保护能力的复合地基。
确保沟道开挖安全及上部道路、管线及房屋的稳定。
3.2施工方法
注浆施工工艺较多，但根据本工程施工场地等条件，只能采用洞内放射型超前预注浆工艺进行施工，（在地面无法采用垂直钻杆器抽注浆法和扩散式倾斜钻杆器抽注浆法施工时采用）其特点：
不占用地表空间，且不影响交通及地面设施的正常运行。
注浆孔孔深12m，每循环开挖9m，全断面深孔注浆。
由于注浆不能与开挖施工同步进行，故施工循环时间较长。
3.3注浆材料
3.3.1其特性对洞内出水而言，凝结时间快，渗透性好，能够有效充填裂隙，加固地层。
3.3.2凝结时间可调节，可注性好。
3.3.3强度高、止水性好。
3.3.4无收缩注浆液属于安全性、高渗透性的注浆材料，固结硬化时间可根据实际工程需要进行调整。
无收缩注浆液分为超高强度型CW-3A、高强度型CW-3B、普通型CW-3C三种类型。
3.3.5标准双浆液的性质
比重（20℃）
粘度（cps/20℃）
PH值
A液
B液
A+B液
A液
B液
A+B液
A液
B液
A+B液
CW-
3A
1.30
1.05
1.18
18.1
1.8
4.2
1.3
11.5
7.5
CW-
3B
1.26
1.04
1.15
12.0
1.4
4.2
1.5
11.2
7.2
CW-
3C
1.20
1.03
1.12
4.1
1.4
2.4
11.5
1.4
7.2
3.3.6无收缩注浆液标准配比如下表所示
1m3A、C液浆液中材料含量
名称
内容
密度
容积
（L）
质量（kg）
备注
A液
硅酸钠
ρ
=1.37
350
479.5
溶液
稀释剂
ρ=1
200
200
C液
水泥
350kg
按施工时的气温调整水泥掺量
H剂
250
均为混合剂
C剂
200
XPM
50
用量为水泥掺量的8%—10%
1m3A、B液浆液中材料含量
名称
内容
密度
容积
（L）
质量（kg）
备注
A液
硅酸钠
ρ=1.37
360
493.2
溶液
稀释剂
ρ=1
250
250
B液
Gs剂
为多种化学物质的混合剂（500L）
注浆时，将根据现场实际情况选择不同的浆液类型，适当调整配合比，并适当加入特种材料以增加可灌性和堵水性能提高止水效果。
3.4注浆范围及注浆孔分布
加固范围为电力隧道外轮阔向外1.5m范围内全断面，注浆孔布置见下图（注浆加固横断面图和纵断面图）。
采用水平钻机成孔，成孔直径40mm，钻杆直径32mm。
注浆扩散半径按照0.5m计算，孔距设为0.8m。
3.5注浆的分段原则
根据注浆区间轴向长度，结合注浆施工工艺，初定方案：
每循环注浆段长12米，开挖段长9米
3.6主要注浆参数
3.6.1注浆深度12m；
3.6.2注浆孔直径Φ40mm；
3.6.3浆液扩散半径：
0.5m；
3.6.4浆液凝结时间：
60s～180s；
3.6.5注浆压力0.3～0.5Mpa；
3.6.6注浆段长：
12m。
3.7每延米土体加固主要工程量
3.7.1由于浆液的扩散半径与砂层孔隙很难精密确定，为准备注浆材料，本参考图注浆设计根据本线有关隧道工程地质、水文条件和注浆方案以及所选择的注浆材料，进行注浆量的估算。
注浆量的估算公式按下式进行：
Q=Anα（1+β）
式中：
Q总注浆量，m3；
A注浆范围体积，m3；
n孔隙率，%；
α浆液填充系数（0.7-0.9）
β注浆材料损耗系数
设计中,nα（1+β）统称为填充率。
3.7.2注浆量计算：
（1）改良土体土方量：
V体积=43.73m3
（2）根据岩土工程勘测资料分析，并结合类似工程注浆数据，本工程取填充率为30%。
（3）浆液注入量：
43.73m3×30%=13.12m3
（4）根据本工程的特殊性，其开挖后注浆量将以实际注入量计算
3.7注浆工艺及要求
3.7.1工艺流程
3.7.2掌子面封闭
全断面注浆施工前，对掌子面进行封闭处理。
处理采用锚喷钢筋网混凝土进行，并设钢支撑，厚度200mm，必要时可打设锚管，确保注浆时不产生裂纹和隆起。
如下图：
3.7.3工艺要求
定孔位：
根据设计要求，对准孔位，不同入射角度钻进,要求孔位偏差为±3cm，入射角度偏差不大于1°。
钻机就位：
钻机按指定位置就位，调整钻杆的垂直度。
对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。
钻进成孔：
第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。
密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。
每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置应小于30cm。
钻孔和注浆顺序由外向内，同一圈孔间隔施工；
回抽钻杆：
严格控制提升幅度，每步不大于15-20cm，匀速回抽，注意注浆参数变化。
浆液配比：
采用经计量准确的计量工具，按照设计配方配料。
注浆：
采用后退式注浆，注浆孔开孔直径不小于40mm，严格控
制注浆压力，同时密切关注注浆量，当压力突然上升或从孔壁、断面砂层溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。
3.8注浆注意事项
暗挖隧道注浆加固是包含浆液试验与调配、浆液搅拌设备，现场注浆工艺与操作等一整套工序施工法。
其中浆液配置与注入工艺是影响隧道注浆加固效果的两大因素，所以在施工中严格工艺要求，加强专业操作人员培训和技术水平的提高，以适应隧道开挖作业的需要。
浆液在现场配制，配制的浆液与注浆速度相应，浆液必须在规定的时间内用完，不得任意延长停放时间。
注浆时应注意检查各联接管件的联接状态，对注浆速度应严格控制。
本工程暗挖隧道位于主路下方，且有多条地下管线，施工时要严格控制钻孔角度、间距以及注浆压力，保证土方开挖时的安全。
施工时根据地层的实际情况配置注浆浆液以加固土体，防止其坍塌。
注浆时应保持注浆的浆液不外溢。
注浆压力随土层地质做相应调整，不能盲目加大压力或减小压力。
施工前建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。
施工中钻机、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、流量计完好后，方准施工。
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。
安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保连接完好。
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。
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，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。
现场操作人员必须佩戴安全帽、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。
3.9注浆效果检测
注浆施工结束后，通过注浆体内钻孔，用压水、注水或抽水等办法测定土（砂）层的流量及渗透系数，达不到设计要求需进行补充注浆。
检查孔的数目每个循环设2-3个检查孔，检查孔钻取岩芯，观察浆液充填情况，布孔的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有疑问的部位。
通过钻孔，对注浆效果情况进行观察检查，并从注浆体内取出原状样品，进行必要的试验研究，检测样品的密度、结石的性质、浆液充填率及剩余孔隙率，在异地同地质情况下做垂直注浆试验采用挖探取心检查土质的密实度、结石性质、钻孔注浆辐射咬合及浆液充填率。
除钻孔外还可以以现场实际检测弹性纵波速度和动弹性模量来确定加固灌浆的效果。
3.10注浆试验
本工程地下土质多为粉质粘土，为保证注浆达到理想的效果，使本工程顺利实施，施工前首先选择试验段进行注浆试验。
试验段选择在隧道穿越现况道路以外并具有代表性的隧道段。
试验段施工时密切观察土层变化情况，并结合以往施工经验、全断面帷幕注浆工艺施工方法、施工原理，及时了解掌握注浆效果情况，做好详细注浆记录，根据注浆效果及时调整注浆材料、配比、压力、范围。
通过试验段的注浆试验详细掌握注浆效果及经验后，再全面对本工程实施全断面帷幕注浆施工。
第四章施工部署
4.1施工总体目标
4.1.1工程质量目标：
优良。
4.1.2工程进度目标，每循环工期为8天。
4.1.3安全生产目标严格按照国家安全制度和规定，达到“五无”、“一杜绝”及“一创建”的目标。
4.1.4文明施工目标以郑州市及公司有关安全文明要求为标准，确保“达标工地”，
为公司赢得声誉，为业主增光添彩，为环保工作做出贡献。
4.1.5协调目标
做好内外关系协调，结合工程情况充分发挥项目优势，主动争取各方的支持与配合，做到施工一项工程，交一方朋友。
4.1.6内业管理目标技术管理责任明确，技术档案管理微机化，确保内业资料完备、及时、美观、先进和符合各方要求，并做到工程竣工时竣工资料即交验完。
第五章劳动力组织及设备配备
5.1劳动力组织
5.2主要施工设备配置
第六章工程质量保证体系在本工程注浆施工中，应以严格组织管理体系和科学严谨的质量体系来保证工程质量。
6.1质量控制
6.1.1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。
6.1.2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。
6.2工程质量保证制度
6.2.1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。
6.2.2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。
6.2.3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。
6.2.4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。
6.2.5加强与甲方、监理的配合，认真接受指导和监督。
6.3工程质量措施
6.3.1钻孔施工：
开钻前，严格按照施工布置图，布好孔位。
钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于5cm。
钻杆度不得大于1°。
钻孔时，密切观察钻孔进度，如发生涌水情况，应立即停止钻孔，先进行注浆止水（压力应达到0.3～0.5Mpa），并确认止水效果后，方可停止注浆，向前继续钻孔施工。
6.3.2配料：
根据现场不同地质情况选择由A、B液组成的溶液型浆液或A、C液组成悬浊液浆液，应采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。
6.3.3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0.3MPa～1MPa之间，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。
6.3.4注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。
6.3.5每道工序均要按排专人，负责每道工序的操作记录。
第七章安全措施
7.1建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。
7.2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。
7.3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。
7.4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。
7.5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。
7.6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。
7.7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。
7.8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。
第八章注浆效果检测及辅助措施
8.1注浆施工结束后，通过注浆体内钻孔，用压水、注水或抽水等办法测定地基的流量及渗透系数，不合格者需进行补充注浆。
检查孔的数目约为总注浆孔数的5～10%，布孔的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有疑问的部位。
在防渗注浆工程中，这类检测是一种重要的和基本的手段。
对加固注浆而言上述水力物理性虽不能直接反映加固效果，但至今仍旧被广泛的当作一种参考指标，因为吸水量大小与地基的密度和强度之间存在着一定的关系。
8.2通过钻孔，从注浆体内取出原状样品，送实验室进行必要的试验研究。
实践经验证明，通过这类检测可得出下述几项重要的物理力学性能指标，据此能对注浆效果作出比较确切的评价:
（1）样品的密度；
（2）结石的性质；
（3）浆液充填率及剩余孔隙率；
（4）无侧限抗压强度及抗剪强度；
（5）渗透性及长期渗流稳定性；
8.3采用挖探或其他方法检验止水加固效果。
8.4辅助措施
根据该工程的特点和难点，以及地下工程的不可预见性，在工程施工中难免存在不尽人意的地方，因此，在施工过程中，还应采取如下措施：
（1）加强对现况管线及房屋的监控，及时反馈信息，以便指导注浆施工及时对工艺参数进行合理调整，确保现况管线及房屋的相对稳定。
（2）在开挖过程中加强对前方的探水，发现问题及时采取小导
注浆工艺进行工艺补救（类似工程中采用效果较好）
（3）初支施工时，预留一定数量的注浆量，在必要时可通过补
偿注浆控制现况管线及房屋的情况，确保其相对稳定。
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