地道周边土体加固保护.doc

1、中河北段综合整治与保护开发工程02标 施工专项方案中河北段综合整治与保护开发工程02标（地道周边土体加固保护）专项方案编制：审核：中铁二十四局集团浙江工程有限公司中河北段综合整治与保护开发工程02标项目部2011年3月目 录一、工程概况3二、工程地质及周边建筑物情况31、工程地质32、水文地质53、周边建筑物情况5三、施工影响分析6四、土体加固保护方案选择6五、土体加固保护施工方法7五、主要施工工艺8、注浆施工8、施工监测12六、质量保证措施17七、发生意外情况的处置措施17地道周边土体加固保护专项方案一、工程概况中河-河坊街地道位于中河与河坊街、高银街交叉口。地道西侧沿河坊街下穿中河路、中河

2、。地道总体布置呈“T”字形，过河坊街、高银街交叉口设置1#出入口和施工竖井，中河东侧绿化带内河坊街两侧设置两个出入口，在中河中路与河坊街交叉口下部设置一个5m8m的管理房。地道总长165.6m，暗洞长69.5m，主通道结构净宽6.2m，结构净高3.0m，覆土厚度为7.7m。地道1#出入口和施工竖井采用1000钻孔咬合桩围护，地道暗挖采用小导管注浆加固地层的“浅埋暗挖法”施工，施工采用CRD工法分6部进行施工，每部环形开挖预留核心土，并封闭成环自成支护体系。对开挖轮廓线外周边2内的地层采用MC系列注浆材料-水玻璃双液浆、开挖范围内的核心土采用普通水泥-水玻璃双液浆进行超前预加固。二、工程地质及周

3、边建筑物情况1、工程地质根据2011年2月24日“岩土工程勘察报告（补充勘察阶段）”资料，在河坊街地道1#出入口处进行岩土勘察，本次补充勘察范围内地层可分为8大层，细分为9亚层，自上而下描述如下： -1 杂填土： 灰黄、灰褐色，稍湿，松散。主要由砖块、瓦片、碎石及粘性土组成，ZK17孔上部20cm为沥青砼路面、下部为回填块石路基，该层土质不均，碎石及砖块约占50%。层厚1.606.20m。-1 砂质粉土：灰黄色，湿，稍密-中密状，。薄层状，切面粗糙，含云母及氧化物斑点，局部为粘质粉土，干强度低，低韧性，摇振反应迅速。层顶标高0.203.76m，层厚1.908.80m。-2 砂质粉土：灰-灰黄色

4、，湿，中密状。稍具层理，切面粗糙，含云母碎屑及少量有机质，局部粘粒含量高，为粘质粉土，干强度低，低韧性，摇振反应迅速。层顶标高-5.70-1.70m，层厚0.705.80m。-2夹 粉质粘土夹角砾：灰色，可塑中密,局部含软塑状粘性土，切面粗糙，干强度中等，中等韧性，含砾约为20%40%，粒径0.22cm为主，最大粒径达7cm。该层局部分布，层顶标高-5.66-4.04m，层厚01.80m。 淤泥质粉质粘土：浅灰-灰色，软塑-流塑。切面较光滑，见氧化铁斑点及少量有机质，局部为粉质粘土，干强度高，韧性高，无摇振反应。该层局部分布，层顶标高-10.66-6.14m，层厚03.90m。 粉质粘土：灰黄

5、色、浅灰色，软塑，局部为软可塑。无层理，切面光滑，含有机质及铁锰质氧化物，局部为粘土，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。该层局部缺失，层顶标高-10.36-6.14m，层厚07.00m。 粉质粘土：灰色，流塑，局部软塑。切面较光滑，含有机质及贝壳，局部孔内贝壳含量较高，局部为淤泥质粉质粘土。干强度较差，中等韧性，无摇振反应。该层局部缺失，层顶标高-14.70-13.53m，层厚010.10m。 粘土：青灰-灰黄色，软可塑硬可塑。切面较光滑，见氧化铁斑点，局部为粉质粘土，干强度较高，韧性较好。无摇振反应。该层局部缺失，层顶标高-24.68-15.86m，层厚08.00m。 粘土：灰色，流塑-软塑

6、。切面较光滑，含有机质，局部含有较多生物贝壳，局部为淤泥质粘土，干强度中等，中等韧性，无摇振反应。该层局部分布，层顶标高-29.06-29.06m，厚度4.30m。场地地层分布及变化情况详见工程地质剖面图、地层分布统计表。根据地质资料，本工程地道暗挖通过的地质层为层砂质粉土。场地表层为填土层，厚度较大，呈松散状，局部水泥路面、沥青路面，填土内分布有块石、条石、混凝土等大量杂质，根据初步了解，勘探范围内可能存在古河道，古河堤含有大量的块石和条石，对地道暗挖影响较大。 2、水文地质本场地地下水主要为第四纪孔隙潜水。场地水文地质条件较为稳定，在钻孔内测得其埋深在地表下约3.30米，该层潜水主要受大气

7、降水和地表水补给，地下水位随季节性变化较大，常年水位变化为0.51.5米。根据附近水文资料，丰水期地下水接近地表。根据现场地道已施工段的实际施工情况，场地层填土层与-1砂质粉土层的交界面处地下水量较为丰富，开挖时透水量较大。3、周边建筑物情况河坊街与高银街交叉口周边建筑物较多，且距离地道较近。高银街北侧为多益处酒家（3层砖混结构），距地道暗挖结构17米；河坊街南侧都为木结构房屋，距地道结构713米，房屋年代久远，且基础为浅基础，立柱为木结构，局部木结构已出现裂缝。三、施工影响分析以往的理论研究和施工实践均表明，在地下工程施工过程中，势必对基坑内、外进行地下水降水，从而使隧道基坑内及基坑附近的地

8、下水位下降后产生地表沉降。地层应力状态的改变将直接导致结构产生位移和变形，同时也会对地表及周边环境造成一定的影响。当这种位移和影响超出一定范围，必然对结构产生破坏，并影响到上方地表和临近建筑的安全使用。本工程通道采用暗挖法施工，并下穿交通繁忙的中河路及中河高架桥，出入口采用明挖法施工，周边建筑物较多。如何保证施工不影响这些构筑物的正常使用，如何做到“未雨绸缪”，是本次方案的重点。为此，根据2011年2月25日“杭州市市政公用建设开发公司/杭州市市区河道整治建设中心”会议纪要精神，对地道1#出入口周边土体加固进行特殊保护，特制定本方案。四、土体加固保护方案选择周边土体加固保护常用树根桩、旋喷桩或

9、注浆进行加固土体、止水，根据施工经验及地质情况，树根桩遇块石等障碍物就无法钻进，且树根桩钻进深度一般在15米左右，不能满足暗挖深度。旋喷桩施工时，产生的浆液量大，噪音大，机械占用面积大，对文明施工及周边交通影响也大。注浆施工能够实施定向、定量、定压注浆，施工产生的浆液量小，具有渗透力强的特点。通过比较，我们对地道西侧洞口5m宽范围和地道外侧4m宽范围采用地表垂直深层双液注浆进行加固土体。五、土体加固保护施工方法1、地道周边土体加固保护为了确保地道施工安全，确定先对地道西侧洞口5m宽范围和地道外侧4m宽范围采用地表垂直深层双液注浆进行加固土体，以形成能对地道起到保护作用的隔离层。注浆间距40cm

10、梅花型布置，注浆底标高控制在地道开挖面以下5m位置，顶标高控制在地面以下2m位置，施工过程中如遇管道等障碍物可适当斜打调整位置。降水管井随注浆进度紧跟施工，在地道暗挖段开挖轮廓线两边3.0m处增设双侧单排159mm钢管井(成孔300mm)降水处理，管井间距一般控制在3m，视现状地下管线位置可设当进行调整。地道暗挖施工在注浆加固及降水管井完成后进行，在施工过程中，为防止建筑物下沉，在地道与建筑物间设置回灌井，采用6m长直径159mm钢管，间距1m布置。详见建筑物保护平面布置图。2、地道内部加固保护通过注浆加固和地道内部支撑的加强，控制土体少变形。竖井及U型槽坑内设置深井降水，固结基坑的土体。在基

11、坑开挖过程中，随时检查咬合桩的质量，一旦发现咬合桩有裂缝渗水、有孔洞、分叉等现象，则及时进行补漏以防小股渗水发展为大股漏水，从而使基槽外侧产生土体沉降、变形等现象。暗挖施工前在原设计施工图基础上加密超前小导管,在环向40cm长4m的小导管中间增设一道6m长小导管进行加密支护(注浆要求同施工图中隧-31)，故小导管环向间距调整为20cm，且小导管搭接长度为：1m和3m。进行加密注浆后，可有效的预加固暗洞周边土体。3、建筑物监测保护在靠近地道的建筑物上共计布设多个个房屋变形观测点，测点布设采用直接标识法。（即直接在建、构筑物上打设变形观测钢钉、施工完成后清除补平），通过测量变形点的变形值，来反算房

12、屋的变形情况，特别是不均匀沉降值的分析，根据设计要求对钢筋砼结构的建筑物倾斜值控制标准不大于3.0，对砖木结构的建筑物倾斜值控制标准不大于3.5。在隧道咬合桩以外与建（构）筑物之间设置基坑测斜观测孔，通过周围土体的变位及变形情况来分析对建（构）筑物的影响程度，土体水平位移不大于30mm为控制标准。通过第三方监测，及时做好房屋跟踪注浆。4、通过上述措施结合，控制地面的沉降或控制地面沉降在允许范围之内。从而达到对周围的建、构筑物不构成危害之目的。五、主要施工工艺、注浆施工1、注浆材料采用MC超细水泥+水玻璃+外加剂。2、浆液配比超细水泥水玻璃无收缩双液浆原材料：1520um超细水泥，35 Be以上

13、水玻璃，外加剂。浆液配比：A液：水玻璃浆，浓度35 Be。B液：水泥浆，水灰比（1.251.5）：1，外加剂掺量占水泥用量的22.5%。A液、B液的体积比为1：1。3、注浆参数、注入率注入率是注入预定土层范围内浆液量Q（m3）与预定注入范围地层总体积V（m3）的比值，其大小直接影响浆液固结物产生压密现象的程度。从实践经验可知，该工程注入率30%左右效果较好。、注入速度一般情况下，速度低效果较好，但通常需兼顾有效利用对地层及邻近构造物没有影响的注入压力、经济效益等因素，综合考虑注入速度。具体数据见表。 单位时间喷射量（注入速度：L/min）注入方式标准速度一般的范围二重管无收缩双液浆14820、

14、注入压力在对地层、地下埋设物及邻近构造物没有影响的前提下，提高注入压力可得到较好的效果。注入压力不仅由覆盖土厚度因素确定，还应考虑周围环境等因素。由现场土质及以往经验实践，经分析后确定注入压力为：预注P=0.52.0MPa；补注P=1.01.5MPa。、注入量注入量可由下式计算：Q=V；=n（1+）式中：Q为注入量（L）；为注入率；V为加固土的体积（L）；为填充率；为损失系数。通常（1+）=0.80.95，因土质条件不同差异极大，该工程取值为0.10.3。初步计算本工程注浆体积为8245m3，具体注浆量按实际发生监理确认为准。、注浆孔布置注入孔的布设按附图所示。综上所述，注浆参数如表所示。二重

15、管注浆参数表序号参数名称参数值1孔位布置0.8m2浆液凝胶时间60120s3浆液扩散半径0.350.6m4注浆速度820L/min5注浆分段长度0.30.5m6注浆压力0.52.0MPa4、注浆工艺控制、施工工艺流程二重管无收缩注浆加固的工艺流程如下图。 二重管无收缩注浆工艺流程图2、注浆工艺控制二重管钻机采用特殊的端头混合器和二重管注入方式。钻孔时，清水从端头混合器端点送出，利于钻孔；钻孔到所定深度，端点关闭进行横喷射切换，用注浆泵将双液浆分别压入外管和内管，并在端头混合器内混合后进行横向喷射，使注浆能浸透到地层中；如图 所示。 二重管钻机成孔、注浆原理示意图（1）钻孔：开钻前，严格按照施工布置图，布好孔位。钻机定位、钻杆角度要准确。从不同角度钻进，要求孔位偏差不大于2cm，入射角度偏差不大于1；钻孔前调整钻杆的角度并对准孔位后，钻机不得移位及随意起降。钻设第一个