一、施工现状
安蒲区间下穿既有 5 号线蒲黄榆站施工成败在于沉降控制,本工程采用了深孔注浆超前加固的式,注浆效果好坏将决定沉降控制情况。
二、施工前准备工作
1、人员准备
穿 5 号线既有车站深孔注浆劳动力计划安排表
人员 数量(人) 说明 备注 现场主管 现场注浆作业主管及与项目部之间的 1 协调 带班 2 每个班 1 人 电工 1 项目部安排 操作人员、机械 操作手及电工持 证上配浆人员 每个班 2 人,施工前必须重点教育培 4 训,主要是硫酸使用及防护。 岗; 注浆人员 20 每个班 10 人 合计 28人 2 、机械准备
穿 5 号线既有车站深孔注浆机械设备计划表
机械及器具名称 型号 数量 备注 钻机 TXU-75A 3 1台备用 双层立体式搅拌机 SJY 2 注浆泵 SYB—60/160 3 1台备用 旋转二重管 42mm 50 m 浆液混合器 8 钻头 4 注浆计量桶 250L 8 带有标尺刻度 压力表
6Mpa 20 使用前需进行检测标定 图一:施工机械配置 方
3、材料准备
Na2SiO3·9H2O(水玻璃);H3PO4(磷酸);水泥;水; Gs 注浆堵漏灵;冰醋酸
三、施工工法
(深孔二重管后退式注浆) WSS工法施工。
3.1 加固里程范围: 3.1.1 试验段划分
根据下穿 5号线特级风险源专项设计图纸,在 :左K22+435~ 449.595 ,右 K22+435~449.200 靠 近新建车站采用台阶法施工;在:左 K22+404.634~435,右 K22+404.247 ~ 434 下穿 5 号线蒲黄榆
站里程段采用“ CRD”工法施工。
为了落实专家意见, 将左线 K22+435~ K22+449.595 里程段设置为试验段。 并将试验段分成三段, 采取三种不同的深孔注浆方案,若第一、二种方案实施过程中,安全质量及沉降难以控制则采取第 三种方案。三种方案分别为:
( 1)第一段: K22+444.595 ~ K22+449.595 ,该段长度为 5m,进行半段面注浆。
第一段试验段只对上断面进行深孔注浆,钻杆打设深度为 5m,打设角度与掌子面垂直,注浆范 围为掌子面上台阶拱顶标高以上 3m及拱顶下部 2252mm外轮廓 5m 以内。
( 2)第二段: K22+439.595~K22+444.595 ,该段长度为 5m,进行全断面注浆,注浆范围为: ①拱顶以上 3m范围, ②仰拱以下 3m范围③拱顶及仰拱之间及外轮廓 5m以内。 注浆完成后形成一个 闭合止水加固环。试验段第一段注浆完成后,暂不开挖下台阶,上台阶只开挖 进行试验段第二段深孔注浆。
5m后就封闭掌子面,
图三:试验段第二段深孔注浆断面图
试验段第二段上台阶注浆除了向掌子面垂直钻孔注浆外,还需向初支外轮阔斜向注浆,保证上 台阶初支外轮廓外 5m 以内底层加固良好。下台阶直接从车站通道侧墙垂直注浆,每次钻孔深度为 10m,每个孔循环注浆后退 5m后就停止注浆。见图九。
图四:试验段第二段及第三段深孔注浆纵剖面图
( 3)第三段: K22+435~ K22+439.595 ,该段长度为 4.595m。在上台阶开挖 10m,下台阶开挖
5m后便封闭上下掌子面进行试验段第三段深孔注浆。注浆范围在第二段的基础上增注两个隧道之间
的土层。详见图十。
图五 : 试验段第三段深孔注浆断面图
试验段第三段注浆范围较大,必须重点控制钻杆打设角度,所有注浆孔位都必须提前放好,并 对现场工人做好技术交底,明确每个孔位的打设深度、角度及注浆终止压力。
第三段上台阶深孔注浆可参考第二段,下台阶注浆可在第二次注浆时一次性完成,便于注浆范 围的掌控。
3、注浆加固步骤:
深孔注浆每次施工 12m,完成深孔注浆后,每榀配合超前小导管注浆开挖 子面止浆加固岩盘;加固圈包含上半断面和开挖轮廓线外放 孔包括多角度注浆孔和单角度注浆孔。 10m,中间 2m作为掌
2m及临时仰拱以下 0.7m 的区域;注浆 4、深孔注浆参数 ① 浆液类型: AB 液体(改性水玻璃) 。 ② 浆液扩散半径:深孔注浆为 R=500mm,注浆孔环向间距:约 500mm,在洞内对于注浆范围不易 控制的地方可以适当加密钻孔注浆,保证注浆效果。 ③ 注浆压力:对深孔注浆的初压为 0.3~0.75MPa ,终压为 1.5MPa,在终压状态下当每分钟进浆 量小于 3L 或注浆压力在终压状态逐步升高可停止注浆。 ④ 注浆后土体无侧限抗压强度与抗渗系数:无限抗压强度不低于 0.8MPa, 渗透系数不大于 1× 10-6cm/sec 。 ⑤ 注浆后至少等 8 小时后方可以开挖。 ⑥ 在确定实施前,应在上导洞初支内环钻 5~6 个超前探孔,以探明地下水情况。 ⑦ 注浆孔布置由工作面向开挖方向呈辐射状,钻孔布置成圆,现场可适当调整,以保证注浆充 分,不留死角为原则。 (3)其他技术措施 ① ( 2)中的注浆参数仅为正式注浆施工前的注浆试验建议值,正式注浆施工前,应选取相同地 质段进行注浆试验。 ② 根据区间穿越的不同地层优化浆液配比、注浆压力、注浆量等参数,以确保针对不同地层的 注浆效果。 ③ 注浆效果检查:注浆试验段完成后,对掌子面加固后的土体取芯观察。 ④注浆各参数应根据“先试验后施作”的原则进行,以便选取与地层相适应的注浆参数,注浆 过程中应加强监测和记录,同时注浆完成后应对注浆效果进行检测。 (4)其他加固措施
① 加固段范围内格栅纵向间距加密至 0.5m ,提高初期支护刚度。
② 深孔注浆效果不好时, 超前小导管对深孔注浆盲区进行补充注浆, 加固范围内断面拱部 150° 范围内(打设角度为 10°~15°),打设单排小导管,小导管采用 φ 32×3.25mm普通水、煤气管,小 导管长度根据与既有车站结构进行现场调整,环向间距为 0.3m。
③ 增设临时仰拱, 采用Ⅰ 22a工钢,纵向间隔同格栅间距, 设置Φ22纵向连接筋, 环向间距
1m,
L=0.72m,内外双层交错布置,单层 φ6,150 ×150mm钢筋网片, C20喷射混凝土,厚度为 0.3m。
注浆范围设计:
深孔注浆位置为加固段上台阶,根据左、右线设计孔径打设。每次加固长度为
12m,相互搭接
2m(止浆段) ,每次开挖支护长度为 10m,循环进行。
为了保证深孔注浆外环加固厚度,一定要控制好外环注浆管的外插角。 注浆压力根据隧道覆土厚度计算并结合施工经验确定,一般为 般为 20s~30min ,待 8 小时后再进行开挖。
加固范围可根据施工现场情况进行局部调整, 设计图纸中 2m是最基本的加固范围, 若遇拱顶渗 水较大时,将注浆扩散范围调整至
0.3 ~ 0.75Mpa。浆液凝结时间一
2.5m,以确保注浆效果和施工安全。根据专家论证意见,在下穿
一级风险工程时,邻近楼房一侧应适当扩大,临时仰拱以下部分应加固成对称“门”字型。
因注浆压力较大,注浆前必须将掌子面封堵牢固,掌子面封闭必须全部挂网,且用小导管将网 片与拱架焊接牢固,再进行喷射混凝土,混凝土喷射厚度为
四、浆液配比及性能
浆液配比:注浆材料通常使用配合比如下表:
40cm。
A液 硅酸钠 100L 水 100L B液 Gs 剂 8.5% P 剂 4.5% H 剂 6.7% C 剂 7.1% C液 水泥 42% H 剂 4.6% C 剂 3.2% 水 水 200L 200L 注:溶液由 A、B液组成;悬浊液由 A、 C液组成
200L 注浆时, 可根据现场实际情况适当调整配合比, 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。
根据 WSS工法, AB液为以硅酸钠(水玻璃)与磷酸( H3PO4)为主要材料的纯化学浆液, AC 液 为以以硅酸钠(水玻璃)与水泥为主要材料的混合浆液,由于加固段主要为砂、卵石层,该地层本 身稳定性较差,可注性较强,因此选用
AB液 做为主要注浆材料。
注浆时, 可根据现场实际情况适当调整配合比, 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(如增加堵漏灵,可增强止水效果) 。
五、注浆量 由于浆液的扩散半径与砂、卵石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。
体积法:按《第三项目管理中心图纸核算原则》 (2012.2.23 修改) P4页土体加固注浆计算公式 进行计算:
Q=Vn ×α× β
V —注浆土体体积
n —地层孔隙率 , 孔隙率暂取 0.41 ;
α—地层填充系数,取 0.8 ; β—浆液消耗系数;取 1.1 。 Q=Vn
×α×β=50.75 ×0.41 ×0.8 ×1.1=18.31m3/m
六、施工工艺及流程
( 1)施工工艺流程
深孔二重管后退式注浆( WSS工法)注浆施工工艺流程如下图所示。
( 2)主要施工方法及技术措施 ① 定孔位 :根据设计图纸要求,提前标注好孔位,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°。 ② 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。 ③ 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 圈孔间隔施工。 ④ 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。 ⑤ 浆液配比 :采用经计量准确的计量工具,按照设计配方配料。 ⑥ 注浆 :注浆孔开孔直径不小于 73mm,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。土、砂层容易造成坍孔时,采用前进式注浆,否则采用后退式注浆。 ⑦ 注浆完成后,应由技术员、试验员组织监理对注浆效果进行检验、验收并及时形成注浆记录。 ⑧ 每道工序均要安排专人,并做好施工记录;每隔 5 分钟记录一次注浆压力、流量值及串、漏 浆情况。注浆全程应有施工员现场指导检查及监理旁站。 ⑨ 严格执行质量验收标准,保证工程质量合格。本工程二重管无收缩双液注浆质量标准如下表 所示。 七、深孔注浆质量保证措施 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 3cm,钻杆角度不得大于 1°。 配料:采用准确的计量工具,严格按照设计配方配料施工。 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 30cm。钻孔和注浆顺序由外向内,同一 0.2 ~2MPa,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。 每道工序均要安排专人,负责每道工序的操作记录,并三方签字。 严格执行质量验收标准,保证注浆质量合格。本区间二重管无收缩双液注浆质量标准如下表所 示。 二重管无收缩双液注浆工法质量标准表 内容 孔位偏差 孔距偏差 钻杆垂直度 标准 ± 20 mm ± 100mm 内容 注浆压力 注浆量(暂定) 提升幅度 标准 ±5% 5-8% ±5mm <1% 八、数据采集 深孔注浆施工必须严格按照项目部的深孔注浆记录表格填写,记录每个孔位的注浆时间、注浆 量及注浆效果。 根据左右线试验段注浆完成后的开挖效果要对注浆参数进行调整,调整的原则: 1、若开挖过程中,拱顶土体的稳固性较好,但仍有渗水,需在原浆液的基础上增加堵漏灵或采 用 AC液; 2、若开挖过程中,土体的稳固性较差,则将 AB液调整为 AC 液。 3、开挖时随时观察拱顶及两侧土体的加固范围(观察法或洛阳铲取芯法) ,若加固范围不能保 证开挖安全,则需加大注浆量,增大注浆压力。 审核人 交底人 日期 接受 交底人 1、 本表由施工单位填写,交底单位与接受交底单位各保存一份。
2、当做分项工程施工技术交底时,应填写“分项工程名称”栏,其他技术交底可不填写。
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