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文檔簡介

新建隧道復(fù)合注漿加固施工方案一、工程概況1.1地質(zhì)條件分析本隧道穿越地層主要為三疊系板巖與灰?guī)r互層結(jié)構(gòu),地質(zhì)勘察顯示存在三組典型地質(zhì)構(gòu)造:①走向71°的高角度節(jié)理(傾角85°),裂縫寬度0.2-2mm,方解石脈填充;②走向164°的緩傾角節(jié)理(傾角50°),裂縫寬度0-5mm,節(jié)理面粗糙;③K7+652段發(fā)育14×17mm串珠狀溶洞,巖體完整性指數(shù)Kv=0.35-0.55,地下涌水量達(dá)7000-8000m3/d。根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),該段圍巖屬于Ⅴ級(jí)軟弱破碎地層,需采用復(fù)合注漿工藝進(jìn)行超前加固。1.2工程技術(shù)參數(shù)隧道設(shè)計(jì)開挖斷面為12.5m×8.8m(寬×高),注漿加固范圍包括:超前預(yù)加固:掌子面前方7.5m范圍形成止水帷幕徑向加固:初期支護(hù)后3m范圍內(nèi)圍巖改良回填加固:初期支護(hù)與二次襯砌間空隙填充設(shè)計(jì)要求注漿后圍巖滲透系數(shù)降至1×10??cm/s以下,單軸抗壓強(qiáng)度提高至6MPa以上,地表沉降控制在15mm內(nèi)。二、注漿材料選擇與配比設(shè)計(jì)2.1材料組合方案根據(jù)地層特性采用"三級(jí)注漿體系":2.1.1水泥基材料P.O42.5R普通硅酸鹽水泥:用于回填注漿,細(xì)度模數(shù)320m2/kg,初凝時(shí)間≥45min超細(xì)水泥:用于微裂隙處理,粒徑D90=8μm,比表面積≥800m2/kg硫鋁酸鹽水泥:用于快速堵水,3d抗壓強(qiáng)度≥42.5MPa,初凝≤30min2.1.2化學(xué)漿液水玻璃:模數(shù)3.2-3.4,波美度40Be',稀釋至15Be'使用水泥-水玻璃雙液漿:體積比1:0.6-1:1,膠凝時(shí)間15-300s可調(diào)2.1.3添加劑減水劑:萘系高效減水劑,摻量0.5%-1.0%速凝劑:鋁酸鈣系,摻量2%-4%膨脹劑:鈣礬石型,摻量8%-12%2.2配比參數(shù)表注漿類型材料組合水灰比膠砂比外加劑摻量膠凝時(shí)間結(jié)石強(qiáng)度回填注漿普通水泥+粉煤灰1:11:2減水劑0.8%4-6h15MPa固結(jié)注漿超細(xì)水泥+水玻璃0.8:1-速凝劑3%2-5min25MPa帷幕注漿硫鋁酸鹽水泥+水玻璃0.6:1-膨脹劑10%30-90s35MPa徑向注漿普通水泥+礦渣微粉1:1.251:1.5減水劑0.5%6-8h20MPa三、施工總體部署3.1施工分區(qū)將隧道劃分為三個(gè)注漿作業(yè)區(qū):A區(qū)(K7+645-K7+650):重點(diǎn)處理溶洞發(fā)育段,采用"先回填后固結(jié)"工藝B區(qū)(K7+650-K7+660):斷層破碎帶,實(shí)施管棚+深孔注漿聯(lián)合加固C區(qū)(K7+660-K7+670):裂隙發(fā)育段,采用徑向系統(tǒng)注漿3.2設(shè)備配置設(shè)備類型型號(hào)規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)地質(zhì)鉆機(jī)XY-2PC3臺(tái)最大孔深50m,孔徑φ110mm注漿泵PZ-100型雙液泵2臺(tái)流量0-100L/min,壓力0-10MPa攪拌機(jī)JW-350型2臺(tái)攪拌容量350L,轉(zhuǎn)速1440r/min注漿記錄儀ZJ-4型自動(dòng)記錄儀1臺(tái)數(shù)據(jù)采集頻率1次/秒,存儲(chǔ)容量16GB管棚鉆機(jī)MGJ-50型1臺(tái)扭矩5000N·m,推進(jìn)力180kN3.3勞動(dòng)力組織采用"三班四運(yùn)轉(zhuǎn)"作業(yè)模式,每班配置:技術(shù)人員1名(負(fù)責(zé)參數(shù)監(jiān)控)注漿工3名(操作注漿系統(tǒng))鉆工4名(負(fù)責(zé)鉆孔作業(yè))試驗(yàn)員1名(漿液配比控制)安全員1名(全過程安全監(jiān)督)四、關(guān)鍵施工工藝4.1管棚超前支護(hù)管棚設(shè)計(jì):采用φ108×6mm熱軋無縫鋼管,環(huán)向間距40cm,長度9m,外插角1.5°-2°。管棚布置范圍為隧道開挖輪廓線外30cm,形成120°拱型支護(hù)結(jié)構(gòu)。施工流程:測量放線:使用全站儀按梅花形布孔,孔位偏差≤20cm導(dǎo)向鉆進(jìn):采用φ127mm導(dǎo)向鉆頭,每50cm測斜一次,偏斜率控制≤0.5%鋼管安裝:采用絲扣連接,每節(jié)鋼管長3m,焊接時(shí)保持同軸度≤2mm/m注漿作業(yè):管棚注漿采用分段后退式工藝,分段長度2.5m,注漿壓力0.8-1.2MPa,單孔注漿量按Q=πr2Lλ計(jì)算(r為擴(kuò)散半徑1.2m,L為孔深,λ為填充系數(shù)1.3-1.5)4.2帷幕注漿施工鉆孔布置:采用φ76mm孔徑,孔深7.5m,按1m×1m網(wǎng)格梅花形布置,分三序施工:Ⅰ序孔(40%)→Ⅱ序孔(30%)→Ⅲ序孔(30%),相鄰孔位錯(cuò)開排列。注漿工藝:成孔:采用套管護(hù)壁鉆進(jìn),終孔后進(jìn)行孔內(nèi)沖洗(壓力0.3MPa)注漿管安裝:下入φ50mm注漿管,孔口設(shè)置止?jié){塞,試壓0.5MPa/30min無滲漏漿液配比:采用硫鋁酸鹽水泥-水玻璃雙液漿,體積比1:0.8,水灰比0.6:1壓力控制:初始?jí)毫?.4MPa,逐步升壓至0.6MPa,穩(wěn)壓時(shí)間≥20min結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值且吸漿量≤0.4L/min持續(xù)30min,或單孔注漿量達(dá)到理論計(jì)算值的1.2倍4.3回填注漿施工施工參數(shù):孔徑φ42mm,孔深3m,間距2m×3m,按"先外后內(nèi)、先下后上"順序施工注漿材料:1:1水泥砂漿(水泥:砂),摻加8%膨脹劑注漿方式:無壓自流注漿,注漿結(jié)束后孔口封堵抹平特殊處理:對(duì)于空洞體積>0.5m3的區(qū)域,采用"砂漿回填+導(dǎo)管引流"工藝發(fā)現(xiàn)串漿時(shí)立即關(guān)閉被串孔閥門,待注漿孔達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后,對(duì)串漿孔進(jìn)行補(bǔ)灌4.4徑向注漿施工布孔設(shè)計(jì):沿隧道輪廓線按環(huán)向間距1.5m、縱向間距2m布設(shè)注漿孔孔徑φ50mm,孔深3-5m,外插角5°-10°分兩序施工,Ⅰ序孔與Ⅱ序孔間隔排列施工控制:采用鉆桿后退式注漿,分段長度1.5m注漿壓力0.5-0.8MPa,流量控制在20-30L/min漿液配比按水灰比1:1→1:1.25→1:1.5三級(jí)漸變,當(dāng)吸漿量>400L時(shí)改濃一級(jí)五、質(zhì)量控制體系5.1材料質(zhì)量控制進(jìn)場檢驗(yàn):水泥:每200t為一批次,檢測細(xì)度、初凝時(shí)間、抗壓強(qiáng)度指標(biāo)水玻璃:每50t檢測模數(shù)、波美度,稀釋后pH值控制在3-4外加劑:按產(chǎn)品說明書進(jìn)行相容性試驗(yàn),確定最佳摻量漿液制備:采用自動(dòng)計(jì)量攪拌系統(tǒng),誤差控制在±2%以內(nèi)水泥漿攪拌時(shí)間≥3min,雙液漿采用靜態(tài)混合器,混合長度≥1.5m漿液溫度控制在5-35℃,超過30℃時(shí)采取降溫措施5.2施工過程控制鉆孔質(zhì)量:孔位偏差≤15cm,角度偏差≤3°每孔終孔后進(jìn)行孔徑、孔深檢測,合格率≥95%孔內(nèi)沖洗采用壓力水(0.3-0.5MPa),直至回水清澈注漿參數(shù)監(jiān)控:實(shí)時(shí)監(jiān)測注漿壓力、流量、漿液配比三參數(shù)壓力波動(dòng)范圍控制在設(shè)計(jì)值的±10%以內(nèi)每孔注漿過程連續(xù)記錄,數(shù)據(jù)保存至少3年5.3質(zhì)量檢測方法檢測項(xiàng)目檢測方法標(biāo)準(zhǔn)要求檢測頻率注漿效果壓水試驗(yàn)滲透系數(shù)≤1×10??cm/s每50m一個(gè)斷面結(jié)石體強(qiáng)度鉆孔取芯試驗(yàn)單軸抗壓強(qiáng)度≥20MPa每100m一組地表沉降全站儀監(jiān)測累計(jì)沉降≤15mm,日沉降≤2mm1次/天管棚支護(hù)剛度撓度監(jiān)測最大撓度≤L/2000(L為管棚長度)每榀管棚溶洞填充率地質(zhì)雷達(dá)掃描填充密實(shí)度≥90%全斷面掃描六、安全專項(xiàng)措施6.1高壓作業(yè)安全設(shè)備防護(hù):注漿泵出口設(shè)置壓力安全閥,起跳壓力為額定壓力的1.1倍高壓管路采用鋼絲編織膠管,工作壓力≥注漿壓力的1.5倍注漿作業(yè)時(shí)孔口正面3m內(nèi)嚴(yán)禁站人,設(shè)置防護(hù)擋板操作規(guī)范:升壓過程緩慢均勻,每分鐘升壓不超過0.2MPa出現(xiàn)壓力驟升(超過設(shè)計(jì)值1.5倍)時(shí)立即停機(jī)卸壓雙液注漿時(shí)必須配備止逆閥,防止?jié){液回流6.2地下作業(yè)防護(hù)通風(fēng)照明:采用軸流風(fēng)機(jī)(風(fēng)量≥200m3/min)進(jìn)行壓入式通風(fēng)作業(yè)面照明亮度≥50lux,每10m設(shè)置應(yīng)急照明瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測儀(報(bào)警值0.5%),每小時(shí)檢測一次防水排水:掌子面積水及時(shí)排除,設(shè)置臨時(shí)排水溝(坡度≥2%)配備2臺(tái)離心式水泵(揚(yáng)程≥30m,流量≥50m3/h)電氣設(shè)備設(shè)置防水罩,接地電阻≤4Ω6.3應(yīng)急預(yù)案突水處置:立即啟動(dòng)備用排水系統(tǒng),快速降低水位采用速凝漿液(初凝≤30s)進(jìn)行封堵,必要時(shí)打設(shè)止?jié){墻人員疏散通道保持暢通,設(shè)置應(yīng)急逃生指示牌塌方處理:立即停止作業(yè),啟動(dòng)塌方預(yù)警系統(tǒng)采用管棚+注漿快速加固塌方體,控制變形發(fā)展監(jiān)測數(shù)據(jù)每15分鐘采集一次,當(dāng)位移速率>5mm/h時(shí)擴(kuò)大加固范圍七、施工進(jìn)度計(jì)劃7.1工序銜接工序名稱持續(xù)時(shí)間銜接關(guān)系資源配置管棚施工10天先行工序管棚鉆機(jī)1臺(tái),班組1個(gè)帷幕注漿15天管棚施工后3天開始注漿泵2臺(tái),班組2個(gè)回填注漿8天帷幕注漿完成50%后開始注漿泵1臺(tái),班組1個(gè)徑向注漿12天開挖面滯后5m同步施工注漿泵1臺(tái),班組1個(gè)效果檢測3天/循環(huán)每30m注漿段完成后進(jìn)行檢測組1組7.2進(jìn)度保障措施采用"注漿-開挖"平行作業(yè)模式,注漿超前開挖面至少10m關(guān)鍵設(shè)備備用率100%(注漿泵、鉆機(jī)各備用1臺(tái))材料儲(chǔ)備量滿足15天連續(xù)施工需求,建立材料進(jìn)場驗(yàn)收綠色通道八、環(huán)保與文明施工8.1廢水處理設(shè)置三級(jí)沉淀池(總?cè)莘e50m3),廢水經(jīng)處理達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排放,沉淀池定期清淤(每月1次),淤泥運(yùn)至指定棄渣場處理。8.2粉塵控制鉆孔作業(yè)采用濕法除塵,粉塵濃度控制在2mg/m3以下;水泥等粉料采用密閉罐存儲(chǔ),輸料管接口密封處理,攪拌站設(shè)置粉塵收集裝置(效率≥95%)。8.3噪聲管理選用低噪聲設(shè)備(晝間≤70dB,夜間≤55dB),高噪聲設(shè)備設(shè)置隔音罩;合理安排作業(yè)時(shí)間,避免夜間(22:00-6:00)進(jìn)行鉆孔、注漿等強(qiáng)噪聲作業(yè)。九、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程9.1分部分項(xiàng)驗(yàn)收隱蔽工程驗(yàn)收:注漿孔位、深度、角度檢查(驗(yàn)收率100%)漿液配比、注漿壓力、注漿量記錄核查止?jié){塞安裝質(zhì)量檢查分項(xiàng)工程驗(yàn)收:管棚施工:鋼管安裝偏差、注漿飽滿度帷幕注漿:滲透系數(shù)、結(jié)石體強(qiáng)度回填注漿:空洞填

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