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文檔簡介
天津隧道注漿加固施工方案一、工程概況本工程為天津地區(qū)某隧道注漿加固工程,隧道全長8663米,采用單洞雙線設計,其中盾構(gòu)段長7720米。隧道穿越薊汕高速、西減河及天津濱海機場滑道等重要設施,沉降控制要求嚴苛。根據(jù)設計要求,隧道施工需穿越淤泥質(zhì)黏土、粉砂層及松散沉積層等復雜地層,最大埋深35米,最小埋深8米。為確保施工安全及周邊環(huán)境穩(wěn)定,需采用超前預注漿、管棚支護及壁后注漿等綜合加固措施,注漿加固總長度約6200米,其中特殊地段加強處理段1800米。二、地質(zhì)條件分析(一)地層分布特征隧道穿越地層主要為第四系松散沉積層,自上而下依次為:人工填土層:厚度1.2-3.5m,主要由碎石、磚塊及黏性土組成,結(jié)構(gòu)松散,透水性強。新近沉積層:厚度2.5-6.8m,以淤泥質(zhì)黏土為主,含少量有機質(zhì),天然含水率35%-45%,壓縮系數(shù)1.2-1.8MPa?1,屬于高壓縮性土。第四系陸相沖積層:厚度8.5-15.6m,分為上下兩層:上層:粉砂層,中密狀態(tài),顆粒級配不均勻,滲透系數(shù)1.5×10?3-3.2×10?2cm/s;下層:粉質(zhì)黏土與粉土互層,呈軟塑-可塑狀態(tài),夾薄層粉砂透鏡體。第三系松散堆積層:厚度5.2-10.3m,以砂巖風化殘積土為主,含礫石,遇水易軟化。(二)水文地質(zhì)條件地下水類型:孔隙潛水:主要賦存于人工填土層及新近沉積層,水位埋深0.3-3.96m,高程-1.32-1.78m;微承壓水:賦存于第四系陸相沖積層粉砂及粉土中,水位埋深3.73-7.85m,高程-4.55-1.17m,水頭壓力0.3-0.7MPa。水質(zhì)特征:地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性。(三)不良地質(zhì)現(xiàn)象松散地層:人工填土層及粉砂層易發(fā)生坍塌,需超前加固;軟弱夾層:淤泥質(zhì)黏土層承載力低(80-120kPa),易產(chǎn)生不均勻沉降;透水地層:粉砂層滲透系數(shù)大,施工中易出現(xiàn)涌水、涌砂風險;斷裂構(gòu)造:隧道區(qū)域受天津北斷裂、海河斷裂影響,雖全新世以來無活動,但需警惕構(gòu)造破碎帶對注漿效果的影響。三、注漿設計(一)設計依據(jù)《城市軌道交通隧道工程注漿技術規(guī)程》(DB11/T1444-2025)《盾構(gòu)隧道注漿加固施工和管理規(guī)范》(T/CAIEC185—2025)《公路隧道加固技術規(guī)范》(JTG/T5440—2018)工程地質(zhì)勘察報告及隧道設計圖紙(二)注漿方案選擇根據(jù)地質(zhì)條件及施工階段,采用“分區(qū)、分序、動態(tài)調(diào)整”的注漿策略,具體方案如下:施工階段主要注漿方式適用地段加固目的盾構(gòu)掘進前超前管棚注漿+帷幕注漿穿越機場滑道、高速公路段形成止水帷幕,控制沉降<3mm盾構(gòu)掘進中同步注漿+二次補漿全段面填充管片間隙,控制地層變形隧道成型后徑向注漿+局部注漿滲漏水段、結(jié)構(gòu)薄弱區(qū)補強加固,降低滲水量<0.1L/(m·d)(三)關鍵參數(shù)設計超前管棚注漿:管棚規(guī)格:φ108mm×6mm熱軋無縫鋼管,長度15m,環(huán)向間距30cm,外插角1-3°;注漿材料:水泥-水玻璃雙液漿(水泥:P.O42.5級;水玻璃:模數(shù)2.2-2.3,濃度40Be'),配合比1:0.5;注漿壓力:初壓0.5-1.0MPa,終壓2.0-2.5MPa,最大不超過3MPa;注漿范圍:隧道開挖輪廓線外3m,擴散半徑0.8-1.2m。帷幕注漿:布孔方式:梅花形排列,孔距1.5m×1.5m,孔深20m,插入不透水層≥2m;注漿材料:超細水泥(粒徑<3μm)+水玻璃雙液漿,配合比1:0.8;注漿壓力:靜水壓力+0.5-1.0MPa,分段注漿段長5m;止水標準:滲透系數(shù)<1×10??cm/s。同步注漿:注漿材料:單液水泥漿,水泥:粉煤灰:砂:水=1:0.8:2.0:0.7;注漿量:理論間隙體積的120%-150%,每環(huán)注漿量約8-10m3;注漿壓力:0.3-0.5MPa,初凝時間4-6h,終凝時間12-16h。徑向注漿:布孔參數(shù):孔徑φ42mm,孔深3m,環(huán)向間距2m,縱向間距3m;注漿材料:超細水泥漿(水灰比1:1),添加2%膨脹劑;注漿壓力:1.5-2.0MPa,單孔注漿量30-50L。四、施工工藝(一)超前管棚注漿施工流程管棚制作:鋼管加工:每節(jié)長6m,絲扣連接,管身梅花形鉆φ8mm出漿孔,間距20cm,前端加工成錐形;導向管安裝:φ127mm×8mm導向管,采用全站儀定位,誤差≤5cm。鉆孔施工:設備選型:XY-2PC地質(zhì)鉆機,金剛石鉆頭;鉆進工藝:采用套管跟進法,防止塌孔,鉆孔偏斜率≤1%;清孔處理:高壓風清孔,清除孔內(nèi)巖粉及雜物。注漿作業(yè):止?jié){處理:噴射5-10cm厚C25混凝土封閉掌子面,待強度達70%后施工;注漿順序:由下至上、由外至內(nèi)、隔孔跳注;壓力控制:分級升壓,每級間隔0.5MPa,穩(wěn)定時間≥5min;結(jié)束標準:達到設計終壓并穩(wěn)定10min,進漿量<20L/min。(二)同步注漿施工要點漿液制備:攪拌系統(tǒng):雙臥軸強制攪拌機,攪拌時間≥3min;配比控制:電子計量系統(tǒng),誤差≤±2%;漿液性能:密度1.8-2.0g/cm3,黏度20-30s,泌水率<3%。注漿操作:注漿時機:管片拼裝完成后立即注漿,每環(huán)分4個注漿孔同步進行;壓力監(jiān)測:實時采集4個注漿孔壓力數(shù)據(jù),偏差≤0.1MPa;補漿條件:當監(jiān)測到沉降>2mm時,立即進行二次補漿。(三)徑向注漿施工步驟鉆孔定位:測量放線:采用激光投線儀定位,標記孔位;鉆孔角度:徑向垂直于隧道軸線,誤差≤±1°。注漿工藝:止?jié){塞安裝:孔口安裝膨脹式止?jié){塞,充氣壓力0.8MPa;注漿方式:分段后退式注漿,每段長1m,注漿速度5-10L/min;封孔處理:注漿完成后用M30水泥砂漿封孔,深度≥50cm。五、質(zhì)量控制(一)材料質(zhì)量控制進場檢驗:水泥:每200t為一批,檢驗強度、細度、凝結(jié)時間等指標;水玻璃:每50t為一批,檢驗模數(shù)、濃度、密度;外加劑:每500kg為一批,檢驗減水率、膨脹率。存儲要求:水泥、粉煤灰存儲于防雨防潮倉,堆放高度≤1.5m;水玻璃密封存儲,溫度控制在5-35℃。(二)施工過程控制注漿參數(shù)監(jiān)測:實時監(jiān)控:壓力、流量、注漿量三參數(shù)自動記錄儀,數(shù)據(jù)每5s采集一次;動態(tài)調(diào)整:當壓力驟升時降低注漿速度,流量突增時提高水玻璃摻量。注漿效果檢查:物探檢測:采用地質(zhì)雷達(分辨率≤2cm)檢測注漿體完整性;鉆孔取芯:每50環(huán)取芯1組,芯樣采取率≥85%,抗壓強度≥5MPa;壓水試驗:檢查孔壓水試驗,透水率<1Lu。沉降監(jiān)測:監(jiān)測點布置:隧道軸線每5m設1個監(jiān)測斷面,每個斷面3個監(jiān)測點;監(jiān)測頻率:掘進期間1次/天,穩(wěn)定后1次/周,監(jiān)測周期≥3個月;預警值:累計沉降≥5mm時啟動應急預案。(三)質(zhì)量驗收標準主控項目:注漿壓力:符合設計要求,偏差≤±0.1MPa;注漿量:達到設計值的95%以上;滲水量:隧道總滲水量<5m3/d,單處滲漏<0.2L/(m·d)。一般項目:孔位偏差:≤50mm;孔深偏差:≥設計值的95%;漿液配比:誤差≤±5%。六、安全措施(一)施工安全高壓作業(yè)防護:注漿管路:定期進行耐壓試驗(1.5倍設計壓力),設置防暴安全閥;操作平臺:搭設鋼制腳手架,高度1.2m防護欄桿,鋪設防滑腳手板。地下作業(yè)安全:通風要求:機械通風,風量≥3m3/(min·人),瓦斯?jié)舛龋?.5%;照明系統(tǒng):采用36V安全電壓,應急照明連續(xù)照明時間≥90min。防涌水涌砂:超前探測:采用地質(zhì)雷達與超前鉆探結(jié)合,預報前方水文地質(zhì)情況;應急準備:儲備速凝劑、棉絮、木楔等封堵材料,設置備用排水泵(揚程≥30m,流量≥100m3/h)。(二)環(huán)境保護廢水處理:沉淀池:三級沉淀,pH值調(diào)節(jié)至6-9后排放;泥漿處理:采用壓濾機脫水,干渣運至指定棄渣場。噪聲控制:設備降噪:破碎機、攪拌機等設置隔音罩,噪聲≤70dB;作業(yè)時間:市區(qū)段避免夜間(22:00-6:00)施工。揚塵治理:材料堆放:水泥、粉煤灰等密閉存儲,運輸車輛加蓋篷布;現(xiàn)場降塵:霧炮機每200m設置1臺,作業(yè)區(qū)PM10濃度≤0.5mg/m3。(三)應急預案突發(fā)涌水處置:立即啟動備用排水系統(tǒng),降低水位;采用“先堵后排”原則,注射速凝漿液形成止水環(huán)。地面沉降超標:暫停掘進,分析沉降原因;實施跟蹤注漿,注漿壓力0.3-0.5MPa,注漿量根據(jù)沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整。管棚坍塌處理:立即停止鉆進,安裝鋼拱架臨時支護;采用小導管注漿加固后,重新鉆孔施工。七、施工組織(一)人員配置崗位人數(shù)職責項目經(jīng)理1全面負責項目管理技術負責人1注漿方案制定與技術指導質(zhì)檢員2質(zhì)量檢查與驗收安全員2施工現(xiàn)場安全監(jiān)督注漿工12注漿設備操作與維護鉆工8鉆孔施工測量工3施工放樣與監(jiān)測(二)設備配置設備名稱型號數(shù)量主要參數(shù)地質(zhì)鉆機XY-2PC4臺最大孔深100m,轉(zhuǎn)速0-100r/min注漿泵ZJB-66臺流量0-6m3/h,壓力0-10MPa攪拌機JS5003臺攪拌容量500L,功率15kW盾構(gòu)機Φ13.8m泥水平衡2臺推進速度3-5cm/min監(jiān)測儀器自動化監(jiān)測系統(tǒng)1套采集頻率1次/10min,精度0.1mm(三)進度計劃超前管棚注漿:150m/月,總工期100天;帷幕注漿:200m/月,總工期90天;同步注漿:隨盾構(gòu)掘進同步進行,日進度10-15m;徑向注漿:300m/月,總工期60天。八、驗收標準與流程(一)驗收等級劃分分項工程:超前注漿、同步注漿、徑向注漿等;分部工程:洞口段、穿越段、標準段等;單位工程:隧道注漿加固工程。(二)驗收流程自檢:施工單位對照設計文件進行全項目自檢,形成自檢報告;監(jiān)理驗收:監(jiān)理工程師對分項工程進行驗收,簽署驗收意見;第三方檢測:委托第三方機構(gòu)進行注漿效果檢測,出具檢測報告;竣工驗收:建設單位組織設計、施工、監(jiān)理等單位進行竣工
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