-地铁15号线一期工程西段工程奥林匹克公园站中导洞注浆加固施工方案建工集团*公司地铁15号线一期工程12标段工程经理部2012年2月. z.-目 录一、工程概况1二、注浆工艺12.1袖阀管的特点12.2袖阀管注浆工艺特长22.3注浆位置2三、注浆施工33.1施工流程33.2注浆设备4机械设备选型4钻机主要参数43.3注浆材料及浆液选择5注浆材料及浆液比选5主要注浆材料53.4注浆参数5套壳料配合比5双液浆配合比6注浆段长度6注浆压力设计6四、主要施工工艺74.1钻孔74.2下袖阀管74.3安装导气管及封口74.4灌注套壳料74.5注浆74.6效果检测7五、平安保障措施85.1 平安目标85.2 平安管理体系及保证措施8组织保证9制度保证10实施保证10各主要工程平安措施11六、应急预案126.1防塌方、涌水、涌砂事故126.2防机械伤害14. z.-一、工程概况奥林匹克公园站是与8号线换乘车站。车站位于奥运中心区，大屯路城市隧道下方，预留公交节点的西侧，沿大屯路东西向布设。周边分布有国家会议中心、国家体育馆、水立方、鸟巢等奥运场场馆。本站与8号线形成换乘节点，可有效解决奥运核心区的多个方向客流疏散。车站主体构造为地下两层三跨平顶直墙构造，采用暗挖PBA工法，整体逆做局部顺做法施工，车站采用暗挖双层双柱三跨14m岛式车站。车站总长205.5m，总宽23.1m，车站顶板紧贴大屯路隧道，大屯路隧道上方覆土约为3.5m。车站通过由新奥地下商业自行车停车场改造的换乘厅与8号线奥林匹克公园站换乘。车站总建筑面积13888.62不含新奥地下商业改拆面积，新奥地下商业改拆面积3891.6，其中主体建筑面积8624，附属建筑面积5264.62，本站共设出入口4处其中三号出入口包含3A、3B两个既有出入口，地面风亭2组。2个平安疏散口、1个换乘通道、换乘厅等。奥林匹克公园站原设计为先施工车站主体构造边导洞，再进展边桩体系及顶纵梁施工，后进展中导洞施工。现变更为边桩体系与中导洞开挖同时进展施工，为控制大屯路隧道沉降，需在开挖中导洞前进展注浆加固处理。注浆*围为中导洞与边导洞之间扣拱土体、两中导洞之间扣拱土体，分别由1-2导洞及1-3导洞向导洞两侧扣拱土体进展注浆，采用袖阀管注浆处理。施工过程中的前10米土体作为注浆的试验段，以后每开挖10米土方进展一次注浆处理，每次注浆有效长度为12米。二、注浆工艺2.1袖阀管的特点1、袖阀管构造主要由68mmPVC外管、6分镀锌注浆内管、橡皮套、密封圈等组成。见图1袖阀管构造；图1 袖阀管构造示意图2、袖阀管是一种只能向管外出浆，不能向管内返浆的单向闭合装置。灌浆时，压力将小孔外的橡皮套冲开，浆液进入地层，如管外压力大于管内时，小孔外的橡皮套自动闭合，当注浆指标到达技术要求时停顿注浆，进展下一阶段注浆。2.2袖阀管注浆工艺特长1能有效地按照注浆工程的设计要求，确定注浆的位置和*围。2不易产生注浆盲区和薄弱区，适合高风险注浆施工，能形成有效隔水帷幕。3每个灌浆长度固定为30cm-50cm，可以根据地层情况调整灌浆长度，实现定量定尺可控灌浆。4可根据需要灌注任何一个灌浆段，还可重复灌浆，保证注浆质量。5可使用较高的灌浆压力，灌浆时冒浆和串浆的可能性较小。6钻孔和灌浆分开，提高了钻孔、设备的利用率。7同一注入点可以采用不同的注浆材料进展注浆。8由于在被加固的地层中，进展了多点、定量、均衡的注浆，注浆体在地层中均匀分布，均匀连接，因此，大大提高了被加固地层段的整体稳定性。9袖阀管注浆应用广泛，应用于地基加固、不良地层处理、控制楼房、桥梁、管线等建构筑物沉降，是一种精细化的注浆方法，且工艺比拟成熟，成功案例较多。2.3注浆位置每两个导洞间扣拱土体均打设8排注浆孔，每排6个注浆孔，另垂直打设4个15m深的孔。孔位布设平面图及剖面图详见附图一及附图二。. z.-三、注浆施工3.1施工流程机械设备进场、材料准备施作试验监测孔钻孔插入袖阀管灌注套壳料袖阀管注浆下一孔钻进注浆完成 搭设脚手架平台初支预埋孔口管布设孔位初支形成止浆墙压水、取芯试验完毕本次注浆调整施工参数前期注浆加固总结图2 袖阀管注浆施工总体流程图 复核孔位，进展编号 钻 孔下入袖阀管注入套壳料 钻机就位 注浆封闭孔口 制备浆液第一次注浆第二次注浆第三次注浆，冲洗注浆管 制备套壳料图3 单孔袖阀管注浆施工流程3.2注浆设备3.2.1机械设备选型针对粘土地层，使用普通钻机即能实现。注浆设备采用高效三缸双液泵，主要优点是能调节两种浆液的配合比、浆液流量和注浆压力。机械设备主要参数详见表3-1。表3-1 机械设备参数表 名 称型 号数量/台备 注钻机T*U-150242钻杆双液注浆泵SPB-101压力010Mpa，18.5KW泥浆泵PW-1201压力0.55Mpa，4KW搅浆机500L2用于水泥浆和水玻璃溶液搅拌3.2.2钻机主要参数表3-2 坑道钻机机械性能表 扭矩Nm转速r/min起拔力/KN立轴行程/mm钻杆直径/mm钻孔深度/m主电机功率/KW额定加压力/KN外型尺寸/mm350120/214/37512400421007.59125064012653.3注浆材料及浆液选择3.3.1注浆材料及浆液比选注浆材料选择关系到注浆的成败和工程造价。不同地层条件的渗透系数存在很大差异，根据注浆材料的特性进展针对性的选择，既能到达预期的效果又能节约工程费用。注浆对浆液的要求：初始黏度低、流动性好、可灌性强、能渗透到细小的裂隙或孔隙；早期强度高，注浆完成后可立即进展开挖；可控性强，凝胶时间可以任意调整，准确控制；稳定性好，有较好的耐久性；结石体具有一定的抗压、抗拉强度，抗渗性和抗冲刷性好；材料配制及操作简单；材料来源广泛，价格廉价；无公害，不污染环境。本工程的难点是控制大屯路隧道的沉降，由于水泥浆液初凝时间较长，凝固后收缩较大的特点，所以单一的水泥浆无法满足现场的施工要求，结合本工程工程地质、水文地质等条件，综合考虑注浆效果、工期、造价，在粘土及粉质粘土地层选择水泥浆液中参加SPM灌浆料及减水剂。SPM灌浆料主要是减少水泥浆液的初凝时间；减水剂可以减少用水量，减少水泥浆液终凝后的收缩。经过现场浆液适配，初凝时间为23小时。3.3.2主要注浆材料注浆原材料主要为普通水泥、外加剂等，其他耗材还包括袖阀管、塑料管和镀锌钢管等。3.4注浆参数主要包括套壳料和单液浆的配合比、胶凝时间、注浆段长度、注浆压力、孔位布置、注浆量、注浆完毕标准等。3.4.1套壳料配合比为保证套壳料尽快到达强度，进展袖阀管注浆。套壳料靠增大水泥用量调节凝固时间，施工过程中根据其强度增长规律进展注浆，否则要么套壳料强度不够，形不成分段针对性注浆，要么强度过高，注浆需要更高的压力才能劈裂开套壳料。 表3-3 套壳料配合比表 重量比材料普通硅酸盐水泥膨润土水配合比2143.4.2双液浆配合比水泥+水+*PM灌浆料+速凝剂+减水剂质量比=1：0.8：0.06：0.12：0.04配比浆液。3.4.3注浆段长度根据工程、水文地质和钻机能力，结合本工程实际情况注浆段长度选择12m进展。3.4.4注浆压力设计注浆压力是浆液在裂隙中扩散、充塞、压实脱水的动能。压力太小不能充满裂隙，扩散*围有限，达不到截断地下水的目的；注浆压力高，可以提高浆液结石体的强度和不透水性，还可以扩大孔距，减少孔数，加快施工进度，但是压力过高，超过极限易引起裂隙扩大，土层移动和抬升，浆液扩散到注浆设计*围以外，造成材料浪费甚至事故。根据工程地质情况及周边环境，包括建筑物和地下管线情况，取最大注浆压力2.0 MPa。临近止浆盘段需要降低注浆压力，防止将止浆墙压垮，根据初期支护承受的最大压力0.5MPa及止浆盘承受的最大压力得：临近止浆盘段注浆压力不大于0.65MPa，扩散半径为0.5m。. z.-四、主要施工工艺4.1钻孔根据孔位布置设计图在横通道上用红油漆标出孔位，采用钻机成孔，用角规、吊锥控制钻杆水平角和仰角，钻进过程中不断纠正钻杆角度，确保形成咬合的终孔效果。钻孔直径为10cm。4.2下袖阀管成孔后拔出内钻杆，将袖阀管插入孔内，袖阀管末端用锥形堵头封好，防止管内被土体堵塞。插入袖阀管时应保持袖阀管位于钻孔的中心，以便灌注套壳料时将袖阀管包裹均匀。下袖阀管时将同长度的6分塑料管一同下入孔内，作为注套壳料的管路。袖阀管下到位后将孔口用保护帽套好。4.3安装导气管及封口袖阀管和6分塑料管一起下到位后将带阀门的6分钢管安装在孔口，用快硬水泥将孔口封严。6分钢管作为注套壳料时的排气孔，保证套壳料灌注密实。4.4灌注套壳料 钻一孔注一孔，防止发生塌孔和埋管。将配好的套壳料用PW-120泥浆泵压入6分塑料管，套壳料会从孔底向外返浆，到达置换孔内泥浆、填满套壳料的目的。待6分镀锌钢管开场溢浆，说明孔内套壳料已经注满，即可关闭排气管的阀门。为保证套壳料的密实，当灌注压力到达0.2MPa，持压510s再停顿灌浆。4.5注浆 待套壳料到达一定强度后进展注浆。注浆顺序从上向下，从无水到有水的顺序进展，为防止串浆，采用跳孔注浆的方式进展。单根袖阀管注浆采用分段注浆，分段长度为0.3m。根据施工情况掌握终灌标准：在注浆终压下，吸浆量12L/min，稳压15min完毕注浆或临孔发生较严重的冒浆。4.6效果检测 注浆完成待浆液凝固后进展压水试验和钻孔取芯，检验土体透水性和抗压强度。 . z.-五、平安保障措施5.1 平安目标本工程平安生产目标为：六无、一杜绝、一创立。六无即：无重大工伤事故，无重大、大的交通事故和机械事故，无火灾、洪灾事故，无倒塌事故，无中毒事故，无传染病事故。一杜绝即：杜绝重大伤亡事故。一创立即：创立平安文明标准工地。