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锦万区间砂卵石段注浆加固施工方案


长沙市轨道交通 2 号线一期工程 10 标

锦万盾构区间不良地质段

注浆加固施工方案

编制: 复核: 批准: 日期:

中国中铁隧道集团有限公司
长沙轨道交通地铁 2 号线 10 标项目经理部





1 编制依据 ....................................................... 2 2 工程概况 ....................................................... 2 3 地质、水文及管线情况 ........................................... 2 3 注浆加固方案及加固范围 ......................................... 3 4 施工方案 ....................................................... 3 4.1 二次注浆 ..................................................... 3 4.2 地层加固注浆 .................................................. 4 5 质量保障措施 ................................................... 6 6 安全保障措施 ................................................... 6 7 文明施工注意事项 ............................................... 7

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1 编制依据
1、长沙市轨道交通 2 号线一期工程第五篇《区间工程》第十二册《锦泰广场站~万家 丽广场站区间》 ; 3、建设工程施工详勘及补勘资料; 4、长沙市轨道交通二号线一期工程土建施工第 10 合同段盾构区间施工组织设计及盾 构施工方案; 5、国家、省、市现行有关法规、标准、技术规范、劳材机定额,以及环境保护、水土 保持方面的政策和法规。 6、我单位地铁施工及其他类似地铁工程的成功经验和科研成果;

2 工程概况
本标段区间隧道位于长沙市芙蓉区,锦泰广场站~万家丽广场站盾构区间(以下简称 锦~万区间) 线路出东二环路站后向东下穿东二环路后进入荷花路, 沿荷花路直行进入万家 丽广场站。 锦~万区间始发后左右线始发及到达段均需穿越一段砂卵石及粉质粘土软弱地层,盾 构始发后即进入东二环路面下方,并在东二环中部分隔栏位置下穿一处市政排水箱涵。

3 地质、水文及管线情况
根据地质勘察情况,左线始发及到达段软弱地层分布位置见表 3-1. 表 3-1 隧洞部位 左线始发段 左线到达段 右线始发段 右线到达段 砂卵石地层 ZDK11+050~ZDK11+065 ZDK11+795~ZDK11+860 YDK11+050~YDK11+095.8 YDK11+811.7~YDK11+860 粘质粘土地层 ZDK11+050~ZDK11+82.5 ZDK11+770~ZDK11+860 YDK11+050~YDK11+126.8 YDK11+803.5~YDK11+860 YDK11+070.8~ YDK11+085.5 下穿排水箱涵 ZDK11+069.3~ZDK11+084

箱涵为混凝土结构,14.4m(宽)×5.7m(高) ,箱涵为分离式条形基础,基础底至隧 道结构顶 4.03 米,本处砂卵石层层厚约 4m,基础底面位于砂卵石层顶面(见图 3-1) 。根据 车站施工水位监测情况,本段地下水位约为地面下 2m(32.8m) ,砂卵石层富水,结构松散, 自稳性差。
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图 3-1 排水箱涵布置图

3 注浆加固方案及加固范围
根据设计地质情况及盾构施工方案, 盾构在掘进通过砂卵石层及排水箱涵后, 在同步注 浆的基础上, 还需要进行二次注浆及钢花管地层加固注浆, 在充分填充管片外侧间隙的基础 上加固地层,以避免地铁运营期间发生地层的后期沉降,保证东二环及排水箱涵的安全。 根据地层情况及注浆加固特点,拟进行二次注浆加固范围: 锦~万区间左线始发段加固范围为 1~10 环,到达段为 488~538 环; 锦~万区间右线加固范围为 1~31 环,到达段为 518~540 环。 拟进行地层加固注浆范围为: 锦~万区间左线始发段加固范围为 1~23 环,到达段为 478~538 环; 锦~万区间右线加固范围为 1~51 环,到达段为 502~540 环。

4 施工方案 4.1 二次注浆
为保证管片外侧回填的密实度, 防止地层过大沉降, 同时在富水地段加强管片外壁回填 层的防水效果,采用二次注浆做为同步注浆的补充。 根据隧道断面内砂卵石层出现的位置, 结合同步注浆凝结时间及体积损失的特点, 二次 注浆范围为为拱顶 120 度,在同步注浆 24 小时后在盾构掘进施工间隙内穿插进行。注浆采 用通过管片吊装螺栓孔及注浆孔向管片壁后进行, 注浆材料采用水泥单液浆, 注浆压力 0.2~ 0.4MPa。 (见图 4-1)
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4.1.1 施工概述 二次注浆为利用管片吊装螺栓孔往 管片壁后注入水泥—水玻璃双液浆, 对同 步注浆进行补充, 防止在外部围岩裂隙发 育或孔隙率高的情况下, 同步注浆的砂浆 扩散进入围岩或固结导致的体积损失, 使 管片壁后产生空腔,导致岩层沉降。 4.1.2 施工步骤 二次注浆施工步骤见图 4-2。
管片吊装螺栓孔开孔

图 4-2 二次注浆施工示意图

(1)安装注浆头 二次注浆为通过管片吊门螺栓孔对管片壁后 进行的回填注浆, 注浆前人工将管片吊装螺栓孔清 理干净,形成注浆通道,旋入自加工的注浆头,并 连接注浆阀及压力表。 (2)浆液拌制 二次注浆采用水泥浆—水玻璃双液浆, 水泥浆
是 是否达到注 浆结束标准

浆液拌制

安装注浆头

注浆


水灰比为 0.6:1~1:1,水泥浆采用 P.O.42.5 普通硅 酸盐水泥。水泥浆液搅拌时间一般为 60~90 秒, 搅拌时间不能过长,以免影响浆液胶凝时间。 (3)注浆

结束注浆

图 4-2 二次注浆流程框图

二次注浆采用双液注浆机,水玻璃采用 35Be,水玻璃掺入量根据凝固时间要求进行现 场配置试验确定,凝固时间设定在 15~20 秒,注浆压力为 0.2~0.4MPa,同时进行跟踪监测, 根据监测情况对注浆压力进行调整。 (4)注浆结束标准 二次注浆采用注浆压力做为结束注浆的控制标准, 即当注浆压力达到设定值, 并稳定压 力 5min 钟后,即可认为该注浆孔达到二次注浆的要求。

4.2 地层加固注浆
地层加固注浆为自洞内径向往外打设钢花管对周边松散岩体进行注浆固结, 防止盾构通 过后,掘进造成的岩体松动圈在二次固结中导致的岩体变形。

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5.2.1 施工概述 地层加固注浆采用在管片上开孔的方式,在管片上部 120 度范围内径向往外打设 L=3m 长钢花管,软弱地层(如砂卵石层、粘 土层) 内注入双液浆, 及时对盾构掘进 造成的围岩松动圈范围内的岩体进行 固结, 防止盾构通过后岩体在上部土压 及水位变动及盾构运营期间动态振动 的情况下发生位移, 造成岩层及地表沉 降。 注浆钢花管采用φ 32mm、t=3mm 钢筋制作, 注浆管前端 2.2m 割泄浆孔, 孔径 10mm,泄浆孔呈梅花形布置,纵 向间距 15cm。 见图 4-3。 4.2.2 施工步骤 地层加固注浆施工步骤见图 4-4。 (1)管片开孔 根据地层加固注浆施工里程, 本段管片采用 三孔环, 以满足钢花管布置需要。 人工开孔时应 注意地下水情况, 如发生有较大地下水泄漏, 应 及时采用注浆球阀封堵, 进行二次注浆后再进行
浆液拌制 连接注浆头 打设注浆钢花管 管片开孔

图 4-3 地层加固注浆施工示意

开孔处理。 (2) 打设注浆钢花管 注浆钢花管采用 φ 40mm 、 t=3mm 钢筋制 作,注浆管前端 2.2m 割泄浆孔,孔径 10mm, 泄浆孔呈梅花形布置,纵向间距 15cm。 (3) 浆液拌制 地层加固注浆采用水泥浆—水玻璃双液浆, 水泥浆水灰比为 0.6:1~1:1, 水泥浆采用 P.O.42.5
是否达到注 浆结束标准 是

注浆


结束注浆

图 4-4 地层加固注浆流程框 图
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普通硅酸盐水泥。水泥浆液搅拌时间一般为 60~90 秒,搅拌时间不能过长,以免影响浆液 胶凝时间。 (4) 注浆 二次注浆采用双液注浆机,水玻璃采用 35Be,水玻璃掺入量根据凝固时间要求进行现 场配置试验确定,凝固时间设定在 15~20 秒,注浆压力为 0.3~0.5MPa,同时进行跟踪监测, 根据监测情况对注浆压力进行调整,防止注浆压力过大导致的地面隆起。 (5) 注浆结束标准 二次注浆采用注浆压力及注浆量做为结束注浆的双重控制标准, 即当注浆压力达到设定 值,并稳定压力 5min 钟,注浆量到理论注入量时,即可认为该注浆孔达到二次注浆的要求。 注浆量根据地层孔隙率按公式: Q=V*n*α *(1+β ) =((3.14*5*6.5)-(3.14*3*3))/3*0.5*0.8*(1+0.2)=11.8m3(其中 V 为 注浆加固土体的体积;n 为地层孔隙率,为确保加固效果建议不下于 50%;α 为地层填充系 数,取 0.8;β 为浆液消耗系数,取 0.2)进行确定,同时进行跟踪监测,根据监测情况调整 注浆压力及注浆量。

5 质量保障措施
(1)现场施工须严格按方案要求及现场值班工程师要求进行; (2)钻孔施工时须按设计要求位置及竖向角度进定位; (3)在注浆施工中应通过现场试验对注浆参数及浆液配比作进一步调整,并在以后注 浆施工过程中根据现场实际情况进行适当调整,以确保注浆效果; (4)注浆过程中要采取相应的措施来防止堵管,如多做试验选定合理的凝结时间,注 意压力的变化,如压力升高要及时提升芯管; (5)严禁使用不合格材料,不得使用受潮或过期水泥; (6)制作浆液时,水灰比要按设计严格控制,不得随意变更; (7)严密监视注浆压力和注浆量,出现异常时应立即停止灌入,查明原因并采取相应 措施; (8)加强浆液的管理,防止浆液的流失。

6 安全保障措施
(1)加强施工监控量测,及时反馈监测信息,调整施工方法,确保地表构筑物及管线
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的安全; (2)工地配备必要的救护药品和急救器材; (3)施工用电必须符合 JGJ46-2005 标准; (4)高空作业必须符合相应的作业规范,配备相应的劳动防护用品; (5)钻机作业必专业人员进行操作,严禁非施钻手操作钻进设备; (6)注浆施工前应检查高压设备和管路系统,其压力和流量需满足设计要求,应检查 管道的耐久性以及管道连接是否可靠,泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物,各类密封圈 必须良好,无渗漏现象,否则接头断开、软管破裂,将会导致浆液、高压水流飞散、软管甩 出等安全事故; (7)作业人员须按要求佩戴劳动防护用品,如注浆人员应按要求使用长筒手套、护目 镜等。

7 文明施工注意事项
(1)引孔时,排出的泥浆应沉淀处理后排放,并符合环保要求; (2)水泥、石灰细颗粒散体材料,应遮盖存放;运输时必须封闭覆盖,不得沿途撒落; (3)制定洒水防尘措施,指定专人负责现场洒水降尘; (4)不得随意排放废弃的加固料; (5)有害气体、噪音控制在国家规定允许的范围内; (6)合理处理生活和建筑垃圾,保证不污染地方环境; (7)优化施工方案,尽量避免和减少夜间施工对环境及居民的影响。

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