同步注浆及二次注浆施工方案讲诉.docx
《同步注浆及二次注浆施工方案讲诉.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同步注浆及二次注浆施工方案讲诉.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
同步注浆及二次注浆施工方案讲诉
目录
一、编制依据2
二、工程概况2
三、管片衬砌背后注浆的方式2
3.1同步注浆3
3.2二次注浆6
四、洞门注浆9
五、质量控制9
5.1工程质量保证制度：
9
5.2工程质量措施：
10
六、注浆过程中出现问题时应对措施10
七、安全措施及文明施工10
7.1安全措施：
10
7.2文明施工：
11
一、编制依据
1、《岩土工程勘察报告》
2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB-50204－2002）
3、《地下工程防水技术规范》（GB50108－2001）
4、《地下防水工程质量验收规范》（GB50208－2002）
5、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000
6、本标段工程设计图纸
7、本工程合同及招标技术文件要求
二、工程概况
泉园一路站~文化东路站区间自泉园一路站起，沿长青街向东南至文化东路站止。
区间起止里程为右K20+215.036~K21+257.877，全长1042.84双线米，为单线单洞区间。
区间正线线间距15~17米，采用盾构法施工，线路坡度呈“V”字型，覆土厚度约11.3~16米，最大坡度19‰，最小转弯半径800m。
区间在右K20+735.00处设置1个联络通道兼泵站，联络通道兼泵站采用矿山法施工。
区间基本位于长青街下方，长青街道路红线宽度40米，为城市主干道，双向8车道，交通十分繁忙。
根据钻探揭示，第四系全新统地层在区间内广泛分布，由粉质粘土、砂砾石层组成，构成浑河新扇或浑河高低漫滩相沉积。
全新统冲积相地层上部为粉质粘土、中、粗砂，下部为砾砂、圆砾层，局部为卵石层，砾石、卵石磨圆度较好。
本区间范围内的地下水赋存于圆砾、砾沙等土层中，按埋藏条件划分，属第四系孔隙潜水。
稳定水位埋深约为7.6~8.0m，水位标高36.62~37.10m，含水层厚度约20.0m。
地下水主要补给来源浑河侧向补给及大气降水垂直入渗补给。
主要排泄方式为径流排泄和地下水的人工开采。
地下水流向总的方向是由东向西。
但由于受人工开采地下水的影响，局部地下水流向会有所变化。
场地地下水径流条件良好，成井、除③-1粉质粘土、③-3-1粉质粘土及⑦-4泥砾外，含水层渗透性强，渗透系数k一般在30`100m/之间，水力坡度1.0‰~1.2‰。
区间正线采用盾构法施工，盾构机采用加泥式土压平衡盾构机。
隧道采用单圆断面型式，错缝拼装预制钢筋混凝土管片衬砌。
区间盾构施工方向：
盾左线从文化东路站始发，由泉园一路站接收，经泉园一路站调头后，继续推行区间右线，至文化东路站接收调出.区间隧道施工使用中国铁建重工制造的型号为ZTE6250土压平衡盾构机，始发场地设在广泰门车站。
盾构机从广泰门车站始发，右线盾构由吊出井吊出，左线盾构由石家街车站吊出。
三、管片衬砌背后注浆的方式
盾构施工中，随着盾构的向前推进，当管片脱离盾尾后，在土体与管片之间会形成一道宽度为140mm左右的环行空隙。
若不将这一空隙及时充填则管片周围的土体将会松动甚至发生坍塌，从而导致地表沉降等不良后果。
为此必须采用注浆手段及时将盾尾建筑空隙加以充填。
同时，管片衬砌背后注浆还可提高隧道的止水性能，使管片所受外力能均匀分布，确保管片衬砌的早期稳定性。
3.1同步注浆
1、注浆材料
采用水泥砂浆作为同步注浆材料，该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。
水泥采用42.5抗硫酸盐水泥，以提高注浆结石体的耐腐蚀性，使管片处在耐腐蚀注浆结石体的包裹内，减弱地下水对管片混凝土的腐蚀。
2、浆液配比及主要物理力学指标
根据盾构施工经验，同步注浆拟采用表1所示的配比。
在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定。
同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标:
表1同步注浆材料配比表
水泥（kg）
粉煤灰（kg）
膨润土（kg）
砂（kg）
水（kg）
外加剂
120
245
50
936
315
按需要根据试验加入
胶凝时间:
一般为4～6h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。
对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步缩短胶凝时间。
本区间盾构穿过地层主要是黄土、粘土、砂层。
必要时注浆过程中在一号台车的储浆罐中加入早强剂，进一步缩短胶凝时间，尤其在含水砂层地段。
2、同步注浆主要技术参数
①注浆压力
始发段注浆浆液采用水泥砂浆，在＋3环管片拼装完后，紧固好管片连接螺栓，停止掘进对洞门圈进行封闭注浆，注浆时必须密切关注洞门密封装置的变形情况，出现漏浆及时停止注浆，根据具体情况及时采取相应的措施进行处理。
（1）注浆压力设定
同步注浆时要求在压入口的压力大于该点的静止水压及土压力之和。
注浆压力过大，管片外的土层将会被浆液扰动而造成较大的后期地层沉降及隧道本身的沉降，并易造成跑浆。
而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填充不充足，也会使地表变形增大。
一般注浆压力为2～3bar，通常取注入压力＝地层阻力+0.1～0.2Mpa。
由于从盾尾圆周上的四个点同时注浆，考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要，各点的注浆压力将不同，并保持合适的压差，以达到最佳效果。
在最初的压力设定时，下部每孔的压力比上部每孔的压力略大0.5～1.0bar。
②注浆量
根据刀盘开挖直径和管片外径，可以按下式计算出一环管片的注浆量。
V=π/4×K×L×（D1²-D2²）式中:
V——一环注浆量（m³）
L——环宽（m）
D1——开挖直径（m）
D2——管片外径（m）
K——扩大系数取1.5～2.5
代入相关数据，可得:
V=π/4×（1.5～2.5）×1.2×（6.28²-6.0²）
=4.86～8.10m³/环
根据上面经验公式计算，注浆量取环形间隙理论体积的1.5～2.5倍，则每环（1.2m）注浆量Q=4.86～8.10m³。
针对本区间地质含砂地质取每环5.5m³。
推进过程中根据实际情况进行调整。
③注浆时间和速度
在不同的地层中根据需不同凝结时间的浆液及掘进速度来具体控制注浆时间的长短。
通过控制同步注浆压力和注浆量双重标准来确定注浆时间。
注浆量和注浆压力达到设定值后才停止注浆，否则仍需补浆。
同步注浆速度与掘进速度匹配，按盾构完成一环掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。
注浆结束标准及注浆效果检查。
采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，即当注浆压力达到设定值，注浆量达到设计值的85%以上时，即可认为达到了质量要求。
注浆效果检查主要采用分析法，即根据压力-注浆量-时间曲线，结合地质结构、隧道线形、地表及周围建筑物量测结果进行综合评价。
对拱顶部分采用超声波探测法通过频谱分析进行检查，对未满足要求的部位，进行补充注浆。
3、同步注浆方法、工艺
浆液在地面由HZS40E型砂浆搅拌站进行拌合，通过滑道、管路流到车站中板上的储浆罐中，然后通过管道流入电瓶车上的储浆罐中，最后电瓶车拉着浆罐进洞，把浆液抽到一号台车的储浆罐中。
浆液运输简图见下图。
壁后注浆装置由schwing双缸注浆泵、液压系统、储浆罐、管路、阀件等组成，安装在第一节台车右侧。
当盾构掘进时，注浆泵将储浆罐中的浆液泵出，通过四条独立的输浆管道，通到盾尾壳体内的4根同步注浆管，对管片外表面的环行空隙中进行同步注浆，见图1同步注浆示意图，在每条输浆管道上都有一个压力传感器，在每个注浆点都有压力传感器以对该点的的压力进行控制；泵的每个泵送缸有冲数计数器，泵的活塞杆每往复一次完成一次计数（即为一个冲数）；同时该系统设计了注浆方量显示，即系统根据各泵的冲数之和自动计算注浆方量。
当压力达到最大时，控制系统就会自动使注浆泵停止工作，而当压力达到最小时，控制系统就会自动启动注浆泵。
盾尾密封采用三道钢丝刷加注盾尾油脂密封，确保周边地基的土砂和地下水、同步注浆浆液、开挖面的水和泥土从外壳内表面和管片外周之间缝隙不会流入盾构里，确保壁后注浆的顺利进行。
注浆量和注浆压力的大小可以实现自动控制和手动控制，手动控制可对每一条管道进行单独控制，四路注浆可同时启动，也可单独启动，这样利于采用注浆辅助纠偏及曲线掘进，特别是小曲线地段，控制不同点位的注浆速度及方量以满足盾构掘进纠偏的的需要；自动控制可实现对所有管道的同时控制，通过程序的设置，对不同点位的注浆泵注浆压力及流量单独设置，通过压力、流量双重控制。
注浆工艺流程及管理程序见“图2管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序”。
图1同步注浆示意图
图2管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序
4、同步注浆的注意事项
在开工前制定详细的注浆作业指导书，并进行详细的浆材配比试验，选定合适的注浆材料及浆液配比。
制订详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析，及时做出P（注浆压力）－Q（注浆量）－t（时间）曲线，分析注浆速度与掘进速度的关系，评价注浆效果，反馈指导下次注浆。
成立专业注浆作业组，由富有经验的注浆工程师负责现场注浆技术和管理工作。
根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果，及时进行信息反馈，修正注浆参数和施工工艺，发现情况及时解决。
做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，每次注浆结束及时对注浆管路及设备进行清洗，保证注浆作业顺利连续不中断进行。
环形间隙充填不够、地层变形不能得到有效控制或变形危及地面建筑物安全时、或存在地下水渗漏区段，在必要时通过吊装孔对管片背后进行二次补强注浆。
3.2二次注浆
同步浆量按照理论计算，应该为盾构穿越地层产生空隙量的150%～250%，但是在实际施工中，同步注浆注入量即使达到250%也不能完全控制住地面沉降值，原因可能有3个：
一是同步注浆的浆液不能完全填充满盾构开挖产生的建筑空隙；二是地层渗透系数太大，浆液流失到地层中；三是同步注浆的浆液在凝固时体积会产生收缩。
在如下情况下进行二次注浆：
当管片裂缝、接缝渗漏水、错台严重及地面沉降控制较高的地段或在盾构施工对地表建筑物或管线影响较大地段，采用二次注浆来控制沉降。
本区间控制沉降较高的地方主要是下穿建筑物和管线的区段，为了防止地面沉降过大，在左线ZDK35+160～ZDK35+230段及右线YDK35+040～YDK35+130、YDK35+190～YDK35+300段推进过程中，管片脱出盾尾10环后对管片背后进行二次注浆。
1、二次注浆的注浆方式
根据地质情况，可注水泥浆液（水、水泥）对背衬进行填充，或水泥浆＋水玻璃的双液浆，以缩短浆液的凝固时间，达到迅速封堵渗漏或填充地层空隙，控制地层沉降或渗漏。
2、注浆浆液的配比
二次注浆采用水泥浆以及水玻璃双液浆，二次注浆总的配比为（以下为参考值具体根据地质情况由实验确定，）：
水泥浆：
水：
水泥＝100kg：
150kg
水玻璃双液浆：
水泥浆水灰比1:
1.5，水泥浆和水玻璃比例1∶1，水玻璃的波美度Be'=35～40，模数M=2.8～3.1。
双液浆的凝结时间控制在1～3分钟的范围内，利于浆液扩散和施工操作，减少堵管情况的发生。
3、注浆参数
二次注浆的水泥浆注浆压力为0.2Mp～0.4Mp，浆液流量：
10～15L/Min（由注浆泵的流量确定），使浆液能沿管片外壁较均匀的渗流，而不致劈裂土体，形成团状加固区，影响注浆效果；水玻璃双液浆注浆压力为0.3Mp～0.4Mp。
注浆孔位置选择在管片环的左上侧或者是右上侧部位。
形成有一定范围的环箍，从而限制隧道的变形和沉降。
注浆孔位为封顶块和临接块的中心孔，即通常选9～3点位置，在特殊情况下，根据沉降情况或辅助纠偏的需要，具体确定。
二次补浆注浆孔示意图
每5环注浆量一般约为2m3，并根据实际隧道沉降监测情况调整，以保证隧道线形在规范要求范围内。
4、施工设备
注浆设备安放在最后一节台车上，主要由一个水泥浆搅拌机、一个水玻璃储存筒、一个注浆泵。
注浆泵采用双液注浆泵，安有两个控制阀和两个压力表，可以控制每种浆液的压力和流量，水玻璃和水泥浆液通过两个高压软管在混合阀处混合。
设备
数量
液压注浆机
1台
砂浆搅拌罐
1台
水玻璃储存桶
2个
注浆管
若干
5、注浆过程控制
（1）检查注浆系统是否处于正常工作状态，压力表是否正常；
（2）用冲击电钻钻通吊装孔底部的混凝土，再用长于1米的∮25螺纹钢打通同步注浆层，钻孔过程中施工人员戴上防护眼罩及口罩，防止喷浆伤到施工人员。
钻通后迅速在吊装孔上安装连接阀（连接阀处于关闭状态），防止涌水，然后将混合阀与连接阀连接，然后再次检查管路连接的密封性；
在注双液浆水泥浆、水玻璃分2路，在注浆孔处的三通处混合，注浆组件由注浆头（与管片注浆孔连接）、球阀、压力表、三通、止回阀组成。
（3）在浆液搅拌机中按设计的水灰比进行浆液拌制，浆液搅拌完成放入储液罐时加滤网，严禁浆液中有结块存在，以免注浆管堵塞；
（4）进行二次注浆时，起动注浆泵，然后先打开水泥浆控制阀，待水泥浆液流量稳定后再打开水玻璃浆液控制阀；
（5）在二次注浆结束时，先停止水玻璃浆液泵入，10～15秒后再停止水泥浆液泵入；
（6）注浆完毕后，及时冲洗混合阀、连接阀门及管路，使之可顺利进行下一次注浆；
（7）二次注浆结束后，迅速关闭球阀，在下一环注浆时，球阀不得卸掉，待浆液完全凝固时再拆掉球阀，对每一个注浆孔进行密封，以防渗水。
注浆孔密封圈和注浆管盖密封圈均采用缓膨胀型遇水膨胀橡胶制品。
四、洞门注浆
盾构机进出洞时管片背后注浆采取同步注浆及二次补注浆方法，浆液采用单浆液和双浆液。
同步注浆时密切注意洞门漏浆情况，一旦发现漏浆情况立即停止注浆，然后用棉絮对洞门漏浆处进行封堵处理，如果还漏浆就采取注水泥浆和水玻璃混合液对洞门进行封堵。
洞门处管片脱出盾尾10环后，对洞门处2到3环管片上部进行二次补注浆，确保管片背后注浆饱满。
五、质量控制
5.1工程质量保证制度：
成立工程项目经理负责人质量管理小组，完善质量保证体系的质量管理责任制，严格按照质量体系中规定的责权要求运行。
质量管理组织架构图见下图
项目经理：
高文
总工程师：
毛建斌
项目副经理：
薛建国
试验室郭金峰
机电物资部吕英男
安质部贺剑飞
工程管理部贾振龙
二次注浆作业班
同步注浆作业班
定期召开质量分析会议，组织质量教育，严格执行“三检”制度，加强技术交底工作，强化工序控制，由责任心强经验丰富的工程师提任质量控制人员，配合监理工程师实施监督检查，保证工程质量。
加强现场施工材料管理，严格执行进料检验程序，保证施工材料满足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。
配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全各种资料、原始记录、使之成为评价工程质量的重要依据。
加强与甲方，监理的配合，认真接受指导和监督。
5.2工程质量措施：
配料：
采用经计量准确的计量工具，严格按照以设计配方配料施工。
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，专人操作。
当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时，应立即停止注浆，每段注浆量应严格设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。
注浆完成后，应采用措施保证注浆水不溢浆跑浆。
每道工序均要按排专人，负责每道工序的操作记录。
整个注浆施工应密切注意和防止地面出水溢浆等情况，加强对施工地段的沉降观测。
注浆前必须做好充分的注浆准备，注浆一经开始应连续进行，力求避免中断。
每根施工结束后，要及时清洗浆管，避免堵管，对于沉积凝固严重的注浆管要及时更换。
六、注浆过程中出现问题时应对措施
1、推进过程中注浆管路不通时，立即停止掘进，查找原因，把盾尾处的阀门关闭，逐节检查管路，及时疏通被堵位置。
盾尾处管路堵塞时，先用高压水枪进行疏通，高压水枪疏通不了时，用电钻进行疏通，最后用高压水清洗。
其它管路堵塞时，用敲击振动加高压水枪冲洗的方法进行疏通。
2、推进过程中盾尾漏浆时，立即停止掘进，加大盾尾密封油脂注入量，然后试推进观察盾尾漏浆情况，盾尾不漏浆后正常推进。
3、地面沉降过大时，除了在沉降位置二次注浆外，调整同步注浆的注浆量，更改配比，缩短胶凝时间。
4、推进过程中因注浆问题导致掘进暂停时，尽快排除故障，在此期间粘土地层往土仓注入发泡剂搅拌2到3圈停机保压，砂层地层往土仓注入膨润土停机保压。
七、安全措施及文明施工
7.1安全措施：
建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。
注浆泵及高压管路必须验试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，方准施工。
每次注浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。
安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保联接完好。
注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。
注浆时不得随意停水停电，必要时要事先通知，待注浆完成并冲洗后才可停水停电。
注浆施工期间，必须有专门机电修理工，以便出现机械和电器故障时能及时处理。
注浆现场操作人员必须配制安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。
7.2文明施工：
围挡设施：
施工现场围挡应封闭严密、完整、牢固、美观，上口沿要平、外立面要直，高度不低于1.8m，沿街围挡应使用金属板材。
施工现场的各种标牌字体应书写正确、规范、工整、美观，并经常保持整洁完好。
施工现场内整洁，无杂物。
施工现场要有排污池，及时清理沉淀物，保持现场清洁。
升级会员 