盾构同步注浆及二次补浆施工方案.docx
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盾构同步注浆及二次补浆施工方案
中建交通建设集团有限公司
深圳市城市轨道交通9号线工程9104-3标段
同步注浆及二次补浆施工方案
编制人：
审核人：
审批人：
中建交通建设集团有限公司
深圳市城市轨道交通9号线工程9104-3标段
2014年04月
第一章编制说明.错误!
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1.1编制依据错误!
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1.2编制原则错误!
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1.3章、节及图、表编目说明错误!
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第二章工程概况.错误!
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2.1工程简介错误!
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2.2区间地质概况错误!
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2.3区间水文地质概况错误!
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第三章同步注浆.错误!
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3.1同步注浆的方式与定义错误!
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3.2盾构同步注浆错误!
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3.3上软下硬地层同步注浆.错误!
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第四章二次补浆.错误!
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4.1二次补浆目的错误!
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4.2防水、堵漏提高隧道抗渗能力错误!
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4.3二次补浆的注浆方式及浆液配比错误!
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4.3注浆压力及注浆量错误!
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4.4施工设备错误!
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第五章应急预案.错误!
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5.1建立应急组织机构，明确责任分工错误!
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5.2应急物资错误!
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5.3突发事件应急预案错误!
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第六章质量控制.错误!
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6.1工程质量保证制度错误!
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6.2工程质量措施错误!
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第七章安全措施及文明施工.错误!
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7.1安全措施错误!
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7.2文明施工
错误!
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第一章编制说明
1.1编制依据
序号
一、设计图纸
1
深圳市地铁9号线工程初步设计（修编稿）第八篇区间园岭站-红岭站区间（第五册）
2
深圳市地铁9号线工程初步设计（修编稿）第八篇区间红岭站-大剧院站区间（全一册）
3
深圳市地铁9号线工程初步设计（修编稿）第八篇区间大剧院站-鹿丹村站区间（全一册）
二、施工合同
1
深圳市城市轨道交通9号线项目合同
三、施工规范及参照规范
1
《城市轨道交通工程测量规范》（0308-2008）
2
《地下防水工程质量验收规范》50208-2011
3
《建筑抗震设计规范》50011-2010
4
《建筑施工现场环境与卫生标准》146-2004
5
《铁路隧道施工规范》（10204-2002）
6
《铁路隧道工程施工质量验收标准》（1-2002）
7
《盾构法隧道施工与验收规范》（50446-2008）
8
《建筑施工现场环境与卫生标准》146-2004
9
《深圳市地铁9号线工程勘察设计总承包合同》
10
《深圳市地铁9号线工程初步设计技术要求》
11
《深圳市地铁9号线工程初步设计文件组成与内容》
12
《深圳市地铁9号线工程机电系统对土建的要求》
14
《初步设计文件编制和电子文件统一规定》（正式稿）（2010.04）
15
《地下铁道工程施工及验收规范》50299-1999（2003年版）
16
《深圳市城市轨道交通9号线工程初步设计》预评审会专家组评审意见（2011年12月）
四、质量保证手册、程序文件及项目管理手册
1
中建交通建设集团有限公司项目质量管理手册
2
中建交通建设集团有限公司《质量环境职业健康安全管理手册》及相关程序文件
3
中建交通建设集团有限公司项目管理手册
五、其他依据
1
已审批的施工用地，临时供水、供电等条件及施工现场的具体情况
2
现场踏勘及调查所取得的第一手资料
3
我单位现有的技术水平，施工管理水平和机械设备配套能力以及在施工中已经积累的宝贵经验和教训
4
国家现行的其他有关法律法规、行业规范、行业标准及深圳市现行的有关文件、规定
5
我公司投入本工程的技术力量、管理机构、机械设备、财务实力
业主、总体组及其它相关部门提供的基础资料。
6
相关的人、材、机定额
1.2编制原则
1）严格执行国家和深圳市有关工程建设的各项方针、政策、规定和要求；
2）遵守、执行合同各条款的具体要求，确保实现业主要求的工期、质量、安全、
环境保护、文明施工和职业健康等各方面的工程目标；
3）在认真、全面理解设计文件的基础上，结合工程情况，应用新技术成果，使施工组织设计具有技术先进、方案可靠、经济合理的特点。
1.3章、节及图、表编目说明
本施工组织设计分章、节编制，连续编号，即以章、节进行统一编号。
图表按章分别编号：
表的编号形式为：
表，表示该表所在章、节，z表示该表在该章节的图号顺序，如表3.3-1表示第三章第三节中第1张表；图的编号形式为：
图，含义与表相同。
第二章工程概况
2.1工程简介
中建交通建设集团有限公司深圳市轨道交通9号线工程9104-3标段园岭-鹿丹村站
共有3个区间，分别是园岭站〜红岭站区间、红岭站〜大剧院站区间和大剧院站〜鹿丹
村站区间。
1、园岭站〜红岭站区间
区间设计起点里程为右20+389.300（左20+389.300），设计终点里程为右21+081.600（左21+081.600）。
区间右线累计全长697.493m（长链5.193m）,左线累计全长698.140m（长链5.840m）,于20+625.970处设置联络通道。
区间从园岭站南端出发后，左右线均以1500m半径的曲线由红岭中路东侧路侧转向红岭中路路中，之后区间一直沿红岭中路路中南行，直至止于红岭站北端。
两站之间的线路为单坡形式，最大坡度-28.289%°。
隧道顶板覆土厚度为10〜18m
2、红岭站〜大剧院站区间
区间设计起点里程为右21+264.600（左21+239.600），设计终点里程为右22+017.200（左21+017.200）。
区间右线累计全长752.492m（短链0.108m）,左线累计全长777.543m（短链0.057m）,于21+500.000处设置联络通道。
区间从红岭站出站后，沿红岭中路南行，区间左线局部下穿大剧院一层地下停车场，在深南中路路口穿越红岭人行地道，上跨既有地铁一号线科大区间、地铁二号线燕大区间后，至V达大剧院站。
最小曲线半径为R1000m区间线路纵断面为单坡形式，最大坡
度为10.971%，隧道覆土7〜19m。
3、大剧院站〜鹿丹村站区间
区间设计起点里程为右22+126.817（左22+126.844），设计终点里程为右22+610.000（左22+610.000）。
区间右线累计全长484.983m,左线累计全长459.538m（短链25.418m）。
区间采用盾构法施工，隧道内径为5400。
区间从大剧院站出站后，在金华街路口以350n半径转入深圳城建开发集团和滨苑小区，下穿14栋多层建筑，转入滨河大道后至达鹿丹村站。
区间线路最小曲线半径为350m，总体场地条件较差，线路纵断面为单坡形式，最大坡度为28%，隧道顶覆土8〜22m。
2.2区间地质概况
1园岭站〜红岭站区间
本区间地形起伏较小，地貌属台地，地面高程8.9m〜17.4m。
两侧建筑物密集，下穿红岭中路，地面交通繁忙。
本区间隧道穿越的地层主要为硬塑状砾（砂）质粘土、全风化花岗片岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩。
右线隧道在20+881.420+981.4处遇上软下硬地层，下方基岩为＜12-4＞微风化花岗岩（全断面穿越硬岩约13m）,单轴抗压强度达到100以上，上方为＜12-1＞、＜12-2＞全、强风化花岗岩。
左线区间隧道在20+881.420+981.4
处遇上软下硬地层，下方基岩为＜12-4＞微风化花岗岩（89*3.7m），单轴抗压强度达到100以上，上方为＜12-1＞、＜12-2＞全、强风化花岗岩。
2、红岭站〜大剧院站区间
本区间所处地形为冲积滨海积平原，区内地势平坦，地面高程一般在2.1-10.0m之间。
基底为花岗岩，上部发育冲积一海积砂，地面被建筑物，道路覆盖，原始地貌不复存在或变得极为模糊。
本区间隧道穿越的地层主要为硬塑状砾（砂）质粘土、全风化花岗片岩、强风化花岗岩，区间左线在21+225.705处遇上软下硬地层，上方为全风化花岗岩，下方基岩为中风化花岗岩、上软下硬地层长度54.7m
3、大剧院〜鹿丹村站区间
区间所处地形为河谷冲积平原，地面高程一般在5.010.0m之间，下伏基岩为侏罗系岩石，上部发育为冲积粘土，圆、卵石等地面被道路覆盖，原始地貌不复存在或变的极为模糊。
区间穿越隧道地层主要为硬塑状砾（砂）质粘性土、全风化岗岩片、强风化花岗岩、中、微风化花岗岩，在里程22+239.341处存在地质断裂带：
隧道在22+342.902处有基岩侵入，基岩段全长约222.5m全断面基岩段长75.7m
2.3区间水文地质概况
1、园岭站〜红岭站区间本区间原始地貌为台地，其地势平坦。
本场地揭露第四系地层为人工填土层，冲洪积层及残积层，基岩为燕山期花岗岩。
地下水位的变化受地形地貌和地下水补给来源等
因素控制。
勘察期间揭露地下水稳定水位埋深3.60〜4.90m,标高10.38〜14.06m。
地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，每年二月起随降雨量增加，水位开始逐渐上升,到六月至九月处于高水位时期（丰水期）,九月以后随着降雨量减少,水位缓慢下降,到十二月至次年二月处于低水位期（枯水期）。
2、红岭站〜大剧院站区间
本区间原始地貌为台地及其间沟谷区,其地势平坦,本场地揭露第四系地层为人工填土层,冲洪积层及残岩层,基岩为燕山期花岗岩。
地下水位的变化地形和地貌和地下水补给来源等因素控制。
勘察期间揭露地下水稳定水埋深1.90-6.30m标高-0.25-3.98m。
3、大剧院〜鹿丹村站区间地貌属于河谷冲积平原,现地势平坦。
本场地揭露第四系地层为人工填土层,冲洪
积层及残积层,基岩为花岗岩。
地下水位的变化受地形地貌和地下水补给来源等因素控制。
勘察期间揭露地下水稳定水位埋深1.50-4.50m标高0.47-3.26m,平均标高1.74m
第三章同步注浆
3.1同步注浆的方式与定义
同步注浆是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行。
浆液在盾尾空隙形成的瞬间及时起到充填作用，从而使周围岩体获得及时的支
撑，可有效地防止岩体的坍陷，控制地表的沉降。
在地层稳定性差，采用模式掘进时，同步注浆的重要意义更为明显。
3.2盾构同步注浆
当管片脱离盾尾后，在土体与管片之间会形成环形空隙。
同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早与地层共同作用，防止地面变形过大而危及周围环境安全，同时作为管片外防水和结构加强层。
（1）注浆材料及配比设计
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3.2-1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3.2-1同步注浆材料配比和性能指标表
水泥（）
粉煤灰（）
膨润土（）
砂（）
水（）
外加剂
80〜140
200〜300
40〜60
600〜800
460〜550
按需要根据试验加入
A.胶凝时间：
一般为3〜10h，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。
B.固结体强度：
一天不小于0.2，28天不小于2.5
C.浆液结石率：
＞95%即固结收缩率＜5%
D.浆液稳定性：
倾析率（静置沉淀后上浮水体积与总体积之比）小于5%
（2）同步注浆主要技术参数
1）注浆压力
注浆压力略大于该地层位置的静止水土压力，同时避免浆液进入盾构机的土仓中。
最初的注浆压力是根据理论静止水土压力确定的，在实际掘进中将不断优化。
如果注浆压力过大，会导致地面隆起和管片变形，还易漏浆。
如果注浆压力过小，则浆液填充速度赶不上空隙形成速度，又会引起地面沉陷。
一般而言，注浆压力取1.1〜1.2倍
的静止水土压力，最大不超过3.0〜4.0。
由于从盾尾圆周上多点同时注浆，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尽相同，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0.5〜1.0。
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。
22
n/4XKXLX（D2）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
代入相关数据，可得：
n/4X（1.5〜2）X1.5X（39.4-36）
=6.0〜8.0m3/环
根据上面经验公式计算每环（1.5m）注浆量6.0〜8.0m3。
3）注浆时间和掘进速度在不同的地层中需根据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。
做到“掘进、注浆同步，不注浆、不掘进”，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
4）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，即根据压力一注浆量-时间曲线，结合管片、地表及周围建筑物量测结果进行综合评价。
必要时，对拱顶部分可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
壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件，继续注浆。
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、衬背
注浆材料、开挖面的水和泥土不会从外壳内表面和管片外周部之间空隙流入盾构机内部，确保壁后注浆的顺利进行。
图3.2-2同步注浆示意图
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
进行单个控制，而自动控制可实现对所有管道的同时控制。
注浆工艺流程及管理程序见图3.2-3管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序。
注浆效果参见图3.2-4。
注浆系统准备
图3.2-3管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序
图3.2-4注浆效果图
（4）同步注浆的注意事项
1）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。
2）制订详细的注浆施工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。
3）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。
4）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。
5）做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，定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。
6）每环掘进之前，都要确认注浆系统的工作状态处于正常，并且浆液储量足够，掘进中一旦注浆系统出现故障，立即停止掘进进行检查和修理。
3.3上软下硬地层同步注浆
同步注浆配比见表3.3-1。
在上软下硬地层掘进时，同步注浆以注浆压力控制为主，由于地层稳定性差，地层在延迟注浆的时间内可能会发生坍塌，注浆量可能会较硬岩段有一定量的减少，但注浆压力不得小于3.5,注浆量为6m3
试验编号
水泥
粉煤灰
膨润土
细砂
水
配比
160
341
56
779
446
第四章二次补浆
4.1二次补浆目的
同步背后注浆结束后，浆液在凝固的过程中会有1.4%左右的体积收缩，而工程地
质主要是上软下硬地层浆液易发生流失，在管片背面会形成空腔。
由于空腔的存在，此处地层易发生坍塌变形，随围岩松动范围扩大，会引起地面沉降。
用二次注浆及时填充管片背面的空腔，使地层没有发生变形的空间，有效地控制地面下沉。
盾构机穿越后考虑到环境保护和隧道稳定因素，如发现同步注浆有不足的地方，通过管片中部的注浆孔进行二次补注浆，补充一次注浆未填充部分和体积减少部分，从而减少盾构机通过后土体的后期沉降，减轻隧道的防水压力，提高止水效果。
4.2防水、堵漏提高隧道抗渗能力
盾构隧道成形之后，由于同步注浆不饱满或因浆液凝固体积收缩，管片背面形成空腔，在富水层里，地下水会在此汇集形成水囊，如果管片止水条松动或止水条处混凝土开裂掉块，形成渗水通道。
水囊里的水就会从渗水通道进入隧道，即造成隧道渗水。
通过二次注浆，用浆液完全填充空隙，把水囊缩小或消灭，使管片背面的空隙水压减小，可有效控制渗水，达到防水目的。
4.3二次补浆的注浆方式及浆液配比
（1）注浆方式
首先是人工凿开管片吊装孔，再插入注浆管注浆。
先注水泥浆液（膨润土、粉煤灰、黄沙、水、水泥）对背衬进行填充，然后是注水玻璃双液浆对注浆孔（开孔位置）进行封口。
（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：
（3）
1）水泥浆：
膨润土：
粉煤灰：
黄沙：
水：
水泥=100:
400:
680:
430:
160
2）水玻璃双液浆：
水泥浆水灰比0.5，水泥浆和水玻璃比例1：
1。
4.3注浆压力及注浆量
二次注浆的水泥浆注浆压力为0.2〜0.4，浆液流量：
10〜15,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0.3〜0.6o
二次注浆一般每5环注一次。
形成有一定范围的环箍，从而限制隧道的变形和沉降。
注浆孔位为支撑块和连接块的中心孔，长区间如遇邻接块注浆孔封住时，在下一环注浆。
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。
4.4施工设备
二次注浆使用专用的泥浆泵，注浆前凿穿管片吊装孔外侧保护层，安装专用注浆接
头。
所需设备如表4.4-1所示。
表4.4-1施工设备数量统计
设备
数量
液压注浆机
1台
灰浆输送泵
1台
储浆桶
2个
注浆管
若干
第五章应急预案
5.1建立应急组织机构，明确责任分工
本工程成立以项目经理为组长，项目副经理、总工、盾构经理为副组长，各部门盾
构施工负责人为组员的盾构施工事故应急领导小组，下设通讯联络组、技术支持组、保
卫协助组、应急救援组、安全检查组、物资保障组等6个应急处理小组。
项目部应急组织机构如下：
图5.1-1应急组织体系框图
组成人员联系方式如下：
组长：
屈飞鹏（项目经理）
手机：
副组长：
练明（项目副经理）
手机：
罗泽华（项目总工）
手机：
丁平（盾构经理）
手机：
成员：
王磊手机：
魏帅
手机：
樊涛手机：
李家林
手机：
屈夏手机：
各应急组织的分工职责如下：
应急领导小组。
负责指挥、协调和组织事故的应急救援工作，解决事故救援及调查处理工作中的问题；及时检查应急救援预案的落实情况，做出相应的决策。
（1）应急领导小组组长任项目应急救援总指挥，其职责：
1）分析紧急状态确定相应报警级别，根据相关危险类型、潜在后果、现有资源控
制紧急情况的行动类型；
2）指挥、协调应急响应行动；
3）与项目外应急响应人员、部门、组织和机构进行联络；
4）直接监察应急操作人员行动；
5）最大限度地保证现场人员和救援人员及相关人员的安全；
6）应急响应组织的启动；
7）应急评估、确定升高或降低应急警报级别；
8）向上级部门及领导通报事故情况，决定请求外部援助；
9）决定应急措施，决定事故现场外影响区域的安全性。
（2）通讯联络组职责：
1）确保与项目经理和外部联系畅通、内外信息反馈迅速；
2）保持通讯设施和设备处于良好状态；
3）负责应急过程的记录与整理及对外联络。
（3）技术支持组职责：
1）提出抢险抢修及避免事故扩大的临时应急方案和措施；
2）指导抢险抢修组实施应急方案和措施；
3）修补实施中的应急方案和措施存在的缺陷；
4）绘制事故平面图，标明重点部位，向外部救援机构提供准确的抢险救援信息资料。
（4）保卫协助组职责：
1）设置事故现场警戒线、岗，维持工地内抢险救护工作正常运行；
2）保持抢险救援通道的畅通，引导抢险救援人员及车辆的进入；
3）协助交警部门疏导交通；
4）抢险救援结束后，封闭事故现场直到收到明确解除指令。
（5）应急救援组职责：
1）实施抢险抢修的应急方案和措施，并不断加以改进；2）寻找受害者并转移至安全地带；
3）在事故有可能扩大进行抢险抢修或救援时，高度注意避免意外伤害；
4）抢险抢修或救援结束后，直接报告项目经理并对结果进行复查和评估。
（6）安全检查组职责：
负责进行岗前安全教育培训、工作中日常安全检查及事故分析，严格安全操作程序,督促检查安全防护品的佩带和使用，安全设施的设置与使用；作好职业健康安全管理工作，并保存各种记录，保证其畅通、有序、有效运行；负责安全考核制度的实施。
（7）后勤保障组职责：
1）保障系统内各组人员必须的防护、救护用品及生活物质的供给；
2）提供合格的抢险抢修或救援的物资及设备。
5.2应急物资
应急资源的准备是应急救援工作的重要保障，项目部应根据潜在的事故性质和后果分析，配备应急资源，包括：
救援机械和设备、交通工具、医疗设备和必备越频、生活保障物资。
表5.2-1主要应急物资、机械设备储备表
应急类型
名称
数量
存放的地点
性能
管理人
急救车辆
瑞丰商务车
1辆
综合部
完好
王石石
急救通讯
移动电话
20部
个人保管
完好
设备
对讲机
12部
测量组
完好
殷允涛
水管
100m
库房
完好
胡荣和
电缆
200米
库房
完好
胡荣和
编织袋
500个
库房
完好
胡荣和
应急物资
污水泵
5台
库
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