袖阀管注浆方案.docx
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袖阀管注浆方案
南宁市轨道交通3号线一期工程（科园大道-平乐大道）施工总承包02标土建08工区
金湖广场站袖阀管注浆施工方案
编制：
审核：
审批：
中铁一局集团有限公司
南宁轨道交通3号线02标土建08工区项目部
2015年10月9日
1.编制依据
（1）南宁市轨道交通3号线一期工程（科园大道-平乐大道）施工总承包02标相关合同文件；
（2）南宁市轨道交通3号线工程（科园大道-平乐大道）施工图设计，第四篇“车站”，第十四册“金湖广场站”，第二分册“结构与防水”，第一部分“主体围护结构”；
（3）《南宁市轨道交通3号线02标工程金湖广场站详细勘查阶段岩土工程勘察报告》；
（4）《南宁市城市轨道交通3号线地下管线探测成果》；
（5）适用于本工程的国家、广西壮族自治区南宁市相关技术规范、标准、规程及法规文件等。
（6）现场调查所掌握的情况及资料。
（7）以往类似工程施工经验。
（8）相关技术规范及规程：
《工程测量规范》（GBJ50026-2007）；
《地下铁道工程施工及验收验收规范》（GB50299-1999）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）（2011版）；
《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-2011）；
2.工程概况
金湖广场站位于金湖路与民族大道交叉路口北侧,沿金湖路呈南北走向敷设,该站为南宁市轨道交通3号线工程（科园大道-平乐大道）第14座车站,为1、3号线通道换乘车站。
本站为地下四层双柱三跨结构，采用岛式站台，负一层为物业层，负二层为站厅层，负三层为设备层，负四层为站台层。
车站主体结构外包总长150.0m（不含围护结构），标准段宽25.1m（不含围护结构），结构高度为26.92m。
站台宽度为16m，有效站台长度为120m。
车站顶板覆土约3.5m。
本站主体基坑采用明挖顺筑法施工，采用1200mm地下连续墙+内支撑的支护体系。
车站主体结构抗浮采用抗拔桩和抗浮压顶梁联合抗浮。
3.工程地质及水文地质条件
3.1场地条件
建筑场地类别判定为Ⅱ类场地。
3.2岩土分层及特性
根据《南宁市轨道交通3号线工程C标段金湖广场站详细勘察阶段岩土工程勘察报告》（浙江华东建设工程，2015.06），本站站址范围内各地层岩性由上到下大致为:
1）人工堆积：
主要为第四系全新统人工堆积的①1圆砾填土、①2素填土。
①1圆砾填土（mlQ4）：
灰、灰黄色，稍密～中密，主要以含粘性土圆砾为主，圆砾粒径以0.5～4cm为主，中粗砂及少量粘性土充填，表层30cm为沥青路面，局部孔段夹有块石。
实测重型动探击数5～29击，平均值15.0击，该层大部分分布，共21个钻孔揭露该层，层厚2.40~4.60m，层顶埋深0.00m，层顶标高75.31~76.60m。
①2素填土（mlQ4）：
灰、灰黄、紫红色，主要以粘性土为主，含少量碎石、砖瓦碎屑，碎石最大粒径大于20cm，局部孔段夹有粉砂及砾砂。
大部分分布，共18个钻孔揭露该层，层厚0.40～3.50m，层顶埋深0.00～4.10m，层顶标高71.65～76.06m。
2）冲积层：
主要为第四系晚更新统望高组冲积的②3-2粉质粘土、③1粉土、④1-1粉砂、④2-2中砂、⑤1-1圆砾。
②3-2粉质粘土（alQ3w2）：
灰黄色，硬塑，含铁锰质斑点，偶见铁锰质结核，为中等压缩性土。
实测标准贯入试验锤击数N=11～24击，平均值为18.6击。
大部分分布，共23个钻孔揭露该层，层厚3.00～7.20m，层顶埋深2.40～6.40m，层顶标高69.63～73.03m。
③1粉土（alQ3w2）：
灰黄、灰色，很湿，稍密状，含粘性土，局部夹粉砂，为中等压缩性土。
实测标准贯入试验锤击数N=4～12击，平均值为7.8击。
大部分分布，共23个钻孔揭露该层，层厚4.70～9.90m，层顶埋深7.00～11.00m，层顶标高64.45～69.06m。
④1-1粉砂（alQ3w2）：
灰黄、灰色，饱和，稍密状，颗粒成分以石英砂为主，局部含砾石，颗粒较不均匀，为中等压缩性土。
实测标准贯入试验锤击数N=8～22击，平均值为11.3击。
大部分分布，共21个钻孔揭露该层，层厚1.00～4.50m，层顶埋深13.50～17.50m，层顶标高58.54～62.00m。
④2-2中砂（alQ3w2）：
灰色，饱和，中密，颗粒成分以石英砂为主，部分孔段为粉细砂，颗粒较均匀，为中等压缩性土。
实测标准贯入试验锤击数N=21.0～33.0击，平均值为27.5击。
大部分分布，共23个钻孔揭露该层，层厚1.00～7.20m，层顶埋深14.40～20.00m，层顶标高55.31～61.66m。
⑤1-1圆砾（alQ3w2）：
灰色，饱和，中密为主，局部稍密，圆砾粒径以0.2～2cm为主，含量30～50％；卵石粒径2～6cm为主，最大粒径10cm，含量10～25％；母岩成分以硅质岩、石英岩为主，其中石英含量约占20-35%，亚圆形，填充中粗砂，为低压缩性土。
实测圆锥重型动探击数7～31击，平均值16.2击。
大部分分布，共23个钻孔揭露该层，层厚2.90～5.70m，层顶埋深19.00～22.20m，层顶标高53.44～56.55m。
3）古近系地层
根据钻探揭露，本场区下伏基岩主要主要为古近系泥岩、泥质粉砂岩（E）。
根据其岩性的不同，分为⑦1层泥岩、⑦2层泥质粉砂岩和⑦4层炭质泥岩（泥煤、泥岩）。
⑦1-3层泥岩（E）：
青灰色、灰色，成岩程度较深，呈半岩半土状，岩芯呈柱状，泥质结构，局部含粉砂质，相变为粉砂质泥岩，层理不明显，切面光滑，有腊状光泽。
未发现空洞和软弱夹层。
实测标准贯入试验锤击数N=50～80击，平均值为64.4击。
岩体基本质量等级
级。
部分分布，共23个钻孔揭露该层，最大揭露层厚12.6m，层顶埋深24.30～64.30m，层顶标高10.87～51.20m。
⑦2-2层泥质粉砂岩（E）：
灰色、灰白色，成岩程度较浅，呈密实砂状，含泥质，层理不明显。
实测标准贯入试验锤击数N=35～50击，平均值为43.3击。
岩体基本质量等级
级。
未发现空洞和软弱夹层。
部分分布，共14个钻孔揭露该层，层厚0.90～5.60m，层顶埋深24.00～28.70m，层顶标高46.74～51.55m。
⑦2-3层泥质粉砂岩（E）：
灰、灰白色，成岩程度较深，呈半岩半土状，岩芯呈柱状，砂质结构，层理不明显。
实测标准贯入试验锤击数N=50～150击，平均值为80.8击。
岩体基本质量等级
级。
未发现空洞和软弱夹层。
大部分分布，共23个钻孔揭露该层，最大揭露层厚32.00m，层顶埋深24.90～57.30m，层顶标高18.26～50.69m。
⑦4层炭质泥岩（E）：
灰黑色，半岩半土状，性脆，污手，易干裂。
岩芯多呈柱状。
未发现空洞和软弱夹层。
岩体基本质量等级
级。
全场零星分布，共7个钻孔揭露，层厚0.40～1.20m，层顶埋深24.60～54.50m，层顶标高21.45～50.95m。
3.3水文地条件
①地下水的赋存与补给
拟建场地附近无地表水分布。
根据地下水的含水介质、赋存条件、水理性质和水力特征，勘探揭露范围内场地地下水类型主要是上层滞水、第四纪松散岩类孔隙承压水和碎屑岩类孔隙裂隙水，分述如下：
a）上层滞水
沿线均有分布，主要接受大气降水和自来水、雨水、污水等地下管线的垂直渗漏补给。
不同地段含水层的渗透系数相差很大，补给方式和补给量悬殊较大，形成上层滞水分布不均匀，水位不连续、高低变化很大的特点。
含水层为人工填土层。
b）孔隙承压水
主要赋存于第四系上更新统望高组冲积的③1粉土、④1-1粉砂、④2-2中砂、⑤1-1圆砾层中，该4层含水层相互连通，隔水层为上部的②3-2粉质粘土，水量丰富，与邕江水力联系密切，呈互补关系。
勘测期间在MCZ3-JH-01中进行了承压水观测，测得③1层粉土承压水水位埋深9.20m，高程66.24m。
c）碎屑岩类孔隙裂隙水
碎屑岩类孔隙裂隙水主要赋存于下伏古近系半成岩泥质粉砂岩层中，具弱承压性，富水性弱，属弱透水层为主，局部为中等透水层，补给来源主要来自大气降水和冲积砂砾石层越流补给，沿含水层渗流排泄。
②地表水和地下水的腐蚀性评价
根据详勘报告，地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水和干湿交替作用下均具微腐蚀性。
场地内土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。
3.4工程地质评价
本场地属邕江堆积、河谷阶地区，地势较为平缓，下伏基岩为古近系泥岩、泥质粉砂岩（E），未发现发生滑波、泥石流、地面沉降、岩溶等不良地质作用。
本站所有勘探孔中均未发现有有害气体溢出现象的，根据场地地层组合，判断本工点无地下有害气体分布。
本场地属地质灾害弱发育区，现场勘察亦未发现岩溶、滑坡、崩塌、采空区等地质灾害,但在工程施工、降水时可能会引起地面沉降等不良地质作用，应在施工时加以防范。
4.袖阀管注浆施工
4.1机械设备
主要还包括钻孔设备和注浆设备以及其他辅助设备，为了保证项目顺利实施，并且保证施工工期，拟投入设备如表4-1。
表4-1投入机械设备一览表
设备类型
机械名称
数量
性能参数
备注
钻孔设备
ZDY-1500型钻机
1台
电动功率：
30KW；潜孔锤钻头：
直径90mm；
合金三叶钻头直径：
90mm
分体式
电气联动钻机
1台
电动功率：
10KW；潜孔锤钻头：
直径90mm；
合金三叶钻头直径：
90mm
分体式
注浆设备
KBY-50/70型注浆泵
2台
驱动功率：
11KW；流量：
50L/min；
压力控制：
0.1-7Mpa
防震压力表监测注浆压力
制浆设备
L-300制浆机
1台
慢速
4.1.1钻孔设备
钻孔施工采用ZDY-1500型钻机，见图4-2。
该钻机是动力头式全液压钻机，该钻机具有转速范围宽、扭矩大、给进行程长等特点，即适用于复合片钻进、硬质合金钻进及冲击回转钻进。
该钻机为分体式，由主体、液压油缸、操作台三部分组成。
具有轻便、容易操作等特点。
图4-2ZDY-1500型钻机
图4-3KBY-50/70注浆泵
4.1.2.注浆设备
注浆设备采用KBY-50/70型双液注浆泵，此设备为单缸双液往复式注浆泵，见图4-3。
该注浆泵压力、流量是靠调节液压油流量来实现，可以在泵的运转过程中任意调节。
该泵体积小、重量轻、操作简单。
4.2材料计划
后退式注浆主要材料有普通硅酸盐水泥、改性水玻璃、钢性袖阀管、玻纤袖阀管，现场材料堆放、保存按照相关规范要求和技术性能要求严格执行。
5.施工工艺
5.1袖阀管深孔注浆
注浆采用钢性袖阀管后退式注浆的施工工艺，注浆材料采用单液水泥浆或水玻璃浆液，钻孔采用水平地质钻机成孔，注浆压力控制在0.5MPa～2MPa。
5.1.1深孔注浆施工工艺流程
图5-1袖阀管注浆工艺中的钻孔施作流程图
5.1.2施工参数
1、套壳料配合比
为保证套壳料尽快达到强度，进行袖阀管注浆。
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行注浆，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5-2套壳料配比表
材料
普通硅酸盐水泥
膨润土
水
配合比
2
1
1
2、注浆施工参数
注浆施工参数要根据地层实际情况进行试验确认，并在现场施工中不断完善调整，注浆过程中，结合注浆压力变化情况，现场动态调整优化注浆参数。
根据以往工程经验，结合粉砂、粘土、粉质粘土地层特性，预设定注浆参数见下表5-2。
表5-3注浆参数表
类型
序号
参数名称
设定参数
后退式深孔注浆
1
浆液扩散半径
0.3m～0.5m
2
注浆终压
0.5～2MPa
3
后退式分段注浆长度
0.3m
4
水灰比
W:
C=0.8～1:
1
5.2袖阀管施工
5.2.1总体布置
孔位布置根据注浆范围，注浆孔布设以满足注浆加固范围为标准。
在饱和动态含水砂层中全断面布设。
注浆孔采用梅花形布设。
5.2.2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，防止管内被流砂堵塞。
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。
5.2.3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。
5.2.4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，达到置换孔内泥浆、填满套壳料的目的。
待6分镀锌钢管开始溢浆，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，当灌注压力达到0.2MPa，持压5～10s再停止灌浆。
如下所示。
5.2.5注浆
待套壳料达到一定强度后进行注浆。
注浆顺序从外围向内部，从上向下，从无水到有水的顺序进行，为防止串浆，采用跳孔注浆的方式进行。
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<1～2L/min，稳压15min结束注浆或临孔发生较严重的冒浆。
注浆施工工艺流程见图5-3。
图5-4后退式注浆工艺施作流程图
5.3注浆施工常见问题及对策
在注浆过程中容易产生孔间串浆、注浆压力长时间不上升以及注浆引起地表隆起等问题，依据如下预案处理这些问题。
5.3.1孔间串浆
串浆通常由于单孔注浆量过大、注浆压力大、注浆速度快等综合原因而引起的，出现串浆问题时，首先调整注浆参数，适当减少注浆压力和速度，或者采取间歇注浆及进行跳孔注浆作业，跳孔距离加大等措施防止串浆发生。
5.3.2注浆压力长时间不上升
注浆压力长时间不上升（20min以上），应立即采取措施，防止浆液继续流失造成浪费。
分析原因主要有浆液浓度过稀、浆液凝胶时间过长、注浆方式控制不合理等。
若注浆压力长时间不上升，可以采取通过调整浆液材料配比、添加水玻璃等化学剂将凝胶时间减少到20分钟以内，通过单孔注浆量控制。
5.3.3施工区域地表隆起
此次注浆施工位置上方有建筑物，因此注浆过程首先要加强建筑物的监测和观察，防止发生由于注浆压力过大速度过快造成施工区域地表的隆起变形，一旦出现隆起现象，应立即停止施工，分析原因，评价地表隆起对建筑物的安全有无影响，再决定如何调整注浆参数。
5.3.4补偿注浆
在隧道暗挖期间进行全程监测，当某一测点的下沉超过设计值时，就需在该测点附近进行动态跟踪补偿注浆。
当某一测点的下沉超过警戒值时，应对其对应的半径为5米范围内区域的注浆孔进行补偿注浆，先施作外排孔，再施作内排孔，如范围内补偿注浆孔施作完成后，仍不能控制地表下沉，就采用径向钻机重新加密注浆孔，进行补偿注浆施工。
首循环注浆，掌子面没有注浆叠加区，并且孔口附近注浆压力和注浆量都较小，因此建议掌子面前方4米范围内配合小导管超前预加固，以保证开挖安全。
6.施工技术措施
在施工过程中如遇到障碍物或钻不下等情况，应暂时停止施工，并及时向现场负责人及有关技术人员，设计人员报告，研究处理。
为保证施工方法正确的实施，派专职管理技术人员在场负责，并做好现场的施工记录，交甲方施工负责人员签证。
必须严格按图纸施工，按施工方案施工，按有关施工规定施工，不得随便更改施工方案及施工工艺，如有某种情况需要更改时，经技术负责人和施工负责人及设计人员研究批准后书面通知才允许施工，并要取得“更改通知书”签证。
7.质量保证措施
1、按施工组织设计做好各项施工前的准备工作。
2、做好图纸会审和技术交底工作。
工程项目技术负责人对施工员、机组队长进行技术交底，确保施工按设计要求进行。
3、做好各种施工机械设备的保养、检修工作，保证施工过程中机械设备的正常运转。
4、按甲方提供的控制轴线和控制点，根据设计图纸测放出注浆孔位，开工前专人复核检查注浆孔位。
5、严格掌握好水泥用量，注浆施工时，应尽量保证各孔注浆量均衡。
6、钻孔机对准孔位，调整好成孔角度，保证成孔角度。
7、在施工过程发现异常情况应及时汇报，以便措采取适当措施解决问题，严禁盲目施工。
8、认真填写好施工记录表及施工日记。
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