1、隧道劈裂注漿施工方案1,工程概況北京地鐵十號線#區(qū)間正線2#豎井范圍，#至#區(qū)間正線豎井以東區(qū)間正線，自開始施工以來，雖然采取了水平降水（2#豎井）和超前注雙液漿止水措施，但在開挖過程中仍然存在較大滲水，頂部一個洞室的滲水量最大達3.5m3/h0隧道滲漏嚴重，掌子面多次突發(fā)涌水、涌泥現(xiàn)象而坍塌。為保證施工安全及隧道結構上方管線、道路及兩側建筑物的安全，目前#區(qū)間2#豎井C斷面雙側導洞、E斷面南側導洞、#區(qū)間向東左右線已暫停施工。1.1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況1.1.1 工程地質(zhì)情況#區(qū)間2#豎井范圍及#區(qū)間豎井以東隧道頂板穿越地層主要為粉質(zhì)粘土層、粉土層，圓礫卵石層，局部夾有中粗砂層、粉細砂層

2、，頂板地層穩(wěn)定性較差，無法形成自然應力拱，極易發(fā)生坍塌現(xiàn)象。1.1.2 水文地質(zhì)情況區(qū)間隧道拱部開挖時主要受上層滯水的影響，區(qū)間隧道頂板上方分布有多層飽和的粉土層、砂土層，在滲透水壓力作用下，易產(chǎn)生流土、流砂，對施工造成不利影響，甚至危及隧道上方管線、路面以及兩側建筑物的安全。根據(jù)實際施工情況，隧道穿越地層含地下水豐富，水源補給充分，隧道內(nèi)滲水嚴重。另據(jù)雷達探測，該區(qū)域地層疏松，部分地段有空洞。1.2 管線及滲漏水情況隧道上方地層中管溝多且復雜，各種管溝中都有流動水和積存水。管線埋置相對較淺，距離結構較近，且部分管線年代久，施工中必須采取有效措施保證管線安全。管線見下表。表1-1#區(qū)間地下管線

3、明細表管線名稱規(guī)格型號材質(zhì)埋深距主體結構間距距豎井通道間距海淀南路上水管D1400mm鑄鐵1.76m3.5m1.47m電信管塊700X500mm混凝土1.38m6.3m3.24m天然氣DN300mm鋼1.63m5.5m3.34m自來水DN300mm鑄鐵1.2m5.9m3.34m天然氣DN500mm鋼1.63m7m3.22m雨水管DN1000mm混凝土2.49m6m2m熱力管溝DN800mm混凝土1.27m10m5.3m污水管DN500mm混凝土3.75m11.5m7.7m給水管DN800mm鑄鐵1.25m10m6m電力管溝1800X2300mm混凝土6.9m9.3m1.83m2.前進式劈裂注漿

4、施工方案2.2 總體思路：根據(jù)隧道穿越地層及地下水情況，隧道前期施工過程的治水情況，為達到“抑制涌水、涌泥及坍塌，改良地層，控制變形，保障安全”的目的，施工過程中采用前進式劈裂注漿止水帷幕施工方案。2.3 方案的確立由于隧道內(nèi)地下水異常豐富，根據(jù)C斷面?zhèn)葘Ф词┕ぶ兄嗡闆r顯示，出現(xiàn)涌水后封閉學子面進行注漿，注漿后進行開挖，掌子面及拱頂注漿加固效果不明顯，地層內(nèi)沒有形成有效的加固圈，分析原因主要為地下水豐富、地質(zhì)條件差，多次調(diào)整注漿配比未能達到預期效果；根據(jù)前段注漿分析以及以往工程洞內(nèi)注漿止水經(jīng)驗，采用洞內(nèi)前進式劈裂注漿形成止水帷幕的施工工藝，可達到改良地層，防止突水涌泥的目的。根據(jù)前段時期開挖

5、揭露的地質(zhì)情況，地層長期受地層游離水的侵蝕，特別是在粉土和砂土中，土體已形成軟塑狀甚至流塑狀，增大了施工難度，直接威脅管線的安全。洞內(nèi)止水帷幕主要以改善地層松散性及止水為目的，增強粉土與砂土的自穩(wěn)能力，降低地層的滲透系數(shù),防止開挖過程中土體流泥流沙及坍塌，保證施工和周邊管線的安全。2.4 方案原理施工采用前進式劈裂注漿，它是在鉆孔內(nèi)施加液體壓力于弱透水性地層中，當液體壓力超過滲透注漿的極限壓力時，土體產(chǎn)生水力劈裂，形成裂縫，進漿量突然增大。劈裂面發(fā)生在軸力最小主應力面，劈裂注漿在鉆孔附近形成網(wǎng)狀脈絡，通過漿液擠壓土體形成漿液骨架作用。在注漿壓力作用下，漿液克服地層的初始應力和抗拉強度，引起土體

6、結構的局部擾動，使地層中原有的裂隙和空隙張開，漿液的可注性和擴散距離增大，從而達到加固的目地，由于注漿后漿液固結體在土體中呈脈絡狀，因此又稱為脈狀注漿。常適用于粘性土層或深層注漿。通過劈裂注漿使拱部松散飽和土形成具有一定強度、滲透系數(shù)較小的粘性土層，以達到穩(wěn)定土體并止水的預期效果。3.1.1 施工工藝流程圖注漿施工工藝流程如圖2-1所示。3.1.2 施工方法3 造設止?jié){墻在學子面造設C20噴碎止?jié){墻，止?jié){墻厚度為30cm以防止注漿過程中冒漿。3 鉆孔(1)測量放線定出注漿孔孔位;配制漿液監(jiān)控量測圖2-1注漿施工工藝流程圖(2)采用K-100型工程地質(zhì)鉆機按標出的孔位進行鉆孔，精確度要求1%;(

7、3)鉆孔過程中一般采用套管定位，鉆孔直徑采用76mm鉆進3m后下入水囊式止?jié){塞；(4)在鉆孔過程中應做好詳細的鉆孔記錄，對鉆孔進行地質(zhì)描述，觀察分析回水巖芯或棄磴狀態(tài)，用以判斷注漿質(zhì)量和調(diào)整注漿參數(shù)，指導施工。3 安設孔口管用CS(水泥、水玻璃)砂漿埋設76mmfl口管，在管口安裝76mmE求形閘閥，作為封閉鉆孔中可能會出現(xiàn)的涌水。3 注漿作業(yè)1、雙液注漿系統(tǒng)示意圖水水攪拌機水泥漿貯漿桶泄?jié){閥濃水玻璃JL混合器T-IT工高壓閥及壓力表注漿泵閩漿%膠合混攪拌機水玻璃漿貯漿桶圖2-2雙液注漿系統(tǒng)示意圖2、漿液配制(1)水泥漿配制根據(jù)預配制漿液的體積，按配比參數(shù)計算出所需的水泥，水和緩凝劑的用量。在

8、攪拌機內(nèi)加入計算好的用水量，將計算好的緩凝劑加入，強力攪拌均勻；待緩凝劑完全溶解后，邊攪拌邊加入計算好的水泥用量，攪拌均勻后倒入儲漿桶內(nèi)以備注漿。(2)水玻璃漿液配制在拌漿桶中加入濃水玻璃，然后邊攪拌邊加水，同時用玻美計測量其濃度，直至稀釋至需要濃度為止。3、注漿施工采用雙液注漿泵進行注漿作業(yè)。注漿方式采取后退式分段注漿工藝，每次注漿段長0.6m,注完第一注漿段后，后退注漿芯管，進行第二注漿段的鉆孔。如此循環(huán)，直至該孔結束。注漿過程中應注意：(1)止?jié){塞初始停放位置應根據(jù)注漿管長度及注漿管前端開孔位置以及止?jié){塞構造精確計算止?jié){塞初始停放位置。(2)分段后退式注漿如果采用機械式止?jié){塞應注意將帶有

9、止?jié){塞的芯管和頂管連接后插入到注漿管孔底，壓緊止?jié){塞使之膨脹，以達到止?jié){效果。分段后退式注漿要特別注意止?jié){塞損壞程度，施工過程中若發(fā)現(xiàn)止?jié){塞存在問題，應立即更換，以免引起注漿管堵塞，造成芯管無法拔出。(3)注漿過程中如需暫停注漿時，必須先將水玻璃吸漿管拿出放入清水桶中，然后再拿出水泥管，并同時將注漿芯管拔出0.6m,向孔內(nèi)注清水后再停止注漿，這樣既保持管路暢通,又保證注漿段不受注水影響。注漿順序注漿順序充分考慮水源影響因素采取前進式分段注漿，逐步向前推進封墻，這樣有效地形成擠壓、密實作用，達到注漿目的。同時達到控制注漿的目的，以防止?jié){液過遠擴散，對管線造成危害或造成漿液浪費增加成本。注漿結束標

10、準一序孔(單號孔)，采取定量定壓相結合方式即當注漿量達到設計值或注漿壓力達到設計值且注漿量達到設計值80%寸作為注漿結束標準。(2)二序孔(雙號孔)，采取定壓方式即注漿壓力達到設計值時作為注漿結束標準。(3)注漿過程中漏漿嚴重，不得不停止注漿，但要詳細記錄，以便采取補救措施。施工材料注漿材料特性要求根據(jù)工程特點，采用的漿液要具有以下特性：1)對地下水而言，不易溶解；2)對不同地層，凝結時間可以調(diào)節(jié)；3)高強度、止水；4)在粉土和砂土層可注性強；5)耐久性強。漿液材料配比根據(jù)以上材料特性要求，選用水泥-水玻璃雙液漿，漿液配置參數(shù)見下表：表2-1注漿材料參數(shù)表漿液種類水泥品號原水玻璃濃度水灰比(W

11、:。體積比(C:S)稀水玻璃濃度水泥一水玻璃雙液漿水泥40°Be'11.5:1.81:135°Be'根據(jù)現(xiàn)場實際情況適當加入特種材料以增加可灌性和早期強度注漿參數(shù)設計前進式劈裂注漿止水帷幕注漿管采用76mme縫鋼管，壁厚5mm環(huán)向間距0.4m,長度10-15m,擴散半徑0.6m,由于結構施工未提供劈裂注漿施工工作室，施工時鉆孔按5°8°外插角進行。具體見下表。表2-2注漿參數(shù)表序號參數(shù)名稱隧道富水段1注漿管間距0.4m2注漿段長1015m3漿液擴散半徑0.6m4注漿速度4060L/min5注漿終壓1.21.5Mpa6注漿步距3m7止?jié){墻C

12、20網(wǎng)噴混凝土，厚30cm2.2.7注漿機具配套圖2-3注漿孔位布置圖主要注漿施工機械設備如下表所示。表2-3主要機械設備配套表序號機具名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1注漿泵KBY-50/70臺62高壓膠管D25mm-Q16Mpa10根303攪拌機0.3m3,20車專1分臺64儲漿桶0.5m3、1.0m3個65注漿芯管（）56mme5mm<2m根306止?jié){塞水囊式滿足施工7地質(zhì)鉆機K-100臺62.2.8施工人員組織圖2-4施工人員組織機構框圖.注漿效果的檢查注漿結束后，必須進行注漿效果檢查。具方法主要有以下幾種方法。分析法注漿過程中P-q-t曲線，通過對鉆孔、注漿記錄進行整理，分析每個孔段的

13、注漿壓力和注漿速度，以及用漿情況，找出可能存在的注漿盲區(qū)。鉆檢查孔法根據(jù)注漿記錄，在注漿最薄弱的部位確定檢查孔。對檢查孔進行鉆孔檢查，檢查孔無涌水、涌砂。對檢查孔進行注水試驗，通過測試其滲透系數(shù)綜合評價。注漿結果分析必須及時與監(jiān)測數(shù)據(jù)對照，分析差值原因，合理調(diào)整注漿施工參數(shù)。.監(jiān)控量測監(jiān)測目的區(qū)間隧道施工過程中必然會引起地表的沉降，而且由于此處開挖斷面變大、管線埋深較淺、土質(zhì)差、地下水豐富，區(qū)間隧道的開挖對地表沉降變形的影響也會增加，因此地表沉降作為該地段監(jiān)測的重點；在施工期間準確掌握地表的沉降情況，及時對地表及洞內(nèi)注漿參數(shù)進行調(diào)整，加強支護體系，保證地表和隧道施工的安全。監(jiān)測項目洞內(nèi)監(jiān)測頂下

14、沉(1)監(jiān)測目的拱頂下沉量測值是反映隧道安全和穩(wěn)定的重要數(shù)據(jù)，是圍巖和支護系統(tǒng)力學形態(tài)變化的最直接、最明顯的反映，易于實現(xiàn)量測信息的反饋。(2)監(jiān)測儀器蘇光DSZ-2型精密水準儀及鋼掛尺。(3)監(jiān)測實施方法測點埋設根據(jù)設計圖紙要求，拱頂測點埋設時，應在掌子面開挖出磴完畢后，拱架架立時，將預埋件焊接至鋼架拱頂主筋上，待該環(huán)碎噴射完畢牢固后，將預埋件上碎清除干凈后，即可進行量測。拱頂測點布設原則為重要量測地段間距為5m布設一組測點，特殊情況測點可適當加密。量測方法拱頂下沉量測主要采用精密水準儀，量測各測點與基準點之間的相對高程差，本次所測高差與上次所測高差相比較，差值即為本次沉降值，本次所測高差與

15、初始高差相較，差值即為累計沉降值。數(shù)據(jù)分析與處理監(jiān)測數(shù)據(jù)的填寫、處理與地表下沉相同。如果拱頂下沉超限，可采取以下方法控制拱頂?shù)南鲁粒焊牧脊绊攷r體或土體的穩(wěn)定性；改善開挖方法以減小開挖對拱頂圍巖的擾動；加強支護等等，或采取以上幾種方法進行綜合處理。2、隧道凈空收斂(1)監(jiān)測目的隧道開挖后，周邊點的位移是圍巖和支護力學形態(tài)變化的最直接、最明顯的反映，凈空的變化(收縮和擴張)是圍巖變形最明顯的體現(xiàn)。(2)監(jiān)測儀器坑道收斂計(3)監(jiān)測實施方法測點埋設根據(jù)設計圖紙要求，收斂測線埋設時，應在掌子面開挖出磴完畢后，拱架架立時，將預埋件焊接至鋼架拱腰主筋上，應盡量使兩預埋件位于同一軸線上。待該環(huán)碎噴射完畢牢固

16、后，將預埋件上碎清除干凈后，即可進行量測。測線布設原則同拱頂測點，且同拱頂測點布設在同一斷面，為10m布設一組測點。收斂量測方法a、初次量測在鋼尺上選擇一個適當孔位，將鋼尺套在尺架的固定螺桿上。孔位的選擇應能使得鋼尺張緊時支架與百分表(或數(shù)顯表)頂端接觸且讀數(shù)在025mm勺范圍內(nèi)。擰緊鋼尺壓緊螺帽，并記下鋼尺孔位讀數(shù)。b、再次量測，按前次鋼尺孔位，將鋼尺固定在支架的螺桿上，按上述相同程序操作，測得觀測值Rn。按下式計算凈空變化值：Un=Rn-Rn-1Un第n次量測的凈空變形值Rn第n次量測時的觀測值Rn-1第n-1次量測時的觀測值數(shù)據(jù)的分析與處理：首先作出時間-位移及距離-位移散點圖，對各量測

17、斷面內(nèi)的測線進行回歸分析，并用收斂量測結果判斷隧道的穩(wěn)定性。如果收斂值過大，應改善周圍巖體或土體的穩(wěn)定性，改變開挖方法，盡量減小開挖對周圍巖(土)體的擾動；加強支護等，以確保收斂值在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。4.2,2地表監(jiān)測1、監(jiān)測目的地表沉量測值是反映路面結構和管線、隧道結構安全和穩(wěn)定的重要數(shù)據(jù)，構筑安全與否直接、最明顯的反映，易于實現(xiàn)量測信息的反饋。2、監(jiān)測儀器萊卡NA2002電子水準儀，鈿鋼尺；3、檢測實施方法布設原則根據(jù)設計圖紙要求，在一般地段每10m一個，重要地段是視地質(zhì)情況加密測點,每隔35m布設一個測點。經(jīng)過在區(qū)間地表沉降槽的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析顯示，隧道開挖影響地表沉降范圍距離開挖中線15m

18、左右，受隧道開挖影響最大的一般是是中線位置。4、監(jiān)測管理制度在信息化施工中，監(jiān)測后應對各種數(shù)據(jù)進行及時整理分析，判斷其發(fā)展變化規(guī)律，并及時反饋到施工中，以此來指導施工。根據(jù)以往經(jīng)驗，采用鐵路隧道噴錨構筑法技術規(guī)則(TBJ108-92)的田級管理制度作為監(jiān)測管理方式。管理等級見下表。根據(jù)上述監(jiān)測管理基準，調(diào)整監(jiān)測頻率：一般在田級管理階段監(jiān)測頻率可適當放大一些；在R級管理階段則應注意加密監(jiān)測次數(shù)；在I級管理階段則應加強支護，并加強監(jiān)測，密切關注工程過程，監(jiān)測頻率可達到12次/天或更多。圖4-1洞內(nèi)監(jiān)測測點示意圖管理等級管理位移施工狀態(tài)mU0V5/3正常施工nUn/3<U0<Un2/3加

19、強監(jiān)測iU0>Un2/3加強監(jiān)測并采取相應工程措施其中Un是監(jiān)測控制標準。根據(jù)招、投標文件、有關規(guī)范和類似工程經(jīng)驗確定控制標準(項目經(jīng)理:!；對方案及監(jiān)測結果作決定4JJ4圖4-2地表沉降測點布置示意圖表4-1監(jiān)測管理等級表項目總工程師/對監(jiān)測方案進行審核數(shù)據(jù)進行分析監(jiān)測負責人/制定監(jiān)方案，負責數(shù)據(jù)處理監(jiān)測小組(負責測點布置及監(jiān)測工作圖4-3監(jiān)測組織機構圖針對區(qū)間隧道工重要性，監(jiān)測組由具有豐富施工經(jīng)驗、監(jiān)測經(jīng)驗及有結構受力計算、分析能力的技術人員擔任組長，在組長指導下進行日常監(jiān)測工作及資料整理工作。為高效完成監(jiān)測工作，施工過程中嚴格執(zhí)行以下措施。(1)監(jiān)測組與監(jiān)理工程師密切配合工作，及時

20、向監(jiān)理工程師報告情況和問題，并提供有關切實可靠的數(shù)據(jù)記錄并將其納入工程的施工(2)制定切實可行的監(jiān)測實施方案和相應的測點埋設保護措施，進度控制計劃之中。(3)量測項目人員建立質(zhì)量責任制，確保施工監(jiān)測質(zhì)量；并且人員要相對固定，保證數(shù)據(jù)資料的連續(xù)性。(4)根據(jù)設計文件制定的監(jiān)控量測管理基準值，當發(fā)現(xiàn)超過基準值時，應立即報告監(jiān)理,并向監(jiān)理報送應急補救措施。(5)觀測前，對所有儀器設備必須按有關規(guī)定進行檢驗和校核，確保儀器的穩(wěn)定可靠性和保證觀測的精度。(6)測試元件及監(jiān)測儀器必須是正規(guī)廠家的合格產(chǎn)品，測試元件要有合格證，監(jiān)測儀器要定期校核、標定。(7)各監(jiān)測項目在監(jiān)測過程中必須嚴格遵守相應的實施細則。

21、(8)量測數(shù)據(jù)均要經(jīng)現(xiàn)場檢查，室內(nèi)兩級復核后方可上報；且量測數(shù)據(jù)的存儲、計算、管理均用計算機系統(tǒng)進行。.沉降控制采用本方案加強后，每部沉降量控制以C型截面計算結果為例，典型施工階段施工示意圖和地表沉降計算結果下表所示：.質(zhì)量保證體系為保證安全，項目部成立質(zhì)量小組，組長由總工程師擔任，組員由項目部安質(zhì)主任、工程部長、技術主管及現(xiàn)場技術干部組成。作業(yè)班組由24名技術工人組成，其中鉆眼作業(yè)3人，注漿作業(yè)3人，雙液注漿機操作手1名。作業(yè)班組成員必須經(jīng)培訓合格后方可上崗。0.100表5-1C型截面典型施工階段地表沉降0.100第四步：支護左右下側導洞34累計最大沉380降15mm沉降槽寬度30m最大沉降位0.100-0.100于左導洞頂部偏左x刻度為5m；y的刻度為0.010m38臬計最大沉降20mm變形槽寬度50m0.100-0.100最大變形位于洞頂中間x刻度為5m；y的刻度為0.010m34嚶計最大沉降28mm變形槽寬度55m最大變形位于洞頂中間第八步：支護中部下導洞x刻度為5m；y的刻度為0.010m第十步：拆除臨時支撐施做二襯-0.10034.3螺計最大沉降35mm沉降槽寬度55m最大沉降位于洞頂中間x刻度為5m；y的刻度為0.010m.質(zhì)量保證措施1