暗涵深孔双液浆止水作业指导书

暗涵深孔双液浆止水作业指导书 目录 深孔注浆止水作业指导书.0 一、编制目的.1 二、编制依据.1 三、适用范围.1 四、工程简介.1 下导洞深孔注浆孔位布置图.2 五、注浆加固及止水原理.2 六、主要施工方法.3 1、施工人员.3 2、机械设备.3 3、主要材料.4 4、浆液配比.4 5、注浆工艺要求.5 6、注浆施工注意事项.6 七、注浆效果验证.7 注浆效果检查方法与标准表.7 八、质量保证措施.8 1、注浆质量措施.8 2、其他措施.9 九、安全环境措施.10 1、注浆安全措施.10 2、注浆材料安全管理.11 3、环境保护措施.11 1 一、编制目的 本工程将深孔注浆止水施工确认为特殊过程，特针对此过程编制作业指导书，其目的就是通过指导书的编制，拟定出合理可行的施工方法，最终达到设计及施工要求。其目标是指导本工程下导洞深孔注浆止水作业及管理人员、施工人员进行施工控制。二、编制依据 1、初步设计阶段工程地质勘察报告及地质剖面图。2、工程施工图设计。3、暗涵穿越工程专项施工方案。4、施工及验收规范一览表如下：序号 规范、规程名称 编 号 1 地铁暗挖隧道注浆施工技术规程 DBJ 01-96-2004 2 城市轨道交通隧道工程注浆技术规程 DB11-1444-2017 3 地下铁道工程施工及验收规范 GB50299-2018 4 穿越既有交通基础设施工程技术要求 DB11/T 716-2010 5 公路隧道施工技术规范 JTG F60-2009 三、适用范围 本作业指导书适用于暗涵穿越工程下导洞深孔注浆止水施工作业。四、工程简介 新建暗涵穿越粘土层及含水细砂层，含水细砂层主要分布在下导洞范围内。设计在对上导洞开挖后，从上导洞底面对下导洞的掌子面及开挖轮廓线以外 2m 范围进行竖向深孔注浆。深孔注浆加固采用46 钻孔，注浆管采用42，注浆材料采用 AB-AC 双液浆，注浆工艺采用后退式深孔注浆。下导洞注浆工作面利用已施作的一衬临时仰拱结构。为保证深孔注浆止水质量，先后分别选取了 1 号洞、9 号洞、5 号洞进行注浆试验段，收集注浆参数，验证注浆效果。经过对注浆试验过程及效果总结分析，确定以下注浆布置形式及参数。注浆孔采用纵横间距 1m 布置，采用梅花形布置形式，注浆压力如果还是不上压力的话；洞室两侧区域注浆量适当减少（约为设计量的 1.3 倍），临时仰拱下部中间区域注浆量适当增加（约为设计量的 1.1 倍，尽量增加一衬底拱下部注浆量），并时刻关注临时仰2 拱隆起情况，如有异常相应调整。下导洞深孔注浆孔位布置图 下导洞深孔注浆试验段相关参数表 编号 本排 N-1 N-3 N-5 N-7 N-9 N-11 N-13 N-15 N-17 夹角 69.9 59 50.1 43 35.6 26.8 17.9 8.9 0 孔深 m 3.568 5.171 6.389 7.57 7.691 7.391 7.014 6.811 6.697 设计注浆量 L 713 1033 1276 1512 1536 1476 1401 1360 1337 编号 B-16 B-14 B-12 B-10 B-8 B-6 B-4 B-2 夹角 4.5 13.4 22.3 31.2 39.9 46.3 54.3 64.2 孔深 m 6.743 6.902 7.149 7.488 7.914 6.978 5.794 4.471 58.302 设计注浆量 L 1347 1378 1428 1495 1580 1394 1157 893 编号 下一排 B-1 B-3 B-5 B-7 B-9 B-11 B-13 B-15 B-17 夹角 69.9 59 50.1 43 35.6 26.8 17.9 8.9 0 孔深 m 3.568 5.171 6.389 7.57 7.691 7.391 7.014 6.811 6.697 设计注浆量 L 713 1033 1276 1512 1536 1476 1401 1360 1337 编号 N-16 N-14 N-12 N-10 N-8 N-6 N-4 N-2 夹角 4.5 13.4 22.3 31.2 39.9 46.3 54.3 64.2 孔深 m 6.743 6.902 7.149 7.488 7.914 6.978 5.794 4.471 58.302 设计注浆量 L 1347 1378 1428 1495 1580 1394 1157 893 五、注浆加固及止水原理 下导洞深孔注浆采用二重管无收缩 WSS 工法后退式注浆加固，成孔为小型机械钻孔。3 WSS 是中文无收缩双液注浆的拼音缩写。关键技术是采用二重管钻机钻孔至预定深度后，采用一台同步双液注浆机注浆。浆液有三种，即 A 液（水玻璃）、B 液（磷酸）、C（水泥浆），A 液先后与 B 液、C 液通过二重管端头的浆液混合器充分混合分别合成 AB 液（水玻璃与磷酸混合液）、AC 液（水玻璃与水泥浆混合液）。其方法是在不改变地层组成的情况下，将土层颗粒间存在的水强迫挤出，使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结，达到改良土层性状的目的。其原理是先通过 AB 液将土层颗粒间的水强迫挤出，再利用 AC 液使该土层粘结力(c)、内磨擦角()值增大，从而使地层粘结强度及密实度增加，起到加固作用；颗粒间隙中充满了不流动而且固结的浆液后，使土层透水性降低，而形成相对隔水层。WSS 无收缩注浆优点如下：钻孔注浆一体，在绝大多数地质情况下均可顺利成孔注浆，前进式或后退式均可使用；注浆完成后，掌子面能明显看到水泥浆液纹路，有明显的止水及加固效果；坑道 350 钻机可进行 360旋转，可对局部水量大的地方进行注浆止水加固；浆液分管进入拟定加固区，避免了浆液提前混合导致扩散半径减小及注浆过程中堵塞注浆管路；注浆止水加固效果好，既能有效防止开挖和开仓过程中发生坍塌、涌水、涌泥，提高隧道掘进的施工安全性，同时能对建（构）筑物和地面沉降进行快速控制，减小对建（构）筑物的影响，另外注浆止水充分体现了城市地下隧道“以堵代排”的治水理念，防止出现因长期洞内失水造成地下水位下降从而引起地表下沉或坍塌的发生。施工噪音小，需要的作业空间小，文明施工容易控制，对当地居民影响小。六、主要施工方法 1、施工人员 每处下导洞注浆配备 2 个工作班组轮流作业，每班 10 人，具体分工见下表。工种 班组长 注浆泵操作工 浆液搅拌工 壮工 巡视人员 人员 1 2 2 4 1 2、机械设备 每个注浆班组机械设备如下：名 称 型 号 数 量 备 注 液压坑道钻机 ZLJ-350 2 台 旋转二重管 注浆泵 SYB60/160 型 2 台 注浆液混合器 4 立体式搅拌机 SJY双层 2 台 3、主要材料 注浆施工主要材料为水玻璃、水泥、磷酸、外加剂，根据施工进度计划安排，确定注浆材料用量，分批进场，严格确定供货厂家，确保材料供应及质量。4、浆液配比 注入材料特性：无收缩注浆液属于安全性、高渗透性的注浆材料，固结硬化时间可根据实际工程需要进行调整。无收缩注浆液特点：固结硬化时间容易调整，设计硬化时间长的注浆液也具有很高强度。渗透性良好，特别是对微细砂层的渗透性优易。地层中有流动水的情况下也具有很强的固结性能。浆液强度、硬化时间、渗透性能可根据现场实际需要调整。浆液不流失、固结后不收缩，硬化剂无毒，对地下水不会造成污染。无污染环保材料，不会对地下水、土壤及地表植被造成影响。AB、AC 浆液配比：体材料采用 PO42.5 普通硅酸盐水泥、工业硅酸钠（水玻璃）、磷酸及其他外加剂组成。根据材料特性、本工程水文地质情况、试验段配合比验证情况，从而形成本工程配合比为：A 液 B 液 C 液 水玻璃 200kg 148L 磷酸 23.33kg 12.45L 水泥 250kg 81L 水 352kg 352L H 剂 10kg 10L H 剂 15kg 15L C 剂 10kg 6.9L C 剂 10kg 6.9L P 剂 5kg 5L 水 397.1kg 397.1L 水 465.6kg 465.6L 小计 552kg 500L 小计 513kg 500L 小计 672.1kg 500L 注：溶液型由 A、B 液组成，悬浊液型由 A、C 液组成。特殊情况调整浆液配比 调整原则：根据进浆量和注浆压力的变化，及时调整浆液浓度。若长时间注浆压力无变化，且注浆量大，则先适当调高 AC 混合液中的水玻璃量，以缩短凝结时间（调整至 20s5 以内即可），再适当调高 AC 混合液中的水泥浆量，同时适当调高注浆压力。5、注浆工艺要求 本工程无收缩注浆的目的是降低粉细砂层中的含水量及提高强度。采用无收缩注浆工艺，使浆液克服地层阻力而渗入土体中，胶凝、固结后具有良好的强度及耐久性。工艺流程 注浆工艺流程：定孔位钻孔配浆注浆回抽一节注浆结束移至新孔。钻孔注浆顺序：自一端向另一端逐步推进注浆，每排自南北两侧向中间逐步注浆。工艺要求 6 定孔位：根据设计孔位要求，提前标定孔位。钻机就位：钻机按指定位置就位，调整钻杆的角度。对准孔位后，钻机不得移位，大小臂也不得随意起降，专人检查记录。钻进成孔：第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置应小于 30cm。钻孔和注浆顺序由外向内施工。回抽钻杆：严格控制提升幅度，每步不大于 15-20cm，匀速回抽，注意注浆参数变化。浆液配比：采用经计量准确的计量工具，按照设计配方配料。注浆：注浆孔开孔直径不小于 46mm，严格控制注浆压力，同时密切关注注浆量，当压力突然上升或从孔壁、断面砂层溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。当深孔注浆满足下列条件时可结束单孔注浆：注浆孔达到设计孔深，注浆过程中压力逐渐上升，流量逐渐减少，当压力达到注浆终压，可结束单孔注浆；注浆孔达到设计孔深，注浆压力未能达到设计终压，注浆量已达到设计注浆量 2.0 倍，可结束单孔注浆。注浆孔未能达到设计孔深，应分析原因，可采用加强相邻周边孔注浆或补孔注浆的方法解决。6、注浆施工注意事项(1)每次注浆前检修好设备，确保管路连接牢固和压力表正常，防止注浆过程中爆管事故。(2)钻孔时，密切观察溢水出水情况，如出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置偏差应小于30cm。7(3)注浆开始前、结束后要高档位冲洗注浆管路，防止注浆管路堵塞。(4)所用浆液原材料必须具有合格证书，且经现场取样试验合格后方可使用。配制浆液时严格按照制浆要求按顺序投料，非经技术指导后不得随意增减各原料投放数量。(5)注浆施工现场用水供应必须充足，可在掌子面附近设置一储水罐。用水应干净清洁，不得含有杂物，以防堵管或影响浆液配比。(6)注浆过程中，要保持注浆管路畅通，并及时清洗注浆连接件、注浆变头等，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。(7)注浆过程中密切观察注浆压力表，并根据实际情况调整浆液配比及注浆压力，以确保注浆效果。如注浆压力骤升，应引起重视。若停止检查未发现有堵管现象，且重接注浆管后注浆压力仍出现骤升，可结束该孔注浆。七、注浆效果验证 由于本工程地层条件复杂，在下导洞深孔注浆施工过程中，要持续的对注浆效果进行检查，确认是否达到注浆目的。注浆效果检查方法与标准如下：注浆效果检查方法与标准表 本工程下导洞深孔注浆主要以止水为目的，主要采用宏观类中的填充率反算法、检查孔类中检查孔法进行检验，并在开洞门施工过程中再通过直接观察法进行进一步检验验证。（1）填充率反算法：对实际完成的注浆量进行汇总统计，与设计注浆量进行对比。8 因注浆量与填充率成正比，通过注浆量对比进而判断填充率情况。（2）检查孔法：在临时仰拱位置进行钻孔，检查孔深度低于注浆深度 1m，检查孔布设在相邻孔交界处注浆薄弱部位，检查成孔完整情况，有无涌水、涌砂、涌泥及坍孔现象，并持续观测 1 小时以上，出水量是否满足设计要求。（3）直接观察法：在下导洞一衬开挖施工过程中，观察开挖掌子面浆液填充情况，止水情况，直接验证注浆效果。八、质量保证措施 1、注浆质量措施 钻孔施工：成孔前，严格按照施工布置图，布好孔位，钻机定位要准确。孔位偏差不宜大于 200mm，成孔偏斜率不宜大于 1%。配料：采用经计量准确的计量工具，严格按照设计配比配料。注浆：注浆时，严格按照顺序分布进行施工。当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时，立即停止注浆，查明原因，及时采取措施。注浆完成后，采用措施保证不溢浆、跑浆。每道工序均要安排专人，负责每道工序的操作记录。整个注浆施工密切注意和防止地面出水溢浆、隆起等情况，加强对施工地段的沉降观测。如发生质量问题，立即上报监理，讨论解决方法。9 2、其他措施 浆液搅拌应均匀，一般水泥搅拌时间为 35 分钟，但不得超过 30 分钟，未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量很大或压力突然下降，注浆压力10 长时间不上升，应查明原因，如工作面漏浆，可采取封堵措施。如跑浆可通过调换浆液、调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，进行大泵量、低压力注浆，必要时采用间歇注浆，以达到控域注浆目的。注浆过程中，应保持管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。严格按注浆设计进行注浆，不得任意延长分段长度，必要时可进行复注浆，以确保注浆质量。双液浆注浆结束时应先停水玻璃泵，后停水泥浆泵，及时清洗管路。严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。当未达到注浆结束标准时，应进行补孔注浆。注浆管路及连接件须采用耐高压装置，当压力上升时，要防止管路连接部位爆裂伤人。止浆塞要安装牢固，施工期间严禁人员站在其冲出方向，以防止浆塞伤人。对注浆施工区域影响范围地面及上导洞进行变形监测，做好监测记录，具体监测方案参照暗涵专项监测方案执行。九、安全环境措施 1、注浆安全措施 严格按照安全保证体系及措施、安全应急预案进行管理实施，安全管理人员就位，安全设施配备齐全。设置质量安全讲评台，上班前对工人进行班前教育。对进场工人进行进场教育、安全技术交底，进入施工现场戴安全帽等安全防护用品，特种作业人员持证上岗，专职电工接电布线，机械设备运转正常，特种设备有年检证书。钻机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。竖井及暗涵内作业严格按照有限空间作业程序，先进行气体检测，合格后方可下入作业，井口设置三辊闸打卡进出，暗涵内设置四合一气体检测仪及视频监视系统、报警系统。11 2、注浆材料安全管理 注浆施工中涉及的重要原材料磷酸(H3PO4)，属于中强酸，具有一定的腐蚀性其运输、使用、存放等环节存在一定安全风险，因此要需加强防护措施，保护作业人员施工安全。对磷酸采取搭建砖砌专用危险化学品库房，并设专人看管，并做好相关防护措施如下：必须直接接触的作业人员需佩戴防护手套；洞内临时存放需隔离；注浆作业人员需佩戴口罩、眼罩；存放时需隔离，远离 K、Ca、Na、Mg、Al、Zn 等金属；存放时需隔离，且远离热源。3、环境保护措施 严格按要求做好施工现场“六个百分百”、“门前三包”，配备洒水车每天现场洒水。施工现场设置垃圾站应为密闭式，施工垃圾、生活垃圾应分类存放，运输消纳应符合相关规定。水泥等易产生扬尘的细颗粒建筑材料应密闭存放或进行覆盖，使用过程中应采取有效措施防止扬尘。竖井区域搭设钢结构防尘隔离棚，棚内设置喷淋降尘系统，水泥浆搅拌区域设置雾炮，施工期间定时对作业区域进行清扫并淋水降尘，控制粉尘污染。出口大门前设置车辆自动冲洗系统，运输车辆出施工现场要将车辆和轮胎清洗干净，不得将泥土带到社会道路上。