上海跨黄浦江隧道大量渗水、涌水隧道施工组织设计方案.doc

大 量渗水、涌水隧道施工 大量涌水隧道施工 1．施工方法 运用新奥法原理，沿隧道开挖轮廓线（含底部）按轴向辐射状布孔（开挖面中心也布孔），进行全断面全封闭深孔注浆固结止水，使 隧道周边及开挖面形成一个堵水帷幕（加固区），切断地下水流通路，保持围岩稳定，增强施工安全。 2．施工工艺 施工程序（见施工程序图） 超前地质预报 对于构造复杂、水量丰富的地层，必须准确预报工作面前方20～25M范围的工程地质和水文地质情况，以便为制定施工方案和确定注浆参数提供依据。· ①钻孔方法：利用液压钻孔台车或YQ-100A施钻深孔，在拱顶、起拱线和隧道中下部位各钻φ76mm孔，孔深超出注浆段5m左右。 ②预报内容：预测工作面前方注浆段长度范围的地质构造和岩性、地下水出露位置和水量大小，以及围岩变化情况。 ③预报方法：采用钻眼排碴取样分析，记录钻速、水质水量变化情况以及开挖后的岩面观测素描，综合判断预报前方水文、地质条件。 （3）钻孔作业 ①封堵墙（止浆墙）施工：首先按照注浆设计施工封堵墙，封堵墙设于开挖面后端，封堵墙厚0.8～1.0m，用C20砼灌注一次成型。 ②布孔：由测工站在工作平台上，用红油漆在掌子面上按设计准确画出钻孔位置，标注编号。 ③钻孔： A．钻孔时台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动而影响施钻精度。 B．钻机开孔时钻速宜低，钻深20cm后转入正常钻速。 C．第一根钻杆钻完后，凿岩机与钻杆脱离，使用联接套接第二根，依次接杆直至钻到设计深度。 D.钻孔深度达到设计要求后，凿岩机后退带出钻杆，人工用卡或大扳手卡紧前杆，凿岩机反转，松开连接套卸下钻杆，按同样方法依次拆卸钻杆退出孔外。 E．注浆孔角度参数： 仰角、俯角、左偏角、右偏角均控制在最小3°、最大26°内。 ④开孔孔径及深度：注浆孔用φ100钻头开孔，孔内放置长3～6m的φ86钢管（或橡胶止浆塞管）做孔口管，掏孔清碴时用φ76钻头。注浆段长度为20m一环。 ⑤钻孔深度控制：台车大臂按设计布孔位置点对正，用简易垂球量角器测钻杆仰角，调整至设计角度，并在钻杆上安装导向指示器，控制钻孔偏角。 ⑥台车钻孔工作参数：凿岩台车钻孔作业的推进压力2.5～4.0MPa，回转压力5.0～6.0MPa，冲击压力19～20MPa。 （4）注浆作业 ①注浆材料： 水泥：用425号以上的普通硅酸盐水泥，质量应符合标准。 水玻璃：用出厂浓度42～45Bé，比重1.42～1.45，模数2.4～2.8的水玻璃原液。 拌合水：水质应符合《铁路砼及砌石工程施工规范》中的各项规定。 ②配合比控制：水灰比（W/C）为0.8；水玻璃稀释浓度为25～35Bé；双液体积比（C/S）为1：0.5～0.7。 ③凝胶与凝结时间控制：为满足浆液扩散半径的要求，采用凝结时间为：一般地段3分钟，富水地段1～2分钟。 施工控制分以下三种： A．水灰比固定，水玻璃浓度不变，变换双浆比例。当水玻璃溶液所占比例由小到大，凝胶时间则由长到短，初、终凝由慢到快。 B．水玻璃浓度不变，双液比例固定，变换水灰比。当水灰比由小到大，凝胶时间由短到长，初、终凝由快到慢。 C．水灰比不变，双液比固定，变换水玻璃浓度。当水玻璃浓度由高到低，凝胶时间由短到长，初、终凝由快到慢。 ④注浆：连接注浆管路，用注浆泵先压水检查管路是否漏水，设备状态是否正常，然后再做压水试验，以冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液冲塞的密实性，核实岩石的渗透性。 对于富水断层破碎带清孔后，先压水泥浆液，再压CS双液浆。 标定注浆泵上电接触点压力表的最大压力指标，泵压后观察压力变化及水泥浆和水玻璃的消耗数量。 记录注浆时间和注浆量。 注浆达到标准后，打开三通混合器的减压阀排浆，卸下混合器换注另一孔。 注浆结束后，拆卸各注浆器件，全部清洗干净，并对注浆泵进行检查保养。 ⑤ 作业方式： 注浆方式采用前进式或全孔一次压入式。钻孔过程中未涌水的，就一钻到底，全孔一次压入式注浆；在钻孔过程中，如发现有水，即停止钻孔，采取注一段钻一段的前进式注浆，直至达到设计段长位置。 在水压、水量较大的情况下，还可采用分层泄水减压、分层注浆方式。即下层管注浆，中层管放水；中层管注浆，上层管放水，这样逐层抬水，把水排挤到拱顶以上规定的止水固结圈以外。 注浆顺序为由下而上，由里向外。 ⑥注浆参数： A．注浆压力及单孔扩散半径： 注浆压力一般为地下水静水压力的2～3倍，考虑到岩层裂隙阻力，初始压力3MPa，终压4～5MPa。单孔浆液扩散半径4m。 B．注浆速度： 钻孔出水量大于50L/min时，注浆速度取80～100L/min。钻孔出水量等于0～50L/min时，注浆速度取60～80L/min。 C．注浆扩散范围： 注浆有效范围为开挖轮廓线外4.0m（塌方段为5.0m）。 D．注浆量： 按注浆范围内围岩体积的5%左右考虑，实注量由钻孔压水试验确定。（单孔注浆量V=11m3，参考值）。 3．劳动力组织 深孔超前预注浆工序多，要求工序衔接紧凑，因此施工组织安排要合理，使各道工序协调动作。 作业工序为四大项：钻孔、运料、配料、注浆。每班施工作业人员29人，劳动力安排见下表。 序号 作 业 内 容 人 数 备 注 1 注浆孔司钻 2 2 接钻杆，安孔口管、接注浆管 4 3 操作注浆泵，接电和维修 3 4 调释水玻璃，拌水泥浆 3 5 装、运料，卸料 9 6 运料汽车司机，值班汽车司机 3 7 质量安全检查 1 8 测量 1 9 试验 1 10 技术指导工程师 1 11 指挥 1 12 合计 29 4．机械设备配置 （1）主要注浆配件 ①制作注浆孔口管，管长3m、6m两种，管尾焊接联接套，联接套长56mm，内径90mm，外径98mm，它的另一头带有梯形螺纹丝扣，也可用止水浆塞做注浆管，止浆塞采用自制橡胶止浆塞。 ②羊角式注浆嘴套帽 注浆嘴套帽内口径螺纹能与孔口管尾外螺纹扣套接。帽头上钻两个孔，接成半角式接头，接头直径30mm，长85mm，与三通混合器连接。 ③三通混合器 三通混合器外形尺寸92mm×92mm×62mm，为逆止阀型，有4个孔，其中2个内径为28mm的螺纹孔接注浆管的入口，有一内径为30mm螺纹孔为出浆口，一个减压排浆口。逆止阀使双液混合后不能返流，直接流入羊角注浆嘴里。 ④注浆孔口管顶进联接套 顶进联接套尺寸和注浆嘴套帽相同，在帽上套焊一个钎尾套，接在钻孔台车的凿岩机上。 ⑤注浆管 φ25高压胶管长5m和10m，每一台注浆泵长短各配2根。 φ25无缝钢管管路配长30～50m，水泥浆和水玻璃浆液各一条管路。 钢管连接用钢制管节对接，高压胶管与钢管连接配件为快速接头或缩头锁接。 5．质量控制要点 （1）一次注浆段长度不大于20m； （2）注浆帷幕厚度不小于4.0m； 堵水率不低于90%； （4）注浆结石体7天的单轴抗压强度不小于5MPa。 6．安全措施 （1）地质超前预报和监控量测在施工中贯彻始终。 （2）施工排水沟要及时疏排，严防积水。 （3）针对富水断层破碎带深孔注浆固结止水施工的特点和要求，制定安全实施细则。 （4）加强全员安全意识教育，坚持安全第一的思想，不盲目追求进度，以防止塌方。 （5）要配备少量聚胺脂材料，作为突水应急堵漏时用。 （6）注浆作业人员戴口罩、眼镜和软手套，以防止水泥粉尘和水玻璃溶液对人体造成伤害。 （7）要有良好的照明条件。 施工程序图见下页： 二、大量渗水隧道施工 1．施工方法 整治隧道施工渗水，采用聚氯乙烯（PVC）塑料板，即在初期支护与模筑 砼衬砌之间铺一层PVC板，使衬砌表面达到干燥的要求。 2．施工工艺 ①准备工作 A．PVC防水板的质量检查 检查是否有变色、波纹（厚薄不均）、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺点。 B．用特种铅笔在PVC防水板边缘上绘出焊缝搭接线，搭接线距板边10cm。 C．PVC防水板拱部、边墙分段铺设，拱部划出中线，并对称卷起备用。 D．工作台就位：工作台由万能杆件拼装，接通电源，切断钢丝网露头，对超挖空 施 工 程 序 图              不合格