竖井裂隙水治理方案

乌鲁木齐轨道交通1号线工程土建施工06合同段南湖广场站~南湖北路站区间暗挖隧道地下水封堵方案编制：复核：审批：中铁十九局集团有限公司乌鲁木齐市轨道交通1号线工程06标段项目经理部二Ο一四年十月2一、编制说明南湖广场站~南湖北路站区间由两个临时施工竖井组成，从目前隧道开挖情况看，1#竖井基岩裂隙水发育，作业面水流量较大，对正常施工有一定影响。业主及监理要求，针对这一现象必须采取有效措施，保证隧道施工质量和安全，为此，我项目部特编制本方案指导现场裂隙水治理施工。二、工程概述2.1工程概况本段区间长988.213m，设计采用矿山法施工，设置2处竖井；南湖广场站~南湖北路站区间南起南湖广场站，南湖路向北敷设，横穿格拉玛依高架，区间周边建筑多位住宅、商铺及办公楼等，终点为南湖北路站。本区间起讫里程为YDK7+534.143~YDK8+525.185，右线全长991.042m，左线全长989.189m。本区间在YDK7+915.000处，设置1号施工竖井，兼做区间联络通道。竖井位于南湖南路与南湖东路交口东南象限，南湖人民广场西北角,施工竖井净空尺寸为5.0m×7.0m，井深32.696m；竖井周边主要为南湖公园绿化地，无其他重要构筑物。在YDK8+410.000处，设置2号施工竖井，兼做区间联络通道,施工竖井净空尺寸为4.0m×7.0m，井深28.230m。竖井位于南湖北路与南湖北路东二巷交口东北象限，新疆出入境检验检疫局门口；距离新疆出入境检验检疫局门口最近距离为58m；在YDK8+257.000处设置联络通道兼做废水泵房。2.2工程地质和水文地质条件2.2.1工程地质场地内主要地层为由冲积、洪积河床堆积形成的第四系全新统—晚更3新统圆砾、卵石及下伏的侏罗系泥岩、砂岩构成，地表广泛分布人工素填土和杂填土，在卵砾石层中局部分布透镜体状黏质粉土、粉土和粉细砂。地层特征如下：1）第四系全新统（Q4）人工填筑土（Q4ml）：广泛覆盖于城区及其附近地表、道路表面等，为人类活动所致，由杂填土组成。①-1杂填土：杂色，以建筑垃圾为主，含碎石块、粉土、混凝土块以及生活垃圾，极不均匀、潮湿，II级普通土。2）第四系冲洪积（Q4al+pl）：②-4粉土（Q4al+pl）:灰黄色，湿～很湿，中密～密实，土质不均，夹砂及砾石，Ⅱ级普通土。②-10卵石（Q4al+pl）：杂色，成分以砂岩、灰岩为主，颗粒呈浑圆状，粒径组成：大于200mm者约占5%，20～200mm者占70%～75%，余为砂粒及粉、粘粒充填，级配良好，稍密-中密，潮湿—饱和，为Ⅲ级硬土。3）侏罗系（J）本段基岩主要为侏罗系强风化～中风化的砂岩和泥岩组成，岩层产状340～360°∠65～75°⑤-1-2强风化泥岩（J2+3Ms)：淡灰色，局部浅黄色，泥质结构，厚层状构造，节理裂隙很发育，岩芯比较破碎，呈碎块状，局部有短柱状，风化层厚1～2m，Ⅳ级软石。⑤-1-3中风化泥岩（J2+3Ms)：青灰色，泥质结构，厚层状构造，岩芯呈柱状，锤击易碎，Ⅳ级软石～Ⅴ级次坚石。4⑤-2-2强风化砂岩（J2+3Ss）：灰色，灰绿色、局部棕黄色，细、中粒结构，层状构造，钙质胶结，岩芯破碎，呈碎块状，局部呈短柱状，风化层厚2～6m，Ⅳ级软石；⑤-2-3中风化砂岩（J2+3Ss）：灰色，灰绿色、局部棕黄色，细、中粒结构，层状构造，钙质胶结，岩芯呈柱状，锤击不易碎，Ⅳ级软石～Ⅴ级次坚石。⑤-2-4微风化砂岩（J2+3Ss）：黑灰色，细、中粒结构，层状构造，钙质胶结，岩芯呈长柱状，锤击不易碎，Ⅴ级软石～Ⅵ级次坚石。2.2.2水文地质1、乌鲁木齐市轨道交通1号线工程地下水类型按照赋存条件分为第四系松散堆积层中的空隙潜水，基岩裂隙水及构造裂隙水三种。（1）第四系空隙潜水主要分布乌鲁木齐河两岸阶地、漫滩区及冲、洪积平原区，第四系空隙潜水地下水位南高北低，赋水量较小。（2）构造裂隙水主要分布于雅玛里克背斜轴部及雅玛里克断裂带内。（3）基岩裂隙水局部赋存于第四系接触带附近的表层岩中。2、地下水动态及补给径排关系本合同段沿线主要位于乌鲁木齐河谷地段，由于人们大量的与地下水有关的经济活动，使乌鲁木齐河谷地下水动态因素，由最初的自然因素为主改变为大部分地区目前以人为影响因素为主。特别是1961年在乌鲁木齐河谷上游乌拉泊修建了水库，改变了河谷地下水补给条件，使其由原来的以地表水入渗补给和地下水侧向径流补给为主改变为以地下水侧向径流补给和乌拉泊大坝渗透补给为主，同时相应的改变了河谷地下水动态，造成5河谷区前水位大幅度下降。乌鲁木齐地下水位每年变幅度约为1~2m，每年3~4月及7~9月为高水位期。根据收集资料，由于线路周围分布有多个开采自备井，地下水的动态受开采量的影响较大，变幅较大。3、沿线地下水类型根据本次勘察及现场调查，本场地内存在两层地下水，分别为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水：（1）第四系空隙潜水本次勘察钻孔最大深度为35.0m，勘察范围内实测到一层地下水，地下水类型为潜水（二）：水位埋深1.65~4.20m，水位标高813.91~833.10m，含水层主要为杂填土1-1层、卵石填土1-3层、卵石2-10层。主要接受大气降水，侧向径流、向下越流等方式排泄，该层地下水与湖水存在水利联系。（2）构造裂隙水由于本段区间内的雅玛里克断裂带较宽，断裂带内岩体极破碎，且断裂带与第四系潜水及基岩裂隙水贯通，该断裂带构造裂隙水十分发育，水量较大，补给充分；由于该断裂带的构造裂隙水与潜水贯通，无法单独量测。(3)基岩裂隙水由于本段基岩岩层产状倾角较大，裂隙较为发育，根据本次勘察及现场调查，基岩中赋存有基岩裂隙水，基岩裂隙水的透水性因地层的岩性、风化程度、裂隙发育程度等因素存在较大差异，表现出强烈的不均匀性和6各向性，虽不能形成水量分布比较较均匀的层状含水系统，但有时由于局部裂隙的发育，导致水量较大。4、抗浮及防渗设防水位根据抗浮水位的专项研究成果，抗浮水位标高按自然地面考虑，防渗设防水位按自然地表标高考虑。5、地下水的腐蚀性评价潜水（二）：对混凝土结构具中腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下具弱腐蚀性、在干湿交替的条件下具弱腐蚀性。基岩裂隙水：根据本标段其他工点的试验结果及地区经验，基岩裂隙水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下具微腐蚀性、在干湿交替的条件下具弱腐蚀性。6、场地土的腐蚀性及评价浅部土层对混凝土结构具弱腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。三、裂隙水封堵方案3.1、封堵裂隙水目的隧道开挖施工过程中，基岩裂隙水发育，出现大面积成股水流，为防止裂隙水影响隧道施工质量和引起地表失水沉降，隧道开挖后，及时对裂隙水进行封堵，保证隧道施工安全和质量。3.2、封堵裂隙水总体思路根据竖井开挖情况来看，裂隙水发育地段围岩基本为块状，块状岩体中的裂隙发育极不均匀，通常可分为三个级次的裂隙空间:7（1）细短闭合的小裂隙构成的微裂隙岩体；（2）张开且延伸较长的中等裂隙构成的导水裂隙网络；（3）大裂隙与断层构成的局部导水通道。隧道开挖进入微裂隙岩体时，水量微不足道；遇到裂隙网络时，出现较大水量;触及大的裂隙导水通道，水量很大，易突发隧道透水事故。本标段设计针对第（3）个块状岩体裂隙级次（破碎带）采用了拱部180°范围超前小导管注浆（竖井采用全断面加密注浆），第（1）、（2）个块状岩体裂隙级次，Ⅵ、Ⅴ级围岩采用拱部180°范围超前小导管注浆，Ⅳ级围岩采用拱部120°范围超前小导管注浆，小导管注浆采用水泥单液浆，效果不明显采用水泥—水玻璃双液浆。设计有小导管注浆的区间隧道，先施工这项止水措施，如这项止水措施未能有效封堵裂隙水，则再采用A、C双液浆和A、B化学浆封堵裂隙水。Ⅲ级围岩直接采用A、C双液浆和A、B化学浆封堵裂隙水。根据竖井开挖情况来看，围岩裂隙发育极不均匀，裂隙水的分部也无章可循，封堵时首先选水流较大的点开始，然后沿水流走向，依次封堵其它渗漏点。裂隙水封堵过程中如出现此堵彼冒现象，就采用“疏堵结合”的封堵方法，即预埋引水管，保证本段衬砌施工范围内其它部位裂隙水封堵完成，然后在衬砌浇筑后集中封堵引水管（竖井采用疏堵结合）。3.3、人员、机械配置区间隧道裂隙水封堵施工采用两班制作业，技术管理人员24小时跟踪指导并记录原始资料，一个作业面每班人员配置见表3-1。表3-1注浆作业人员配置表序号工种数量作业内容81工班长1人负责协调指挥注浆作业有序进行2浆液配制工2人负责浆液配制拌制质量和及时供应3钻眼安管工5人负责钻眼和安管工作4注浆泵操作工1人负责注浆泵的操作，控制浆压和发出注浆结束口令5注浆管巡查工1人负责注浆管路的巡查、维修工作注浆施工主要设备见表3-2。表3-2注浆设备配置表序号类型数量用途1YT-28风钻2台钻孔注浆2双液注浆泵1台注双液浆、化学浆3φ20mm镀锌钢管60m注浆管4Y型混合器4个移动台架，搬运材料5压力表2个控制注浆压力6台架1个作业平台7装载机1台材料运输3.4、施工方法及工艺图3-1注浆流程图1）注浆施工作业面选定后，将注浆设备和材料安排就位。2）移动作业平台到指定位置，根据渗漏情况选定注浆位置，打设注浆打设注浆孔安设注浆管路管路压水试验注浆结束施工前准备机具设备检修备料配浆记录分析9孔，孔深根据出水量大小进行调节，如水流量随着孔深逐渐增大，钻孔加深，最深不超过4m。3）注浆管采用φ20镀锌钢管，根据孔深选取注浆管长度，将注浆管插入注浆孔内，孔底预留10cm，然后用堵漏灵封堵孔口。4）安装Y型连接器，接通注浆管路。5）进行压水试验，检查注浆管路密封情况。6）注浆时先注A、C液进行止水，再注A、B液进行加固，使浆液具有止水和加固双重效果，增加抵抗水压的能力，注浆压力为0.15～0.75Mpa，浆液凝固时间为0.5～2分钟，为速凝注浆。7）观察堵漏情况并做好现场记录，如堵漏效果不明显，分析原因，采用重新打孔或调整浆液配合比等措施改进堵漏效果。初拟A、C浆液、A、B浆液配比见表3-3、3-4。表3-3A、C浆液配合比表名称内容密度质量（㎏）备注A液硅酸钠ρ=1.37330㎏溶液稀释剂ρ=1350㎏C液P.O42.5水泥ρ=1.3341㎏按施工时的气温调整水泥掺量稀释剂ρ=1350㎏XPM用量为水泥掺量的8%～10%现场调配表3-4A、B浆液配合比表名称内容密度质量（㎏）备注A液硅酸钠ρ=1.37330㎏溶液稀释剂ρ=1250㎏B液硫酸10%～20%均为混合剂现场调配稀释剂90%～80%其它化学添加剂根据现场情况添加3.5、注浆注意事项101）选用正规厂家生产的合格的P.O42.5普通硅酸盐水泥，及早、准确地做好各种试验配合比，现场严格控制各种材料用量，精确配制混合料。2）浆池中保持有足够多的水泥浆液，并保证在注浆过程中不停地缓慢搅拌，搅拌时间应小于浆液初凝时间，确保输送注浆连续进行，注浆间歇时间不能超过10min，若需暂停注浆，应立即进行清水洗管，避免管内水泥浆凝固堵塞。3）水泥浆液应先经过过滤网过滤，防止杂物进入注浆泵,造成堵塞。5）严格控制注浆压力，以防压裂开挖面。注浆机压力应与规定压力配套，不宜升压过快。注浆压力达到规定时应予以稳压一定时间，以利浆液进一步渗缝。6）注浆一定按程序施工，注浆压力一定要严格控制，专人操作，当压力突然上升或从孔壁溢浆时，应立即停止注浆。7）注浆时应认真记录注浆机吸管头容器原有浆液体积、中间加入的浆液体积和容器最终剩余浆液体积，严格把握实际注入岩体的总体注浆量。注浆过程中，做好详细的施工记录、分析和资料整理工作，经常对比相邻注浆孔的流量、压力和注浆量等参数，做到信息化施工，分析注浆中存在的问题，并及时解决。8）注浆结束时，应及时清洗泵、球阀和管路，以保证注浆设备完好，管路畅通。四、质量保证措施4.1.质量方针坚持标准，规范管理，严控过程，强化职能，创建一流工程。114.2.质量目标1）确保工程质量全面达到国家和铁道部客运专线工程质量验收标准及设计标准，分项、分部及检验批的检测率达到100%。2）单位工程一次验收合格率100%。3）全线工程一次成优,确保部优