竖井止水注浆方案

第一章编制依据及编制原则1.1编制依据1.1.1施工文件1.1.2工程应用的主要法律、法规1）中华人民共和国安全生产法；2）建设工程安全生产管理条例(国务院令第393号)；3）建设项目环境保护管理办法；4建设工程施工现场管理办法(北京市人民政府令第72号)；5）危险性较大的分部分项工程安全管理办法（建质[2009]87号）；6）实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理办法〉规定(京建施[2009]841号)；7）北京市人民政府关于维护施工秩序减少施工噪声扰民的通知；8）北京市建设工程施工现场安全监督工作规定；9）北京市建设工程安全生产重大事故及重大隐患处理规定。1.1.3施工中所涉及的有关规范、规程1）工程测量规范（GB50026-2007）2）建筑机械使用安全技术规程（JGJ33）3）给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）4）混凝土和钢筋混凝土排水管(GB/T11836-2009)5）建筑基坑支护技术规程（DB11/489-2007）6）施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46－2005）7）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）8）市政基础设施工程资料管理规程（DBJ01-71-2003）9）建设工程项目管理规范（GB/T50326-2006）10）《北京市给水排水管道施工技术规程》（DBJ01－47－2000）第二章工程概况、难点及地质情况2.1工程概况2.2工程地质及水文地质条件根据场地钻探所揭示的地层条件，按成因年代将勘探深度（最大孔深21.00m）范围内的地层划分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类，并按其岩性、物理力学性质及工程特性进一步划分为5个大层及亚层，现分述如下：表层为人工堆积之一般厚度0.80~6.40m的粘质粉土素填土、粉质粘土素填土①层及房渣土①1层。人工堆积层以下为第四纪沉积的粘质粉土、粉质粘土②层，砂质粉土②1层，粘土、重粉质粘土②2层及粉砂、细砂②3层；细砂、中砂③层，粉质粘土、粘质粉土③1层，粘土、重粉质粘土③2层及砂质粉土③3层；粉质粘土、粘质粉土④层，细砂、中砂④1层，有机质粘土、有机质重粉质粘土④2层及砂质粉土④3层；粘质粉土、粉质粘土⑤层，粘土、重粉质粘土⑤1层，细砂、中砂⑤2层及砂质粉土⑤3层。拟建管线场地浅层土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。本工程场地内分布的特殊性岩土主要为人工堆积层，一般厚度约0.80~6.40m，包括粘质粉土素填土、粉质粘土素填土①层及房渣土①1层。该层土成分杂乱、工程性质较差，对本工程地基方案（局部）、基槽开挖及顶管施工的竖井（工作井）开挖有不利的影响。竖井相对地面标高5.4米以下为细砂、中砂层。现场竖井开挖至圈梁以下4.9米时，发现有大量水涌入，且周围土层为中细砂层，锚喷墙壁背后土质出现流失，降水井降水效果不佳，且竖井南侧靠近木材市场围墙处竖井侧壁外塌空（注浆量额外考虑），此况对工作竖井的施工和顶管的安全性构成较大影响，存在严重安全隐患。为保证工作竖井在开挖和机械顶管时不致发生下沉和井壁开裂，需要采取工作井侧壁周圈超前注浆及井底注浆封底止水措施注浆范围从潜水水位以上0.5m开始，工作井侧壁外1.5m，工作井井底以下2m，浆液配比由现场试验确定，注浆压力不大于0.5MPa。确保竖井开挖和顶管过程中的安全。2.3施工方案鉴于以上地质及工程情况，决定采用全断面放射型双重管无收缩双液注浆工法对竖井周围土体进行注浆止水加固处理，此方法是解决竖井工程出现塌方及漏水最有效的保障措施。通过注浆，密实土体间隙，疏干过量水分，从而使浆液与土体形成复合的防水外壳，具有较强的支承保护能力，确保地面建筑物及开挖施工的安全。第三章施工方案设计3.1主要施工方法本工程竖井土体自稳性极差，开挖极易造成水土流失及坍塌，危及地表路面及工程构筑物本身施工的安全。故需对检查室周边松散土质进行地质改良，使松散土体得到充分填充密实，使地层的不透水性增强，且具有一定强度，达到止水加固周边土壤之目的。从而保证工程施工安全和工程进度的顺利进行。采用全断面放射型双重管无收缩双液注浆工法，超前预注对检查室周围土体进行隔水、加固处理。对边墙外侧加固将采用倾斜钻杆，对竖井底层土采用垂直钻杆注浆法施工（即钻杆回抽法），具有一定强度和止水效果的地下连续止水防护壳，以达到止水、加固的预期目的。对道路、地面构筑物现状做调查照相，并采取监控手段进行监测，如发现出现沉降裂纹，及时进行分析处理。对道路、房屋地面进行监测，用于监测覆盖地层的稳定程度，评价和调整施工方法。量测方法以精密水准仪测地面各控制点的相对高程。控制点的标高变化即为该点的下沉值。现场绘制时间位移曲线图，用以反映下沉速度。3.2注浆范围的设计竖井开挖位置地下水量大，在开挖过程中有可能造成竖井侧壁与土体间水土严重流失，无法喷射砼等情况，初步确定竖井加固范围如下：侧墙加固范围：沿初衬外皮长、宽方向各加宽1.5米，加固深度为圈梁下4.4米处至竖井底板底面以下2米。底层土加固范围：深度为：底板底面以下2米；长7米宽5米。3.3注浆孔的布置根据注浆扩散半径计算，竖井底层土注浆孔距为东西向1m，南北向1米。侧墙注浆孔孔距为东西向1米，南北向1米。注浆孔直径Φ42mm，注浆孔布置采用梅花形布孔.3.4主要注浆参数⑴、浆液扩散半径：0.8m；浆液凝结时间：20s～30min；注浆压力0.3～0.5Mpa。⑵、注浆材料配比、注浆压力、流量、扩散半径等参数需通过前期试验确定，并按所处砂层和实际止水质量进行调整。3.5注浆材料1、选用化学浆和双液浆浆液材料特点：（1）其特性固结硬化时间容易调整，对地下水而言，不易溶解。（2）渗透性良好，特别是对微细砂层、卵石层渗透性优异、（3）对含砂层能控制渗透距离；地层中有流动水的情况下也具有很强的固结性能。（4）浆材强度、硬化时间、渗透性能可根据现场实际需要任意调整凝结时间。（5）浆材不流失、固结后不收缩，硬化剂五毒，对地下水不会造成污染。2、化学浆液材料配比表：浆液类型配比A液：水玻璃浆水玻璃：水=1：1（体积比）B液：稀磷酸磷酸：水=1:1（体积比）A液：B液1:1（体积比）乙二醇磷酸体积的20%注浆时，将根据现场实际情况适当调整配合比，并适当加入特种材料以增加可灌性和堵水性能，提高止水效果。3.6注浆压力的计算P=K*HP=注浆处的静水压力K=由注浆深度确定的压力系数注浆深度‹810-1212-1616-20›20K0.023-0.0210.021-0.0200.020-0.0180.018-0.0160.016H=注浆处的深度（M）3.7注浆量的计算Q=Anα（1+β）式中：Q----注浆量（m3）A----注浆加固土体体积（m3）n----孔隙率（%）α----浆液填充系数（取0.8）β----注浆材料损耗系数（取0.3）根据业主提供的地质勘察报告，顶管沿线穿越土层孔隙比为0.64，所以孔隙率n=e/（1+e）＝0.64/（1+0.64）＝39%（e为孔隙比）填充率nα（1+β）＝39%×0.8×（1+0.3）＝41%3.8施工方法本工程竖井已经开挖锚喷至圈梁以下4.9米位置，水量、流砂大无法下挖，开挖前采用降水井降水措施，因已下挖至潜水水位以下2.5m处，需对已开挖竖井进行素土回填，回填至水位线以上0.5m处进行临时封底，封底浇筑30cm厚C25混凝土，然后进行打孔注浆，以保证注浆压力，从而保证注浆止水效果。注浆时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。其注浆特性是使该土层粘结力(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。注浆加固后强度理论值，细中砂层达到15~20kg/cm、粘土层达到10~12kg/cm。具体注浆做法见下附图：WJ41#竖井底层土注浆钻孔平面布置图说明：共计钻孔33个，孔径Φ42.1-1WJ41#竖井底层土注浆剖面图说明：注浆管每根长8.5米，注浆深度至底板底面以下1.5米。WJ41#竖井侧墙注浆钻孔平面布置图说明：共计打孔32排，每排两根注浆管。WJ41#竖井侧墙注浆剖面示意图3.8注浆工艺流程：布孔→钻机就位→钻孔→配浆→注浆→拔管洗管→检验开挖⑴、定孔位：根据竖井平面尺寸和不同钻井角度布孔，要求孔位偏差小于3cm，入射角度偏差不大于1°。⑵、钻机就位：钻机按布孔位置就位，调整钻杆的垂直度，对准孔位后钻机不得移位，也不得随意起降。⑶、钻进成孔：第一孔施工时要慢速运转，掌握地层对钻机的影响，以确定实际钻进参数，同时密切观察溢水出水情况，出现大量出水时，立即停钻、封面，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。⑷、配浆：采用经校核合格的计量用具，按设计配比配料。⑸、回抽钻杆、注浆：严格控制钻杆提升幅度每次不大于20cm，均匀回抽，同时注意注浆参数变化，注浆时严格控制注浆压力和注浆量，当压力突然上升或从孔壁、断面溢浆时，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。⑹、正式注浆前，必须先进行注浆试验，施工过程中计算注浆施工时间、观测凝固时间，通过试开挖检验注浆厚度、止水效果，然后调整浆液配比和注浆循环长度、开挖长度，调整注浆孔距等控制数据，确定各项数据后，再进行正式注浆施工，以统计出的数据控制施工各参数，正式注浆后在土方开挖前，先打探测孔观察水位情况，根据出水情况决定继续土方开挖或继续注浆。3.9注浆效果检测⑴、注浆施工结束后，通过注浆体内钻孔，用压水、注水或抽水等办法测定地基的流量及渗透系数，不合格者需进行补充注浆。检查孔的数目约为总注浆孔数的5～10%，布孔的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有疑问的部位，对加固注浆而言上述水力物理性虽不能直接反映加固效果，但至今仍旧被广泛的当作一种参考指标，因为吸水量大小与地基的密度和强度之间存在着一定的关系。⑵、通过钻孔，从注浆体内取出原状样品，送实验室进行必要的试验研究。实践经验证明，通过这类检测可得出下述几项重要的物理力学性能指标，据此能对注浆效果作出比较确切的评价：①、样品的密度；②、结石的性质；③、浆液充填率及剩余孔隙率；④、无侧限抗压强度及抗剪强度；⑤、渗透性及长期渗流稳定性；⑶、采用挖探或其他方法检验止水效果和渗水的情况。⑷、存在问题的补救措施：因该工程地质条件复杂,施工中难免存在局部问题,如开挖时出现局部止水效果不理想时，应及时打入小花管进行补浆止水，并通过调整浆液配比等技术措施进行特殊处理，以确保开挖施工的顺利进行。第四章施工部署4.1施工总体目标4.1.1工程质量目标：合格。4.1.2安全生产目标严格按照国家安全制度和规范，达到“五无”、“一杜绝”及“一创建”的目标。4.1.3文明施工目标以《北京市建设工程现场文明施工管理办法》及公司有关安全文明要求为标准，确保“杨闸工地”为公司赢得声誉，为业主增光添彩，为环保工作做出贡献。4.1.4协调目标做好内外关系协调，结合工程情况充分发挥项目优势，主动争取各方的支持与配合，做到施工一项工程，交一方朋友。4.1.5管理目标技术管理责任明确，技术档案管理自动化，确保资料完备、及时、准确、先进和符合各方要求，并做到工程竣工时竣工资料即交验完。4.2组织机构如图所示项目经理部组织机构图项目经理项目副经理技术负责人生产安全经营水电测量质量计量试验第五章劳动力组织及设备配置5.1劳动力组织定位观测2人配浆布孔钻孔就位4人注浆拔管洗管检验开挖3人8人6人4人4人钻孔3人5.2主要施工设备配置TXU—75A型钻机1台旋转二重管排水处理装备HJZB双液注浆泵1台注浆液混合器测定器具SJY—双层立体式搅拌机1台喷头凝胶时间测定仪逆止阀消音阀第六章工程质量保证体系在本工程注浆施工中，应以严格组织管理体系和科学严谨的质量体系来保证工程质量。6.1质量控制：6.1.1工程质量严格按照本工程制定，并经甲方和监理工程师认可的施工方案执行，严