振兴路站溶洞处理方案.docx
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振兴路站溶洞处理方案
目录
1编制依据1
2编制原则1
3工程简介1
4施工安排1
4.1劳动力配置计划1
4.2物资设备配置计划2
5施工准备2
5.1技术准备2
5.2现场准备2
6施工方法2
6.1探测方法及处理原则2
6.2溶洞处理方案3
7风险分析11
8施工保证措施11
8.1质量保证措施11
8.2安全管理措施11
8.3环境保护及文明施工管理措施12
振兴路站溶洞注浆施工方案
1编制依据
1.1振兴路站施工设计图纸;
1.2《建筑工程施工质量验收统一标准》(GBJ50300-2001);
1.3《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
2编制原则
2.1以确保安全为前提,并具有可操作性;
2.2选择合理的施工方案;
2.3各种技术难题超前进行研究,以预防为主。
3工程简介
据振兴路站钻孔揭示,场区岩溶形态有溶隙、溶沟及溶洞等。
振兴路站区属裸露—浅覆盖型岩溶,在施工的19个钻孔中,见溶洞钻8个,见溶洞总数13个,钻孔见洞率为42%。
其中大于1.0m的溶洞有4个,其余溶洞≤1.0m,最大溶洞(溶槽)洞高达6.8m。
经统计,振兴路站19个钻孔,可溶岩累计钻探长54.73m,溶洞累计高度19.3m,溶蚀岩体累计高度76.8m,溶洞率3.53%,总岩溶率17.56%,线岩溶率20.08%。
岩溶填充物主要为硬塑状褐黄色黏土,局部夹灰岩碎块。
站址区岩溶属弱~中等发育。
本车站工程段的岩溶发育受构造控制:
岩层倾角较陡,地表水沿层埋下渗,地下水运动较强烈,岩溶发育方向主要受层面控制,多为NEE—SWW方向;断裂构造件附件岩溶发育,地下水运动强烈;中厚层灰岩夹薄层灰岩、泥质灰岩,在溶解度不同的岩层接触面附件岩溶发育。
本工程场区溶洞多填充,溶洞填充物成份不均匀,结构致密性较差,透水性较强,在基坑壁附近发育的,需加强支护和防水措施,位于结构底板线以下的应加强隐伏岩溶探查,采取必要的加固防护措施。
4施工安排
4.1劳动力配置计划
表1主要施工人员表
序号
工种
人数
工作内容
1
现场副经理
1
现场全面负责
2
技术负责人
1
技术指导、检查、施工记录
3
安全员
1
负责安全
4
质检员
1
质量控制及报验
5
试验员
1
试验检测
6
测量员
3
测量放线
7
钻机操作工
3
钻孔
8
注浆机操作工
4
岩溶注浆
9
普工
4
材料搬运
4.2物资设备配置计划
表2主要物资计划表
物资名称
规格
单位
数量
备注
袖阀管
KY100
m
195
中砂
天然砂
t
100
水泥
42.5R
t
100
表3主要施工机械配备表
机械名称
型号
单位
数量
备注
潜孔钻
KY100
台
1
钻孔
注浆机
SUB8.0A型双缸砂浆泵
台
1
注浆
5施工准备
5.1技术准备
(1)根据设计图纸及相关规范要求,编制施工专项方案。
(2)孔位放样。
5.2现场准备
(1)修通道路,接通水电,备好机、料具。
(2)对岩溶注浆现场进行围护,防止土石等杂物滚入孔内。
6施工方法
6.1探测方法及处理原则
6.1.1溶洞探测方法
根据施工实际情况,振兴路站采用地面钻孔、地质雷达探测方法。
如存在岩溶预报时应通过加密地面钻孔,探明岩溶发育情况及断层破碎带的具体位置。
6.1.2岩溶处理的原则
将岩溶的工程风险程度,划分为高风险区和低风险区。
(1)按照地铁隧道结构底板以下完整基岩厚度不小于6m(约1倍隧道洞径),地铁结构水平轮廓线外5m范围确定为高风险区,应对高风险区内的溶洞进行处理,溶洞处理必须填充密实。
(2)对揭示的溶洞从地面进行注浆充填加固,且一并完成岩面注浆施工。
(3)遇到溶洞洞径大于5m的特大型溶洞时,需研究具体处理方案。
(4)对于高风险区内的物探异常区进行钻孔验证,若发现存在溶洞则按上述原则处理。
6.2溶洞处理方案
溶洞处理施工顺序为:
溶洞处理与否判定(划定高、低风险区)→溶洞处理→溶洞效果检查。
6.2.1对于钻孔揭示岩溶洞穴高度大于1m且为无填充溶洞或半填充溶洞的,注浆一般采用间歇式静压灌浆。
第1次灌浆采用水泥砂浆,灌浆时间控制在20min,间歇6小时后再灌第2次,第2次灌浆可采用砂浆或浓浆,若在20min内仍不起压,停止灌浆,间歇6小时后再灌第3次,依次类推,直至终孔为止。
灌浆压力按0.3~0.5Mpa控制,灌浆压力应随着灌浆过程逐步提高,达到设计灌浆压力并继续注浆30min以上。
必要时,可在水泥砂浆或水泥浆中适当添加速凝剂。
对于洞径大于5m的特大型无填充溶洞,可考虑先投碎石(5~10ram),后采用注浆加固的方法。
投碎石处理时在原钻孔附近(约0.6m)补钻2个投石孔,两投石孔中心与原钻孔中心需在同一连线上,两投石孔可相互作为出气孔。
6.2.2对于钻孔揭示岩溶洞穴不大于1m和全填充溶洞直接采用纯水泥浆进行静压式灌浆。
6.2.3物探(CT)异常区加固处理方法。
对异常区进行钻孔验证,若发现存在溶洞则根据溶洞大小采取上述相应的处理加固方法;若没有发现溶洞,采用压力注浆的方法进行填充加固和封孔。
6.2.4明挖基坑或桩基溶洞加固处理措施:
在地质雷达初步探出空洞位置后采用地面钻孔办法进行进一步的验证,在准确探明孔洞位置后,根据孔洞的大小、充填介质情况采取灌砂和重复注浆等措施进行加固。
如孔洞位置属于地基持力层范围在处理完毕后还需钻孔取样试验判断加固效果。
6.2.5地面岩溶注浆处理主要分全填充溶洞、半填充溶洞、未填充溶洞三种情况进行处理,详细处理方法见下:
全填充溶洞(或土洞)处理示意图。
半填充溶洞(或土洞)处理示意图。
未填充溶洞(或土洞)处理示意图。
6.2.6岩溶地表注浆加固处理
振兴路站处溶洞采用袖阀管注浆处理,钻孔直径90~110mm,袖阀管为d48PVC塑料管材。
混合土层高度范围内布设溢浆孔,孔径50mm,间距20cm,梅花形布置,端头削尖密封。
6.2.6.1袖阀管构造
袖阀管结构如下图所示,为了方便地进行灌浆,在袖阀管上一般每隔30cm钻一组4Φ6mm的射浆孔,每组孔的纵向长度6cm-10cm,每米袖阀管上一般钻2-3组射浆孔。
在每组射浆孔外部都包裹有一层橡胶套,橡胶套长度比每组射浆孔长度略长,以包裹住射浆孔为原则。
袖阀管结构示意图
6.2.6.2袖阀管注浆施工工艺流程
袖阀管注浆施工工艺流程图
6.2.6.3袖阀管注浆施工方法
(1)钻孔
1)测量放样
根据地质雷达扫描结果及钻探情况放出溶洞大致边线,在溶洞范围内按2m×2m布置注浆孔。
2)钻机安装:
底座水平,机身稳固可靠。
调整钻机高度,立轴对正孔位,将钻具放入孔口管内,使孔口管、立轴和钻杆在一条直线上,钻孔直径控制在90~110mm。
3)钻孔护壁:
采用优质稀泥浆护壁。
当砂层较厚、孔内塌孔时,用φ108mm套管护孔,待孔内注入套壳料并下入袖阀管后,才将φ108mm套管提出孔外。
4)注意事项:
钻孔布置注意避开管线,并不得破坏既有的基础。
(2)安装袖阀管、浇注套壳料及固管止浆
1)钻孔至设计深度并采用清水洗孔后,立即将套壳料通过钻杆泵送至孔底,自下而上灌注套壳料至孔口溢出符合浓度要求的原浆液为止。
2)依次下入按注浆段配备的袖阀花管和芯管,下管时及时向管内加入清水,克服孔内浮力,顺畅下入至孔底。
3)灌入封闭泥浆(即套壳料)
套壳料一般以膨润土为主,水泥为辅组成,主要用于封闭袖阀管与钻孔孔壁之间的环状空间,防止灌浆时浆液到处流窜,在橡胶套和止浆塞的作用下,迫使在灌浆段范围内挤破套壳料(即开环)而进入地层。
套壳料浇注的好坏是保证注浆是保证注浆成功与否的关键,它要求既能在一定的压力下,压开填料进行横向注浆,又能在高压注浆时,阻止浆液沿孔壁或管壁流出地表。
套壳料要求其脆性较高,收缩性要小,力学强度适宜,即要防止串浆又要兼顾开环。
套壳料采用粘土和水泥配制,配比范围为水泥:
粘土:
水=1:
1.5:
1.88,浆液比重约为1.5,漏斗粘度24-26s;实际施工时应通过多组室内及现场试验,选取最佳配比。
根据工程中的要求,套壳料凝固时间和强度增长速率应控制在2-5d内可灌浆。
套壳用量(m3)=1.3×π×R(钻孔半径2-袖阀管半径2)×H注浆段高度。
套壳料浇注方法:
成孔后,将钻杆下到孔底,用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注浆段。
4)固管止浆:
在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管,在孔口上部2米孔段压入止浆固管料,直至孔口返止浓浆为止。
止浆固管料采用速凝水泥浆。
可采用水玻璃或氯化钙作速凝剂。
(3)待凝
要待孔口段止浆料凝固后才能灌浆。
待凝时间控制在2~5天以内。
(4)开环灌浆
1)开环:
灌浆的前期阶段,使用稀浆(或清水)加压开环。
在加压过程中,一旦出现压力突降,进浆量剧增,表示已经“开环”。
开环后即按设计配比开始正式注浆。
2)灌浆:
采用双栓塞芯管进行灌浆。
根据各组注浆参数表要求,从孔底自下而上进行注浆,每排孔眼作为一个灌浆段,其段长为50cm。
3)注浆液采用42.5普硅水泥,注浆时按先灌入稀浆后灌入浓浆的原则逐渐调整水灰比。
开环压力为0.35Mpa左右,具体数值根据现场实验调整。
全填充溶洞注浆压力为0.5~1.5Mpa,无填充和半填充溶洞灌浆压力控制在0.3~0.5MPa。
并由下而上逐渐减小,视具体情况分别采用或作适当调整。
4)注浆次序:
每次都必须跳开一个孔进行注浆,以防止发生窜浆现象。
5)间歇注浆:
全孔段注浆完成后,间歇一段时间再进行第二次注浆,间歇时间控制在10~30min之内。
(5)终灌标准
1)当注浆压力≥1.0Mpa,吸浆量<2.5L/min,稳定时间25min。
2)发现被加固溶洞有上抬的趋势时,立即停止注浆。
3)发生窜浆或浆液漏失严重时,立即停止注浆。
间歇6h再注浆,如是循环直至起压。
(6)后备注浆措施
每孔注完浆后,用φ20水管插入袖阀管内,泵入清水把袖阀管内残留水泥浆冲洗干净,以备复注。
浆管口用胶布封上,以备在以后开挖过程中,地面出现沉降时,进行重复注浆。
(7)压力注浆时的监测措施
在注浆过程中,要密切监测地面及建筑物的沉降情况,如发现被加固建筑物有上抬的趋势,立即停止注浆。
(8)灌注材料及配比
用42.5R普通硅酸盐水泥作灌注主料,确定各种灌注材料的合理配比,在施工中使用的材料配比(重量比)如下:
1)袖阀管套壳料:
水泥:
粘土:
水——1:
1.5:
1.88(重量比,配方由现场试验最后确定);
2)固管料为单液水泥浆,配比为水:
水泥——1:
1.5;
3)袖阀管注浆的浆液配比
水泥:
水——1:
1~0.8:
1,先稀浆后稠浆。
如注浆效果较差时根据实据情况采用双液浆或超细水泥浆液。
4)速凝剂:
如发现地下有水流通道,孔内漏浆严重时,可掺入适量的的水玻璃作为速凝剂。
水泥浆与水玻璃体积比C:
S=1:
(0.5~1),其中:
水玻璃:
浓度为45Be',模数n=2.4~2.8。
图6-1全填充溶洞(土洞)处理示意图
图6-2半填充溶洞(土洞)处理示意图
图6-3未填充溶洞(土洞)处理示意图
7风险分析
7.1受施工影响或地下、地表水及附近人工湖水影响破坏,溶洞可能形成透水通道,诱发土洞或大的岩溶塌陷,危及基坑施工安全;
7.2工程结构底板如位于溶洞上方,将影响工程结构使用安全。
如运营列车动、静荷载作用下可能会造成坍塌,影响结构和运营安全;
7.3支护结构施工,如遇到溶洞将危及作业人员人身安全;
7.4溶洞、局部岩层断裂破碎带等不良地质情况严重影响施工安全,如事先探测和加固处理不当将会出现岩溶裂隙涌水、突泥及突水、坍塌等地质突发事件,严重的将危及作业人员人身安全。
8施工保证措施
8.1质量保证措施
制定技术管理制度和岗位制度,加强全面质量管理,建立健全全面质量检查监督机制和施工过程质量保证体系,采用“信息管理、动态施工”的科学施工方法,确保工程保质、保量,按时完成。
8.1.1按施工方案做好各项施工前的准备工作;
8.1.2做好技术交底工作。
工程项目技术负责人对施工员、机组队长进行技术交底,确保施工按方案要求进行;
8.1.3做好各种施工机械设备的保养、检修工作,保证施工过程中机械设备的正常运转;
8.1.4按方案提供的控制轴线和控制点,根据设计图纸测放出注浆孔位,开工前专人复核检查注浆孔位;
8.1.5袖阀管套壳料配方由现场试验最后确定,应严格控制,套壳料施工质量的高低决定注浆施工的成败。
8.1.6钻孔机对准孔位,调整垂直度,保证垂直钻孔机对准孔位,调整垂直度,保证垂直成孔;
8.1.7严格控制注浆压力,开环压力为0.35Mpa左右,全填充溶洞注浆压力为0.5-1.5Mpa,无填充和半填充溶洞灌浆压力控制在0.3~0.5MPa。
并由下而上逐渐减小,注浆压力过小则效果不明显,注浆压力过大则造成浆液浪费。
8.2安全管理措施
8.2.1进场施工人员必须配戴安全帽。
按规定配齐其他安全防护装置。
严格按照操作规程和安全规程进行施工,确保施工安全。
8.2.2每日收工时必须清理好现场,施工工具要摆放整齐,施工机械要及时清洗和检修,尽力搞好文明施工。
8.2.3搞好消防安全。
努力协调好场地周围相关单位的关系等。
8.2.4做好工人的安全教育工作,安全员要经常检查执行措施,做好事故预防性工作,保障施工工作顺利进行。
8.2.5对注浆泵及钻机应专人负责使用及保养,防止危害他人。
8.2.6经常检查所有电源线路,杜绝漏电触电事故发生。
搞好夜间施工照明。
8.3环境保护及文明施工管理措施
8.3.1降低施工噪音的措施
对施工机械和施工作业程序进行控制,使噪音降到最低限度。
8.3.2减少环境污染措施
(1)钻孔采用有效的防尘措施。
(2)对施工便道定期压实和洒水,减少灰尘对周围环境的污染。
(3)对各种施工机械、车辆进行严格的废气排量检测,对排量不合格的机械、车辆坚决予以停用。
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