地层空洞注浆加固施工方案最终版.docx

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地层空洞注浆加固施工方案最终版

北京地铁15号线一期工程07标段

（俸伯站及站东明挖区间）

地层空洞注浆加固施工方案

编制：

复核：

审核：

中铁隧道集团有限公司

北京地铁15号线一期工程07标项目经理部

2010年03月

第一章编制依据和原则

编制依据

《北京地铁15号线俸伯站及站东明挖区间地质雷达空洞探测报告》工程编号：

2010探测001。

《北京地铁15号线俸伯站及站东明挖区间地质雷达检测报告》工程编号：

2010探测001-1。

《地铁15#线07标段地下空洞不密实区高密度电阻法探测工作报告》

2010年3月18日07标段降水方案技术咨询会专家意见。

编制原则

在深刻理解工程特点、重点与难点的基础上，按照“技术领先、资源可靠、施工科学、组织合理、措施得力”的指导思想，遵循下列原则编制本方案。

1.2.1应急抢险原则

以基坑及周边交通环境安全为重点，结合本工程特点与实际情况，制定切实可行、有效的技术措施，建立完整的应急救援体系和控制程序，施工过程严格管理与控制，确保周边环境及基坑施工安全。

1.2.2工期保障原则

科学组织施工，合理配置资源，使各项分部工程施工衔接有序，充分利用本项目的资源，以确保总体施工计划的实现，确保总工期。

1.2.3技术可靠性原则

根据本工程特点，利用本单位既有工程施工技术、管理方法等成熟经验，编制可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工，确保工程安全、优质、按期地完成。

1.2.4经济合理性原则

针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则制定施工方案，并合理配备资源，施工过程实施动态管理，使工程施工达到既经济又优质的目标。

1.2.5环保原则

充分调查了解工程周边环境情况，施工紧密结合环境保护进行。

合理布置施工场地，加强施工过程环境控制，减少空气、噪音污染，杜绝排放污水、丢弃垃圾等对环境的污染，维护交通运输。

积极响应北京市的号召，建设“绿色工地”，实施“环保施工”。

1.2.6人文施工的原则

以人为本，维护和保障施工人员的安全与健康，建造和谐工地。

第二章工程简况

工程概况

俸伯站及站东明挖区间位于潮白河东岸、顺平辅线下，潮白陵园南侧，车站总长258.2m，西段设右线盾构井，总长55.613m；站东明挖区间位于车站东端，沿顺平辅线布置，总长度约590m。

设计概况

围护结构除俸伯站盾构井加深段为φ1000@1400钻孔桩+φ800、t=14mm的钢支撑外，其余为φ800@1200钻孔桩+φ800、t=14mm（站东明挖区间第一道支撑为φ609、t=14mm）的钢支撑，钻孔桩嵌入基底深度约6.7m；采用基坑外管井降水+基坑内疏干井降水的方法疏干开挖范围内土层的地下水。

目前施工情况

俸伯站西端110m范围开挖见底，现已进入主体结构施工阶段，其中左线盾构井、渡线区间及右线盾构井处底板混凝土已浇筑完毕，军便梁以东68m范围实施放坡开挖；站东明挖区间东段基坑土方开挖范围长约139m，其中东端40m范围开挖至地面下15m。

基坑周边地层情况

在对已开挖的基坑周边地层经两次地质雷达空洞探测及一次高密度电阻法探测后显示地下有19处明显异常，其中土质疏松10处，严重疏松5处，疑似空洞4处，共19处。

详见表异常点综合统计表，平面位置见图2-01所示。

图2-01异常点平面位置图

表探测异常点综合统计表

探测区域

异常编号

异常区域位置

异常范围

深度

异常性质

俸伯站及站东明挖区间已开挖基坑

周边5m范围

1#异常

站前盾构井基坑北侧，里程约右线K44+699

东西约5m，南北约1.2m，面积约6m2

～10.0m

土层疏松

2#异常

左线盾构井基坑北侧，里程约右线K44+753

东西约5m，南北约1.2m，面积约6m2

～9.5m

土层疏松

3#异常

车站基坑北侧，里程约右线

K44+779

东西约7m，南北约2m，面积约14m2

～9.0m

土层疏松

4#异常

车站基坑北侧，里程约右线

K44+864

东西约8.5m，南北约1m，面积约8.5m2

～8.6m

土层严重疏松

5#异常

站东明挖区间基坑北侧，里程约右线K44+980

东西约6m，南北约1.5m，面积约9m2

～9.5m

土层严重疏松

6#异常

站东明挖区间基坑南侧，里程约右线K44+979

东西约20m，南北约6m，面积约120m2

～9.0m

土层疑似空洞

7#异常

左线盾构井基坑西侧，里程约右线K44+743

东西约5m，南北约1.7m，面积约8.5m2

～8.0m

土层疏松

A#

车站基坑北侧，里程约右线

K44+753

东西约8.9m，南北约2.2m，面积约19.6m2

11m

土层疏松

B#

车站基坑北侧，里程约右线

K44+790

东西约8.9m，南北约2.2m，面积约19.6m2

10m

土层疏松

C#

车站基坑北侧，里程约右线

K44+743

东西约10m，南北约2.2m，面积约22m2

12m

土层疏松

D#

车站基坑北侧，里程约右线

K44+882

东西约13.7m，南北约2.2m，面积约43.9m2

11m

土层疏松

E#

盾构井南侧，里程约右线

K44+697

东西约16.7m，南北约3.2m，面积约53.5m2

10m

土层疏松

F#

盾构井南侧，里程约右线

K44+743

东西约8.5m，南北约3.2m，面积约27.2m2

8m

土层疏松

G#

车站基坑南侧，里程约右线

K44+779

东西约4.2m，南北约2.2m，面积约9.5m2

9m

土层疏松

H#

车站基坑南侧，里程约右线

K44+720

东西约11.2m，南北约2.2m，面积约24.7m2

9m

土层疏松

I#

车站基坑南侧，里程约右线

K44+864

东西约20m，南北约2.2m，面积约44m2

9m

土层疏松

A’#

东明挖区间基坑北侧，里程约左线K45+430

东西约10m，南北约3m，面积约30m2

3m～9m

范围较小、一般异常

B’#

东明挖区间基坑北侧，里程约左线K45+571

东西约12m，南北约3m，面积约36m2

3m～10m

范围较小、一般异常

C’#

东明挖区间基坑南侧，里程约左线K45+425

东西约5m，南北约3m，面积约15m2

6m～11m

范围较小、轻微异常

D’#

东明挖区间基坑南侧，里程约左线K45+529

东西约8m，南北约3m，面积约48m2

2.5m～8m

范围较大、重点异常

E’#

东明挖区间基坑南侧，里程约左线K45+578

东西约5m，南北约3m，面积约15m2

7.5m～12m

范围较小、轻微异常

第三章空洞处理方案

处理措施

为保证道路车辆行驶安全、基坑内施工安全及避免空洞塌陷造成更大危害，据专家咨询会意见要求，现对空洞部位进行加固处理，根据地质雷达空洞探测报告及高密度电阻法探测报告和场地施工条件，按照安全、经济、合理、施工便捷的原则，在对不同方案进行现场试验效果比对后，采用地质钻机成孔后退式回填注浆+局部基坑内插钢花管注浆加固措施。

施工组织安排：

先施工6#空洞及军便梁东西两侧空洞，再施工1#～5#、7#空洞及A处～I、A’～E’处空洞。

施工准备

3.2.1劳动力准备

主要工人数量及分工见表。

表主要人员数量及分工一览表

序号

工种

计划人数

1

钻机操作手

12

2

注浆泵操作手

12

3

电工

6

4

专业工长

2

5

普工

60

6

安全员

2

合计

94

3.2.2机械准备

深层注浆施工的主要机械配置见表。

表钻孔、注浆机械表

名称

型号

数量

钻机

ZLJ-250煤矿用坑道钻机

6台

连续供料搅拌器

SJB-300×2

6台

注浆泵

SYB-60/5双液变量注浆泵

6台

3.2.3材料准备

主要材料数量见表。

表主要材料计划表

名称

型号

数量（t）

普通硅酸盐水泥

3.2.4技术准备

明确施工部位，并对参加施工的全体人员进行详细的技术交底，将工程特点、施工方法、施工顺序、进度安排、操作要求、技术标准、质量要求、安全措施等书面资料详细地交给施工人员，施工人员对交底进行签字领取。

施工人员组织关键工序的作业人员进行经常性的技术学习和培训，提高职工的技术素质。

考试合格后，持证上岗，挂牌作业，使其理解并能自觉地贯彻执行项目部所制定的控制程序和技术措施。

3.2.5管理人员组织及责任分工

见图3-01。

图3-01管理人员组织及职责分工

施工工艺流程

见图3-01。

孔位布置

钻孔

浆液配置

封堵孔口

后退式注浆

安连接套

钻杆接长

图3-01深层注浆施工工艺流程图

施工方法

采用地上地质钻机成孔后退式注浆和基坑内插管注浆相结合的方式，地面钻孔注浆深度至空洞底以下2m，水平加固范围为空洞平面范围内外扩1m；6#空洞基坑内插管注浆范围为粉质粘土层下至现基坑开挖面（深度约4.5m）。

3.4.1注浆参数

注浆压力：

～；

水泥浆的水灰比：

～1：

1；

浆液扩散半径：

1.5m；

3.4.2地上钻孔注浆

深层注浆孔布置：

径向布置注浆管，注浆孔间距为1.2m×1.2m梅花形布置；位置、角度及成孔长度根据埋深和空洞深度与基础关系进行施工现场调整。

（孔位布置见图3-02所示）

钻孔

在预定的注浆孔位置处，在钻机动力扭矩带动下，利用钻具带动钻头进行钻孔。

钻进时钻杆与地面保持垂直；并准确地钻到要求的深度并超过20～40cm。

严格掌握钻杆深度，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定该地层条件下的钻进参数。

密切观察溢水出水情况，出现大量溢水时，应立即停钻，分析清楚实际原因后方可继续施工。

当施工时遇到不明障碍物时，马上停钻并通知现场值班人员，待查明后方可进行继续作业，以免对地下管线造成破坏。

注浆

钻孔达到要求深度后，提拔钻具，即可开始后退式注浆。

开始前，利用搅浆机、按照注浆试验确定的水灰比配制浆液（考虑到现场注浆效果、加固强度），在ZBSB-70-11型注浆泵泵送压力和泵送流量作用下、通过高压管输送至钻头。

同时随时作好注浆时间、浆液用量、冒浆情况、孔深、压力变化等记录。

提拔冲洗注浆管

单孔注浆满足要求效果后，钻具已提升至地面，该孔的注浆即告结束。

将拆卸的钻具逐节拆下，进行冲洗，以防浆液在高压管和钻杆内凝结堵塞影响下道工序的使用。

3.4.3基坑内插孔注浆

根据雷达探测资料发现6#地区地下存在大面积空洞，为确保加固效果，在地面钻孔注浆之后对6#地区进行基坑内插管注浆。

利用已开挖基坑地下空间进行沿空洞轴线方向水平插入φ42长3m注浆管，注浆孔间距为1.2m（每桩间设置一根）。

孔位布置见图3-03所示。

一般情况下每孔注浆量逐渐减少，尤其到最后一孔的耗浆量应是最小的。

另外，当下序钻孔时还可以了解上序注浆后地层中的浆液是否已填充到下序孔的范围内。

进而可掌握修改注浆参数。

为避免机械可能对地下管线造成破坏，对离管线较近处采用人工洛阳铲成孔。

图3-02地上注浆孔位平面布置图

图3-03基坑内插管注浆孔位布置图

3.4.4注浆注意事项

当注浆压力不变、耗浆量急剧下降达到5升每分钟时即可结束；当注浆压力逐渐上升，耗浆量逐渐减少时，注浆压力达到设计终压，再稳定3min，可结束本孔注浆。

注浆量与注浆压力双控注浆，如压力长时间不上升，流量不减少，可能为跑浆现象，采用间歇注浆。

施工中及时形成注浆记录，通过对注浆记录的统计，认为注浆达到结束标准后，进行开挖，开挖过程中观察浆液的扩散情况，分析存在问题的原因，为下循环注浆做准备。

每个断面所有注浆完毕后，对注浆孔实行封密，恢复原状。

3.4.5降水井的保护

在对地下空洞部位布设注浆孔位时，尽量将降水井位置处的点位错开注浆的扩散半径（扩散半径为1.5m）。

在注浆过程中安排专人看守降水井，注意观察抽水的水质情况，当发现水中有掺浆现象发生时，立即停止注浆或采用间歇式注浆，待降水井排水无异常时重新开始注浆施工。

在施工距降水井井位较近的注浆孔位时，也可以采用减小注浆压力的方法控制浆液扩散半径，对降水井进行保护。

第四章质量保证措施

质量保证体系

⑴按照GB/T19000-2000体系成立以项目经理为首的质量保证组织机构，以施工组织机构为框架进行人员组成。

配备专职质量检查员，对质量实行全过程控制。

⑵树立全员质量意识，贯彻“谁管生产，谁管理质量；谁施工，谁负责质量；谁操作，谁保证质量”的原则，实行工程质量岗位责任制，各工序均设立质量负责人，并采用经济手段来辅助质量岗位责任制的落实。

质量保证措施

注浆材料配比对工程质量影响较大，严格按材料配比进行浆液配制，严禁擅自改变浆液配比；

严格按注浆参数进行施工，不得随意更改；

注浆过程中水泥浆液必须经常搅拌，保证浆液的均匀。

注浆过程中应做好详细的注浆记录，加强周边环境巡视，并对浆液进行凝胶时间的测定，确保注浆施工效果。

在地表布设监测点，对注浆过程中的地表隆起进行监测，及时反馈信息，完善注浆施工参数。

一定要注意对现场降水井的保护。

技术管理体系

为了加强技术管理，建立以项目技术负责人为首的技术责任制。

配备有资历、经验丰富、责任心强、工作认真细心的足够的技术人员负责技术管理。

建立健全完善的技术岗位责任制，明确各级技术人员的职责、权限，对关键和特殊工序实行技术人员专业分工负责制，明确责任，确保各项技术及技术管理工作的落实。

工程检查制度

为加强施工工程质量及施工安全控制，注浆试验过程中，要求技术员、安全员现场旁站指导施工并经常对周边环境及降水井出水情况进行观察，保证注浆质量的同时确保周边环境及降水井的安全。

原材料质量保证措施

设物部负责物资统一采购、供应与管理，并根据ISO-9001：

2000质量标准和本项目部的有关规定，对所需采购和分供方供应的物资进行严格的质量检验和控制，并按照项目部要求采购约定的厂家，主要采取的措施如下：

⑴购物资前，水泥必须选用合格产品，并将其样品及样本报送技术组，由负责人对其技术资料及价格进行审定。

⑵购物资时，应在所签定的合同中对所购物资在技术、质量、保修等方面提出严格的要求。

所采购的材料必须有出厂合格证、材质证明和使用说明书，对材料有疑问的禁止进货。

⑶加强计量检测。

采购物资（包括分供方采购的物资），根据国家、地方政府主管部门规定、标准、规范或合同规定要求及按经批准的质量计划要求抽样检验和试验，并做好标记。

当对其质量有怀疑时，就加倍抽样或全数检验。

第五章安全技术保证措施

管理、组织保障体系

成立由项目经理、总工程师、安全总监组成的安全领导小组，其中项目经理为第一责任人，安全总监负责日常的安全工作的落实，管理各专业安全组的日常工作。

安全保证体系框图见图5-01。

图5-01安全保证体系框图

施工现场安全保证措施

⑴建立严格的安全管理制度，定期或不定期进行检查，防止事故发生。

⑵严格执行特殊工种持证上岗制度。

⑶严格执行周一安全学习制度。

⑷建立健全班前训话制度，上班前对本工班施工人员进行安全质量教育，提高施工人员的安全意识。

及时做好施工技术及专项安全交底，并在施工过程中督促检查。

施工现场的布置符合防火、防触电等安全规定及安全施工要求。

设立足够的标识，宣传画、标语、指示牌、警告牌、火警、匪警和急救电话指示牌。

现场道路平整、坚实、畅通，危险地点悬挂按照有关规范规定的标牌，夜间有人经过的坑、洞设示警灯。

临时用电线路的安装、维修、拆除，均由经过培训并取得上岗证的专业电工完成，非电工不准进行电工作业。

为施工人员配备齐全的安全生产用品（安全帽、绝缘鞋、绝缘手套、防护口罩、防护衣等），所有施工人员必须正确配戴，特殊工种按规定带好防护用品。

夜间施工必须有充足的照明，遇有地面下沉等情况时，停止施工。

加强监测，并及时反馈，发现不稳定情况，及时处理。

注浆过程中，如发现注浆压力持续上升，超过时，应停机检查原因。

注浆过程中，不得无故停电，如需停电，必须事先通知注浆班。

第六章文明施工及环保措施

文明施工管理体系

建立以项目经理为组长的文明施工领导小组，加强文明施工管理。

建立健全以分管领导和文明施工员具体指导、项目经理总负责，各施工队、班、组具体落实的管理体系，增强管理力量。

文明施工管理体系图

现场文明施工措施

6.2.1水泥的扬尘控制

在水泥搅拌过程中，水泥添加作业要规范，搅拌设施保持密闭，防止添加、搅拌过程中大量水泥扬尘外逸，施工过程中及时清理洒落的水泥。

工地设置水泥库，水泥库必须全封闭，现场堆放的水泥必须覆盖封闭，防止大风天气引起水泥扬尘。

安排专人对注浆施工区域定期洒水清扫，保持地面清洁，以减少由于车辆行驶引起的地面扬尘污染。

6.2.2浆液外溢控制

定期对注浆管道进行检查，防止接头处连接不牢浆液外溢。

安排专人对施工中产生的废浆进行清理，并指定地点集中处理。

基坑侧壁发生浆液外溢时，立即采取封堵措施，必要时停止注浆。

第七章基坑应急预案

应急预案领导机构

7.1.1应急预案领导小组

领导小组组长：

李明东

副组长：

边如伟苏强杨伟何枝柳王世平陈文兵帅玉兵

组员：

刘星陈龙朱晓晖董立朋刘汉斌王跃等。

7.1.2领导小组人员职责

组长：

李明东

了解掌握险情，组织现场抢救指挥；负责现场考察，召集队伍，下达任务；负责监督预案的实施情况。

副组长：

边如伟苏强杨伟陈文兵王世平

服从组长的领导、管理，对组长负责；发生危险事故时负责现场的协助指挥工作；根据指挥组指令，及时布置现场抢险，保持与当地应急处置部门、建设行政主管部门的沟通。

负责应急资源的准备、管理；维护现场秩序、做好周围人员的问讯记录，保持与当上级部门的沟通。

组员：

刘星：

负责具体资源的准备工作。

朱晓辉：

负责妥善处理好善后工作，按职能归口负责保持与当地相关部门的沟通联系。

刘汉斌：

负责现场具体实施。

董立朋：

负责现场技术资源及措施准备及落实。

7.1.3装备及通讯联系方式

项目部以“领导干部值班制”为原则，并以手机为通讯工具进行联系；主要人员联系方式如表。

表总值班领导表

值班人

联系方式

值班人

联系方式

李明东

杨伟

边如伟

何枝柳

苏强

陈文兵

7.1.4资源配置

表救援抢险配置物品一览表

序号

名称

规格型号

数量

性能状态

备注

1

常用急救箱

3个

良好

放置于工地办公室

2

止血绷带纱布

若干

良好

3

常用急救药品

若干

有效

4

对讲机

6台

良好

放置于工地应急仓库

5

草袋、编织袋

1000个

6

方木

400X400mm2

10方

良好

8

水泵

5台

良好

8

钢支撑

φ609

10吨

良好

放置于工地

9

钢板

20块

10

挖掘机

2台

良好

放置于工地

基坑喷砼面崩裂措施

⑴安排专人对基坑注浆区域侧壁进行巡查，发现问题及时上报。

⑵现场备齐应急封堵物资，如高强度水泥、速凝剂、棉纱及金固水不漏。

⑶发现开裂现象，立即停止该部位注浆施工，并及时采取措施封堵及加固。

严格控制注浆压力，确保注浆泵泵力表完好，注浆时随时记录，如有异常及时处理。

危险时，停止施工，撤离施工人员。

⑹加强监测，对基坑和周边地表实行动态管理。