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文件编号：HDDLS-001福州市湖东东路隧道下穿房屋段水平旋喷预加固施工初步方案编制：审核：审批：日期：2012年7月2日北京中铁瑞威基础工程有限公司第一章编制说明1编制依据（1）《湖东东路道路工程项目建议书》（福州城乡建设发展总公司，华东勘测设计研究院2010.10）（2）《福州市城市总体规划》（2009～2020）（3）《福州市城市综合交通规划》（4）《福州市地下管线探测资料—福州市湖东东路道路工程勘测》(福州勘测院，2010.11)（5）《福州市湖东东路道路工程岩土工程勘察报告—初步设计阶段》（福州勘测院，2010.11）（6）《福州市内河综合整治规划报告》（华东勘测设计研究院，2010.09）（7）《福州市湖东东路道路工程岩土工程勘察报告—详细勘察阶段》（福州勘测院，2011.01）（8）《福州市湖东东路道路工程建设工程设计合同》（2011.01）2编制范围（1）编制范围：水平旋喷桩预加固施工。（2）施工范围：隧道下穿房屋段。3工程规模本工程西起福州市湖东路，东至二环路。线路全长约为1900m，其中隧道约1650m，接线工程约250m（含一座约20m跨度的桥梁）。3.1平面布置隧道呈双洞双线布置，东西走向，长1650m，不设缓和曲线，最小曲线半径700m。起点K0+000位于湖东路，距金泉路约90m，在K0+138进入明挖暗埋段，K0+524.6进入隧道暗挖段，并下穿学校及鹤林村民房，在K1+350进入明挖暗埋段，终点位于三八路，距东二环约200m。隧道暗挖段线路呈鱼腹形布置，两隧道净距5～24m。本隧道共设置六个联络通道，其中为五个人行横通道，一个车行兼人行横通道，同时设两个雨水泵房，一座管理用房。3.2纵断面布置隧道从西向东，在U型槽起点处设置0.3%的反坡，形成高约10cm的驼峰，向东进入U型槽敞口段，坡度5.5%；在桩号K0+138，进入暗洞，并以2.988%的坡度下坡，在桩号K0+350至西侧最低点，之后以0.3%的坡度上坡，在K0+762变坡，以1.088%的坡度下坡，在桩号K1+175到达最低点，之后再以2.997%，5.5%的坡度上坡，出洞至三八路，与三八路地面坡度顺接。3.3横断面设计隧道设计为双向四车道，设计车道限高5.0m，隧道暗挖断面布置为10cm装修层厚度+75cm检修道+25cm侧向宽度+3.75m（大车道）+3.5m（小车道）+25cm侧向宽度+75cm检修道+10cm装修层厚度。4工程地质、水文地质等基础资料4.1气象水文本地区属亚热带海洋性季风气候，温和湿润、雨量充沛、光热丰富。年平均气温19.3℃以上，1月份平均气温10℃以上，7月份气温28.7℃。年日照时数在2000小时以上。每年5～6月为雨季。4.2地形地貌线路由西向东穿越金鸡山南麓，穿越段附近山脊高程一般约为10.0～50.0m。金鸡山属条形低中山，山体南麓为剥蚀残丘地貌，自然斜坡较为陡峻，坡角一般达22°左右，并存在较多人工开挖所致陡坎边坡，坡度较大，达60-70°；西段和东段场地（K0～K0+550以及K1+150～终点）为山前冲淤积平原地貌，地表高程约在6.5～12.0m，令有一晋安河道。K0～K0+700主要为路面、空地、河道、跑道、山坡地等；K0+700～K1+400地面有较多建筑物，主要存在32中学、金鸡山公园、外贸汽修厂、单位宿舍、天水园小区、鹤林村溪口村等民房院落；K1+400至终点则位于三八路上，周边多汽车修理厂及民房村落，并于北侧存在一废弃铁路线。4.3工程地质特征场地上部多为填土及软弱土层，工程性质较差；中部多为中密为主的卵石（碎石）及残、坡积粘土，工程性质较好；下部中-微风化岩层在金鸡山山体段广泛分布，为隧道暗挖段穿越的主要地层。场地各土层在水平及垂直方向分布、性质均匀性均较差，属不均匀地基。钻孔内基岩未揭示存在洞穴、临空面，但局部钻孔揭示存在夹杂的破碎岩体○93破碎中风化花岗岩，并见有岩脉侵入分布○92中风化闪长玢岩。金鸡山山顶高程较大处地表存在岩石临空面，金鸡山山体内存在的防空洞。4.4地质构造工程场地位于武夷-戴云隆褶带闽东火山断拗带内，西邻闽西北隆起带和闽西南拗陷带，东临台湾海峡沉降带。根据区域地质，本线路沿线未穿越对线路安全有危害的大型构造或活动构造，整段线路地质构造相对稳定。场地极其临近区域全新世以来未见活动断裂。区内未发现有大断裂穿过，仅发现有小断层F1，断层不具有活动性。4.5不良地质现象在地勘中未发现场地暗藏的河道、暗浜等不利于工程的埋藏物，局部钻孔中揭示少量孤石，少数山地场地地表见人工墓穴，且于金鸡山山体内存在防空洞。线路穿越处，未见明显岩溶、大规模滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉陷等其他不良地质现象。因地表沟堑较发育，雨季易汇水，在台风、暴雨季节易形成山洪，可能引发山体滑坡、泥石流等地质灾害，对隧道进出洞口及附近边坡影响较大，应加强防护措施。4.6水文地质特征1）地下水在西段和东段明挖场地，上部的淤泥、粘土层等透水性差、层位相对稳定，属相对隔水层、富水性差，地下水主要为上部填土中的上层滞水，主要受农田灌溉、生活用水、地表径流及大气降水、山涧汇流等影响，以蒸发及下渗方式排泄，与下部地下水水力联系较差。中下部卵石、碎石层中的孔隙微承压水，水量一般，主要为地下水的侧向补给。在中段暗挖场地（多为金鸡山山体部分），地下水露头及涌水量有限，含水岩组富水性属弱—中等富水，地下水以松散岩土类孔隙水和风化带裂隙水为主，坡残积粘性土土质不均，粘粒含量高，其中的孔隙水富水性差异大；风化带裂隙水富水性差异较大，并且风化带孔隙裂隙水具承压，向上补给松散岩类孔隙水。场地中下部的基岩裂隙承压水，多赋存于沙土状强风化岩、碎块状强风化岩、各类中-微风化岩构造裂隙网络中。由于风化程度不同，风化孔隙裂隙率和连通性差异较大，其透水性具不均匀性，总体透水性较弱，富水性较差，并主要受大气降水及地表水渗流影响，多为基岩裂隙的垂直补给。2）隧道涌水量预测隧道区地下水主要为风化基岩中的裂隙-孔隙水及断裂破碎带和裂隙密集带中的构造裂隙水。风化基岩中的裂隙-孔隙水赋存于风化基岩裂隙中，受季节和气候影响较大，水量较贫乏；断裂破碎带和裂隙密集带中的构造裂隙水，受裂隙、节理等地质构造的控制，受大气降水的补给，水量较丰富。单洞正常涌水量取1556m³/d，最大涌水量取8906m³/d计算。4.7地下管线本工程地下管线繁多，根据现场勘查及业主提供的管线物探资料，湖东路、六一北路、晋安北路、三八路下的市政管线主要有电缆沟、给水管、雨水管、污水管、通讯管沟，通讯管、煤气管、温泉管等隧道施工时，应对各类管线进行临时迁改或进行相应的施工保护措施。第二章施工方案1.掌子面处理步骤此段落原设计采用6步CRD中隔壁法施工，工作面较狭小，机械设备无操作空间，影响施工效率。经水平旋喷进行加固后可以采用预留核心土法进行开挖，既保证了大型钻机PST-20施做全断面水平旋喷桩的空间要求，又节省了中隔壁、临时仰拱等诸多材料。图-1预留核心土法示意图因此，可以按以下步骤对当前掌子面各步序调整与处理：1、修整掌子面。2、挂@8钢筋网片、喷C20混凝土封闭掌子面，厚度30cm。3、掌子面下方施做临时沉淀池，沉淀旋喷时所返出的浆液。4、施做周边旋喷桩并下@89大管棚，间隔跳孔施做。5、施做掌子面旋喷桩并下@32玻纤锚杆。6、采用预留核心土法进行开挖，每循环加固15米，开挖12米。7、施做锁脚旋喷桩控制隧道沉降与收敛。8、仰拱尽量向前跟进做为大钻机工作平台，以加强基地承载力。图-2掌子面处理后纵剖面示意图2.水平旋喷桩加固方案2.1旋喷桩孔位设计在湖东东路隧道复杂的地质条件下施做水平旋喷借助于我公司在兰渝铁路桃树坪隧道第三系富水粉细砂层试验段水平旋喷预加固法的探索与成功实施的经验，并结合湖东东路隧道自身的施工条件，决定采用PST-20摇臂钻机和SM-14钻机进行水平旋喷和掌子面玻璃纤维锚杆桩的加固方案，加固范围为15m，开挖12m。设计周边旋喷桩43根，桩径600mm，桩间距0.4m，长度为15米，沿隧道开挖轮廓线环向布置。玻璃纤维锚杆孔24个，长度为15米，采用旋喷成600cm桩后下入玻纤锚杆，在掌子面以梅花形布置，间距1.5米，增加锚固强度。图-3周边旋喷桩开孔位置图2.2加固参数掌子面及周边超前预加固参数见表1。表1超前核心土加固及周边预加固参数表序号加固项目参数名称参数值备注1泄水、泄压孔长度15m2孔径Φ90mm3孔数4个利用既有掌子面孔位4水平旋喷加固范围纵向3~5度外插角15m5环向沿隧道开挖轮廓线全环布设6旋喷桩径600mm7桩间距40cm8压力45MPa9转速10r/min10水泥浆液流量250L/min11浆液配比0.8:1~1:112后退速度5cm/8s13孔数43个18超前大管棚孔深15m19范围拱顶及边墙270°利用43个旋喷桩20管棚参数Φ89mmδ5mm21掌子面玻纤锚杆孔长度15m旋喷桩直径600mm，旋喷后下入玻纤锚杆，全掌子面梅花形布置。22旋喷方式40Mpa旋喷成桩23布孔方式梅花形布置24孔间距1.5m25浆液材料普通水泥单液浆26水灰比0.8:1~1:127孔数24个2.3主要材料根据湖东东路隧道工程地质及水文地质条件，以及达到隧道水平旋喷加固的条件，对原材料有以下几点要求。普通硅酸盐水泥：P.O42.5，符合出厂标准，严禁使用结块水泥。玻璃纤维锚杆：强度高、重量轻、直径为Φ32mm。高性能的玻璃纤维锚杆的抗拉强度可达到钢质锚杆的1.5倍；重量为同种规格钢质锚杆的1/4～1/5。热轧无缝钢管：Φ89mmδ5mm。2.4施工工艺流程2.4.1高压旋喷桩施工工艺流程图-4高压旋喷施工工艺流程图测量放线钻机就位钻孔成孔检查、洗孔开始喷射注浆停喷质量检验中途暂停重新开始，搭接30cm制水泥浆液点位复测水泥浆液检查定位、角度调整下喷管检查、发开孔令所有孔完成施工准备2.4.2降水孔施工工艺流程图-5周边降水孔施工工艺流程2.5水平旋喷孔施工方法2.5.1施工方法1、放线定位按设计要求放线定孔位，误差不大于2cm，并准确测量孔外插角。2、钻孔采用PST-20型摇臂钻机钻进，钻进过程中，须随时注意观察钻机的工作情况，钻孔外插角偏差控制在1%范围内。PST-20型摇臂钻机无法施工的部位采用SM-14钻机施工。3、下喷射钻杆将带有喷嘴调试好压力的钻杆下至设计喷射深度。4、制浆下喷射钻杆的同时，按设计要求制备浆液，并准确测量浆液比重。高喷灌浆采用P.O42.5的普通硅酸盐水泥。根据地质和涌水量，水泥浆液可以适当调整配比以进行优化。5、喷射喷射管下至设计深度，开始旋喷。待浆液流出孔口后，即按设计的提升速度、旋转速度，自内往外开始喷射、旋转、提升，到设计的终喷位置停喷，并退出喷射管，更换钻孔钻头进行下一孔施工。6、喷射顺序原则自上而下进行，以利于下一步开挖施工。7、冲洗：喷射结束后，应及时将管道冲洗干净，以防堵塞。相邻两桩施工间隔时间施工准备钻孔定位钻孔钻孔到位240m孔内安装泄水管制水泥浆液水泥浆液检查泄水孔完成孔位检查应不大于12小时。2.5.2旋喷施工技术要点1、根据工艺设计规定的点位进行放样定位，其中心允许误差不大于2cm。2、钻机就位后，采用测距仪定孔位。同时，在钻孔钻进过程中对钻孔外插角进行检查；施工过程中成孔偏斜率控制在1%以内。3、必要时，钻孔采用比重为1.0～1.2（水:膨润土=1:0.07～0.1（重量比））的护壁泥浆。4、必须做好钻孔施工详细记录，以指导后期施工参数。5、水泥浆液水灰比为0.6:1～1:1。6、高压喷射注浆应自前往后、匀速后退，喷射过程中应达到:压力和浆量应符合施工设计要求，并确保管路系统的畅通和密封。7、中间发生故障时，应停止后退和喷射以防桩体中断，同时立即进行检查排除故障，如发生浆液喷射不足，影响桩体的设计直径时，应进行复喷。8、水泥浆液应进行严格的过滤，防止喷射作业时堵塞。9、经常用比重计来测试水泥浆液密度，当施工中浆液密度超出此指标时，应立即停止喷注，并调整至设计范围后，方可继续喷射。10