扎西隧道袖阀管注浆施工方案

新建成都至贵阳铁路乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-10标扎西隧道袖阀管注浆施工方案新建成都至贵阳铁路乐山至贵阳段（D1K284+173.95～D3K317+262段）扎西隧道袖阀管注浆施工方案编制：复核：审核：审批：中铁一局成贵铁路10标项目经理部二〇一五年十月新建成都至贵阳铁路乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-10标扎西隧道袖阀管注浆施工方案目录1.编制依据..........................................................12.工程概述..........................................................12.1工程简介.....................................................12.2主要设计技术参数.............................................13.施工工艺..........................................................23.1袖阀管注浆原理...............................................23.2施工工艺流程.................................................23.3施工工艺.....................................................33.3.1钻孔...................................................33.3.2制备、置换套壳料.......................................33.3.3安装袖阀管.............................................43.3.4固管止浆...............................................43.2.5止浆料待凝.............................................43.2.6注浆...................................................43.2.7注浆效果验证...........................................54.资源配置及进度计划................................................54.1人员及机械设备配置...........................................64.2进度计划.....................................................65.质量控制..........................................................66.安全措施..........................................................67.环境措施..........................................................7新建成都至贵阳铁路乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-10标扎西隧道袖阀管注浆施工方案1扎西隧道袖阀管注浆施工方案1.编制依据1.1新建铁路成贵铁路CGZQSG-10标段扎西隧道施工设计图纸；1.2《高速铁路隧道工程施工技术规程》（Q/CR9604-2015)；1.3《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）；1.4《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；1.5《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；1.6成贵施隧技通知（10标）-072.工程概述2.1工程简介新建铁路成贵铁路CGZQSG-10标段扎西隧道位于云南省威信县，属中低山地貌，进出口地形较缓，坡度5～20°，植被发育，多为旱地，洞口附近有民居分布，进出口端附近均有公路能过，交通较方便。扎西隧道进口D1K284+652～+700段地表为人工杂填土层，以粉质粘土、角砾土和碎石土为主，局部夹块石，分布不均匀，粉质粘土以硬塑状为主，局部呈软塑状，角砾土和碎石土，潮湿状，未压实，为松散到稍密状，厚5～12m。2.2主要设计技术参数根据扎西隧道进口段试验总结报告及扎西隧道进口段试验现场会商纪要得出注浆参数：水泥砂浆的扩散效果差、容易堵管、注浆器拔管困难等原因不利于现场施工；水灰比为0.8:1的水泥净浆注浆试验在注浆压力为1.5～3.0Mpa效果明显比0.6：1、0.7:1的两种试验结果要好，现场拟采用水灰比0.8:1的水泥净浆进行注浆加固，注浆压力为1.5～3Mpa。D1K284+652～+690段地表除外侧两排采用φ50钢性袖阀管外，其余均采用φ50PVC袖阀管注浆加固杂填土层，布置形式采用1m×1m梅花形布置。因洞口30m管棚已经施作，从地表直接加固至洞内会破坏管棚，影响管棚受力，洞身范围内袖阀管深度经四方现场会商后调整为地表至管棚位置，隧道开挖范围注浆由新建成都至贵阳铁路乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-10标扎西隧道袖阀管注浆施工方案2地表调整至掌子面加固。3.施工工艺3.1袖阀管注浆原理袖阀管注浆工法是预埋注浆管法的延伸和改进，很好的解决了松散地层注浆管封闭止浆的难题。采用该工法可以解决松散地层的注浆加固、防渗、堵漏等工程难题。。袖阀管注浆工法是在浆液经过注浆泵加压后，通过连通管进入注浆管，聚集到袖阀管注浆管段，然后通过钻有直径为5mm的泄浆孔的PVC管(即袖阀管)，在内压力的作用下，将包裹在PVC外的橡胶圈胀开和套壳料挤碎。当压力逐渐增大到一定程度，被加压的浆液就会沿着地层结构产生充填、渗透、压密、劈裂流动，此时由于供浆量小于进入量，压力会自动回复到平衡状态，续后的浆液在压力作用下，使得劈裂裂缝不断向外延伸，浆液在土体中形成固结体，从而达到增加地层强度，降低地层渗透性的目的。逐次提升或降低注浆内管即可实现分段注浆。橡胶圈的作用是当孔内加压注浆时橡胶圈胀开，浆液从泄浆孔进入地层，停止注浆时橡胶圈在袖阀管外部浆液的作用下封闭泄浆孔，阻止泥土和地下水逆向进入袖阀管内。套壳料的作用是在袖阀管周围形成具有一定强度的保护层，注浆时浆液在袖阀管有孔的部位挤碎套壳料，而上部和下部的套壳料仍具有一定强度，可以阻止浆液的上下流动。这样浆液就只在很小的范围横向流动，以增加地层加固半径。而双塞管的作用是增压，当浆液通过注浆内管进入双塞管后，浆液从内管上的4cm长的出浆孔流出。当浆液进入袖阀管和双塞管中间时，在压力作用下，橡皮帽被顶起，随着浆液的聚集，压力达到一定程度后，袖阀管外侧的橡胶圈被胀开，套壳料被挤碎，从而浆液被挤压到地层中。3.2施工工艺流程测放孔位——钻进成孔至设计深度——注入套壳料——下入袖阀管——安装止浆环，注入固管止浆料——待凝——下入芯管，开环注浆——自下而上进行，分段间歇注浆——全孔段注浆完成，冲洗袖阀管——保护好袖阀管，必要时进行新建成都至贵阳铁路乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-10标扎西隧道袖阀管注浆施工方案3后备注浆。3.3施工工艺钻孔注浆前应进行地表修整及排水处理。根据原有地形，对注浆区段进行整平，并进行简单夯实，地表坡脚施作截水天沟，确保地表排水通畅。3.3.1钻孔(1)、孔位布置注浆孔按1mx1m梅花形布置，孔径除外侧两排采用φ50钢性袖阀管外，其余均采用φ50PVC袖阀管，袖阀管伸入基岩弱风化层以下1m（隧道范围内至管棚位置），横向范围为隧道中线两侧各12m。(2)、钻进方法采用MXL-150D2型履带式高举升锚固钻机钻进成孔，孔位确定后，钻机进场就位，应使钻机底部平整稳固，在开钻前利用吊锤钻头和钻孔的垂直度进行检测，并在钻进2m时及以后每加一节钻杆均需对钻机调平校正，要求钻孔的倾斜度≤1%。(3)、钻进深度要求D1K284+652～+700段地表为人工杂填土层，以粉质粘土、角砾土和碎石土为主，局部夹块石，分布不均匀，粉质粘土以硬塑状为主，局部呈软塑状，角砾土和碎石土，潮湿状，未压实，为松散到稍密状，厚5～12m。设计要求袖阀管深入基岩弱风化层以下1m（隧道范围内至管棚位置）。根据设计技术通知单中所示断面图及四方现场会商纪要，初步确定钻孔深度，钻进过程中根据钻机钻进速度及钻进情况结合设计断面图确定钻孔已深入基岩弱风化层以下1m（隧道范围内至管棚位置）。3.3.2制备、置换套壳料套壳料一般由粉煤灰、膨润土、水泥加水搅拌而成。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而进入地层。钻孔至设计深度并采用清水冲洗孔后，立即通过钻杆将套壳料置换孔内泥新建成都至贵阳铁路乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-10标扎西隧道袖阀管注浆施工方案4浆，方法是将通过循环泥浆的管接到挤压式注浆机上，在注浆压力的作用下，通过钻杆将孔内泥浆置换成套壳料。套壳料在压力的作用下，通过钻杆进入钻孔底部，随着套壳料的进入，泥浆从地面孔口置换出来，置换出来的泥浆通过钻孔口的泥浆沟排到泥浆循环池。在发现排出的泥浆中含有套壳料时，停止置换。套壳料浇筑的好坏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面。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。3.3.3安装袖阀管在套壳料置换完成后要立即插入袖阀管。袖阀管插入前根据深度要进行连接，连接一定要保证质量，连接紧密、不得有断开现象，要求袖阀管上口露出地面20cm。第一节袖阀管安装好尖底堵头，再对管中注入清水，克服孔内浮力，减小袖阀管的弯曲直。袖阀管每节连接好后，依次下放到钻孔中，直到孔底，下放时尽量保证袖阀管的中心与钻孔中心重合。用高压水对孔内进行清洗，减少孔内沉渣和泥浆比重。3.3.4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，水：水泥=1：1.5。可采用水玻璃或氯化钙做速凝剂。3.2.5止浆料待凝要求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。3.2.6注浆注浆前应进行地质情况核对，对加固区域按每10m一处进行土体取芯，对杂填土体厚度、成分进行核对，并对其物理力学性能进行试验，掌握加固体的孔隙率和含水率。根据分析结果为注浆工艺性试验及注浆参数调整提供依据。在注浆区域选取4～6排注浆孔分段注浆作为注浆试验段，实验不同配比浆液、不同注浆压力下的注浆效果。注浆完成后对各个不同水灰比的注浆区域进行新建成都至贵阳铁路乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-10标扎西隧道袖阀管注浆施工方案5取芯试验，根据试验结果进行比对优化注浆参数。注浆材料为水泥浓浆。遵循先外围后内圈，先单号后双号间隔跳注，单孔采用先下后上的顺序分段式注浆，注浆步距按66cm（2节袖阀管长度）控制。注浆过程中，每段注浆完成后，向上移动一个步距的芯管长度。结束条件以达到注浆终压并持压10min控制。注浆结束后，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，在注浆管上口盖上闷盖，以便于复注或补注施工。注浆参数及步骤为：a、采用水灰比为0.8:1的水泥净浆。b、注浆压力为1.5MPa～3.0MPa。c、注浆方法：采用分段、分序、间歇、重复注浆的方法，每次注浆段长度为0.66m（2节袖阀管长度）。d、注浆次数：由于袖阀注浆一次性注浆难以均匀，据实际施工情况而定次数，一般2～3次。e、注浆设备：BW-250型注浆泵。f、在注浆过程中，应观察相邻注浆孔的排气、返水、串浆、冒浆等情况，及时做好记录。若周围注浆孔有冒浆、