豆砾石回填与灌注方案-TBM1标

~1~山西省中部引黄工程TBM1标豆砾石回填与灌浆方案审批：审核：编制：施工单位：中铁十八局集团有限公司日期：二〇一五年一月四日~2~一、工程概述........................................................31、工程概况.....................................................32、工程分布.....................................................3二、编制依据及目的..................................................4三、固结豆砾石简述..................................................41、TBM施工工序.................................................52、豆砾石回填与灌浆内容.........................................53、作业流程.....................................................64、预留孔便序...................................................6四、豆砾石回填施工..................................................71、准备工作.....................................................72、设备布置与材料运输...........................................73、起始环回填...................................................84、豆砾石回填...................................................9五、管片修补勾缝和非灌浆孔封堵施工.................................101、管片勾缝....................................................102、非灌浆孔封堵................................................123、管片修补....................................................134、现场调配方法及要求..........................................14六、底拱灌注砂浆施工...............................................141、底拱砂浆灌注方法............................................152、底拱砂浆的配合比............................................153、砂浆拌制方法................................................15七、水泥浆灌注施工.................................................161、两侧拱下部灌浆..............................................162、两侧拱上部灌浆..............................................173、顶拱中心灌浆................................................184、水泥浆配合比及制作方法......................................185、灌浆孔封堵..................................................196、封闭环......................................................197、特殊情况处理................................................20八、施工三要素.....................................................211、劳动力组成..................................................212、回填与灌浆设备..............................................223、回填材料....................................................22九、质量控制与检验.................................................221、回填材料质量保证............................................232、技术质量保证................................................233、质量检验....................................................24十、施工安全及要求.................................................261、施工安全....................................................262、环境要求....................................................27~3~一、工程概述1、工程概况山西省中部引黄工程干线自山西保德县天桥水电站库区取水，供水范围包括四市十六县（市/区)。中部引黄工程包括取水工程和输水工程两部分。取水位于保德县境内，设计取水流量23.55m³/s，输水工程线路总长约384.5km，包括总干线、东干线、西干线以及各支线。本标段为山西省中部引黄工程TBM1标，项目部地址位于山西省吕梁市兴县交楼申乡陈家圪台村对面，主体工程包括总干3#洞主洞洞身里程为总77+040.9～总98+070.25，长度21029.35m，坡度0.4%；进洞支洞长为5281.81m，与总干洞洞身高差为180.341m，坡比为3.857%；23#通风支洞长为1007.17m，与总干洞洞身高差为321.64m，坡比为36.15%；拆卸洞室长20米。合同总造价为455023188.8元（4.55亿元）人民币。合同工期为1370日历天，自2013年3月1日至2016年11月30日。2、工程分布根据山西中部引黄TBM1标的施工组织设计，其隧洞采用钻爆和TBM掘进两种开挖方法。其中已完成进洞支洞的明洞段14.6m，里程为SJ0+000～SJ0+14.6；进洞支洞钻爆段160.4m，里程为SJ0+14.6～SJ0+175。剩余开挖段为进洞支洞TBM掘进段5106.81m，里程为~4~SJ0+175～SJ5+281.81；3#主洞TBM掘进段20995.3m，里程为总77+040.9～总98+045.2；23#通风支洞钻爆段1007.17m；24#拆卸支洞钻爆段1096.45m。详细见下图：二、编制依据及目的根据以上所述，TBM掘进隧洞全长26102.11m，涉及进洞支洞和3#主洞，依据《山西中部引黄TBM1标投标文件》和设计图纸《TBM1标进洞支洞改线纵断图》、《TBM1标主洞纵断面图》，可知其每个区段的水文地质情况和施工标准。对于管片衬砌背后的固结豆砾石，要求达到衬砌与围岩紧贴密实，具有相应的设计承载强度和堵水、防渗能力。尤其是在不良地质情况下，如塌方、结构围岩扰动、富水地层、山体裂隙、溶洞等，应注重回填方法及有效措施提高回填质量。三、固结豆砾石简述固结豆砾石是用浆液充填管片衬砌后豆砾石的孔隙及豆砾石层与围岩的空隙，使固结豆砾石，管片和围岩共同承担内外荷载。同时~5~使固结豆砾石层形成一封闭的防渗圈，提高隧洞的防渗性能。1、TBM施工工序TBM掘进段隧洞工程由掘进、预制管片衬砌、豆砾石回填、灌浆四大工序组成。根据TBM1标隧道设计和双护盾硬岩掘进机的作业工况，其掘进断面型式为圆型，开挖直径5.06m；预制管片采用六边形蜂窝状结构，四片管片组成一环，每片宽1.4m，厚0.25m，净断面尺寸(内径)D＝4.3m；预制衬砌背后与围岩之间的空腔平均为130mm，采用豆砾石回填灌浆和砂浆回填工艺进行均匀填充密实。详细见下图：2、豆砾石回填与灌浆内容（1）两侧、顶拱部270°范围内的豆砾石回填；（2）安装管片勾缝、封孔、安装管片破碎损修补；（3）底拱部90°范围内灌注砂浆；~6~（4）两侧、顶拱部270°范围内灌注水泥浆；（5）质量检验及二衬注浆。3、作业流程4、预留孔便序豆砾石回填与灌浆是TBM施工的两大重要环节，本方案豆砾石回填与灌浆的实施是梯形对称灌注法。为了方便施工组织、工程量统计，按TBM掘进方向，对衬砌管片上预留的9个孔（8个工作孔和1个向前倾斜的灌浆孔）按刀盘旋转方向进行编序，底拱部预制衬砌管片上的预留孔编序号为A1、A2；左侧拱部预制衬砌管片上的预留孔编序号为C1、C2；顶拱部预制衬砌管片上的预留孔编序号为B1、B2、B3；右侧拱部预制衬砌管片上的预留孔编序号为D1、D2；详细见示意图：~7~四、豆砾石回填施工根据山西TBM1标的现场施工情况，豆砾石回填从进洞支洞反力架后起始环位置开始，里程起点为SJ0+15.9。为了豆砾石回填灌浆工作的顺利进行，在施工前期应做好充分的各项准备工作，对材料进行检验、设备精心测试、人员严格培训。1、准备工作（1）对进场的水泥、豆砾石、砂等材料做好计量验收、指标检测工作。施工试验配合比必须进行前期试验，按监理工程师批准的施工配合比进行施工。（2）对豆砾石回填灌浆设备、台架等进行性能试验，尤其是空压机和豆砾石喷射机要进行风压、风量测试，以满足豆砾石回填能力；灌浆泵要进行压水试验，检查仪表状态是否正常；高速制浆机的自动控制系统定量加水泥、加水的准确程度要进行验证。（3）对施工人员进行岗前培训，各工种必须熟悉豆砾石回填灌浆的全部施工流程、操作规范、实施方法、质量保证、安全防范等知识技能进行系统教导学习，使每一个施工人员具有岗位责任能力。2、设备布置与材料运输（1）在TBM前部6#台车左侧布置空压机2台；4#台车左侧布置豆砾石喷射机1台、皮带上料机1台；3#台车左侧布置砂浆搅拌机1~8~台、砂浆泵1台；K2台车右侧布置高速制浆机2台、储浆罐2台、螺旋上料机1台、活塞式液压注浆泵2台；在TBM前、后部适当位置分别布置100型砂浆搅拌机各1台。（2）运输的材料主要是豆砾石、散装水泥（或袋装水泥）、灰砂混合干料、各种添加剂等。a、豆砾石运输洞外上料工事先将豆砾石定量放入运输豆砾石罐车中，由调度中心组织调配运送到后配套前部4#台车部位。b、灰砂混合干料运输由洞外上料工将拌好的灰砂混合干料放入水泥运输罐车中，由调度中心组织调配送到3#台车左侧部位，同时将勾缝、封孔、管片修补的灰砂混合袋装干料分别配送到TBM后配套前、后部工作平台。c、水泥运输由洞外上料工将水泥定量放入水泥运输罐车中，由调度中心组织调配运送到TBM后配套9#台车部位。3、起始环回填起始环回填是豆砾石回填灌浆的基础，根据现场施工实际情况，当预制管片衬砌达到3环以内时,从第一环进行两侧、顶拱270°的范围豆砾石回填,底拱砂浆回填在完成第17或18环预制管片衬砌后进行，从第一环进行砂浆灌注。~9~4、豆砾石回填豆砾石回填是在起始环回填（砂浆、豆砾石）的基础上进行，