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盾构过车陂村基础加固方案


广州市轨道交通四号线车~黄盾构区间工程——车陂村房屋基础加固方案

广州市轨道交通四号线北延段【车黄盾构区间】土建工程

车陂村房屋基础加固方案

编写: 审核: 批准:

广东水电二局股份有限公司

广州市轨道交通四号线【车黄盾构区间】工程项目经理部 2009 年 5 月 30 日

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广州市轨道交通四号线车~黄盾构区间工程——车陂村房屋基础加固方案





一、工程概况及编制依据 ????????????????????? 3

二、施工方案选择?????????????????????????5

三、袖阀管注浆施工工艺??????????????????????8

四、施工设备及劳动组织??????????????????????9

五、质量及安全保证措施??????????????????????11

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一、 工程概况及编制依据
1.1、工程概况 广州市轨道交通四号线【车黄盾构区间】土建工程地处广州市中心区东 部,位于黄村站~车陂站~车陂南站之间。黄村站至车陂站区间隧道起迄里 程为 YCK8+876.800~YCK10+563.800,右线长 1687m,左线长 1715.588m。车 陂 站 至 车 陂 南 站 起 迄 里 程 为 YCK10+704.600 ~ YCK11+488.150 , 右 线 长 783.55m,左线长 762.233m。 盾构区间线路由黄村站出站后,紧接着下穿广园快速路及广深铁路,随 后转向西下穿大观路、东环高速高架桥桩基及广州化工城、东圃工业园等大 量既有或在建民用建筑基础,下穿车陂涌后进入中山大道,基本沿中山大道 南侧行进,接近车陂路口时接入车陂站;出车陂站后,转向南下穿大量 2~5 层 B 类民用建筑,后走行于车陂路下方,与先期实施的四号线车陂南站北端 盾构吊出井相接。 黄村~车陂站间最小坡度为 2?,最大坡度为 41.8?。在区间最低点的 车陂河涌附近设区间泵房,隧道最大覆土厚度为 24.75m,最小为 9.58m。黄 村站~车陂站区间线路线间距为 13.8~15m,线路在平面上包含两组曲线, 曲线半径分别为 300m 和 2000m;车陂~车陂南站间最小坡度为 2?,最大坡 度为 3.056?。在区间中点附近设区间最低点,并在此设区间泵房及联络通 道,隧道覆土厚度最大为 18.25m,最小为 9.72m。车陂站~车陂南站区间线 路在平面上有一组曲线,曲线半径均为 300m,线间距为 15m。 盾构从车陂站二次始发以后,盾构前进线路情况为:70.38m 直线段+60m 直 缓曲线段+310.668m300m 小半径曲线段+60m 圆缓曲线+282.502m 直线段进入车陂 南站。在 300m 小半径线路上面,左线 ZDK10+824.322~ZDK11+117.01 范围和右 线 YDK10+834.98~YDK11+05.648 范围为盾构过车陂村建筑群段。详见图 1。

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图1

盾构过车陂村建筑物线路平面图

本盾构区间工程沿线地形平坦,地面高程一般为 8.83~11.34m。地貌形 态为珠江三角洲冲积平原,揭露第四系地层为海陆交互相沉积和冲积砂层, 基岩为白垩系碎屑岩地层,地下水位的变化受地形地貌、地层岩性、地下水 补给来源等因素控制。 详勘期间揭露沿线地下水稳定水位埋深 1.80~3.70m。 根据详勘资料显示, 盾构隧道洞身范围内分布有〈3-2〉、 〈5-1〉 、 〈5-2〉 、 、 〈6〉 〈7〉〈8〉〈9〉号地层,并以〈7〉〈8〉〈9〉地层为主。隧道洞身围岩主要 、 、 、 、 类别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。 1.2 编制依据 ① 《广州市轨道交通四号线黄村至车陂南区间详细勘察阶段岩土工程勘 察报告》 ; ② 广州市轨道交通四号线车~黄盾构区间工程施工组织设计; ③ 广 州市 轨道 交通 四号线 车 ~ 黄盾 构区 间 车陂 村房 屋 地 基加 固 施 工 图; ④ 现行国家设计规范、规程及标准。

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二、 施工方案选择
车陂村左右线位置隧道地质情况:车陂村位置隧道埋深在 13.6~18.2m 之 间,洞身地层处于〈7〉〈8〉〈9〉地层中,拱顶为 6〉〈7〉地层。车陂村建筑 、 、 、 群桩基础据建筑物调查大部分均处于隧道顶上,距离隧道顶距离最小为 6.3m。 由于车陂村昊胜大厦的施工,对附近房屋造成一定的影响,产生了多条裂缝,对 地基造成了一定的破坏。因此为了确保盾构安全通过车陂村危楼,必须对地面进 行加固,此处采用袖阀管注浆。 袖阀管布置如车陂村房屋地基加固施工图所示。根据房屋调查资料及地 质条件进行设计,布桩范围均布置两排袖阀管,且梅花型布置,桩长见剖面布 置图。 袖阀注浆施工工艺是目前一种处理软性土体压缩性的比较先进的方法。 它能 进行定深、定量、分度、分段、间歇、重复注浆,集中了劈裂注浆法、压(挤) 密注浆法和渗入法浆法的优点, 本次袖阀管注浆采用 32.5R 普通硅酸盐水泥,水 灰比为 0.75~1,掺适量减水剂,水泥:水玻璃浆(体积比)=1:1~1:0.3(开 始时取大值) 。水玻璃浓度 Be/=40,模数 M=2.6。采用双液压浆系统,双液凝固时 间控制在 5~10 分钟。注浆压力 0.6~1.2MPa。 2.1、袖阀管的结构特点 如图 2 所示,采用塑料管作袖阀管,为了方便地进行灌浆,在袖阀管上一般 每隔 33cm~35cm 钻一组 8Φ 6mm~8Φ 8mm 的射浆孔,每组孔的纵向间距 6cm~ 10cm, 每米袖阀管上钻 2~3 组射浆孔。在每组射浆孔外部都包裹有 1 层橡胶套, 橡胶套长度略比每组射浆孔长度长,以包裹住射浆孔为原则。在把袖阀管放入钻 孔时, 橡胶套的作用是防止钻孔泥浆或套壳料进入管内;灌浆时橡皮套在压力作 用下被浆液冲开,使浆液进入地层,并且可保证按要求分清层次,形成劈裂,而 当停止灌浆时,橡胶套又弹回并裹紧袖阀管,防止管外流体进入管内,起到逆止 阀门的作用。为防止橡胶套上下错位,须在橡胶套两侧用固定环固定。袖阀管不 应有较大的弯曲,内壁必须光滑。

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图2

图 3

袖阀管上的每组射浆孔,即为一个灌浆段,灌浆头由双塞系统止浆塞和灌浆 芯管组成(如图 3) ,每一次灌浆头在袖阀管中上下移动灌浆时,只包含一个灌 浆段,亦即灌浆头移动距离与每组射浆孔间距相同。 2.2、 袖阀管灌浆的特点 ①灌浆过程具有可控性。 ②由于骨架效应的存在, 劈裂灌浆在土体中形成了复合结构,更由于袖阀管 在土体中的存在,使这种复合结构犹如加筋土一般,效果更加明显。 ③可使用单液浆或双液浆进行灌浆。 ④适用范围较广,即适于渗透性较好的土层,又适于渗透性较差的土体。 ⑤袖阀管灌浆具有可反复多次灌浆的特点,其劈裂灌浆范围与灌浆压力、时 间成正比,而与土体的阻力系数和浆液的浓度反比。 2.3、施工参数设计 ①钻孔布置:孔距 1.0m。 ②孔径:Φ 110mm。 ③孔深:14m~25m。 ④水灰比:0.75~1。 ⑤可根据现场实际情况以及所需的凝结时间适当的调整水灰比和双液比例。 ⑥注浆施工的原则是“先稀后浓,先慢后快” ,司泵工应根据现场注浆的实 际情况进行调整。

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⑦控制注浆深度:设计注浆范围为控制注浆深度。 ⑧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 0.5m。 ⑨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,根据现场具体情况确定注浆次数。 ⑩注浆设备:BW-150 型注浆泵。 2.4、施工技术要求 ①材料要求:采用 32.5R 普通硅酸盐水泥。 ②钻孔允许偏差:钻孔为斜孔。 ③水泥用量:1000Kg/m3~1500Kg/m3。 ④注浆方法;采用分段、多次重复注浆的方式,每一注浆段长度 50cm。 ⑤注浆压力:注浆压力应适当控制,应保证不发生地面降起、裂缝,最大降 起不得超过 3mm。压力范围为 0.6~1.2MPa,最后一遍注浆的压力应达到不小于 1.2MPa。 ⑥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。若周围注浆孔有串浆时,应停止注浆,12 小时后重新注浆。若周 围注浆孔仍没有反应,注浆量过大并超过本身的容积时,应采取“间歇定量分序 注浆法”注浆,以控制浆液流失过大,分序为跳孔注浆,定量为每孔每次注一定 量,间歇时间为 12 小时。作好注浆的原始记录,及时报送业主、监理单位审批 签字。 ⑦注浆速度:土体顶、底部速度为 15~20L/min,其它位置 20~30L/ min。 注浆量依据搅拌桶的容积,注浆压力来确定。 ⑧注浆压力的控制、浆液浓度的变换、注浆控制标准等,可依据注浆段深、 帷幕孔的布置、地层渗透条件、砂层吸浆量等情况而定。 ⑨每次灌浆完毕后,均应冲洗袖阀管和芯管,以便下次重复灌浆。 ⑩施工中应注意,水灰比越大,浆液的沉降析水率越高,分选沉淀性越强, 对注浆过程将产生一些不利的影响。如:分选沉降堵塞注浆通道,过高的析出水 影响注浆效果。

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三、袖阀管注浆施工工艺
3.1、施工顺序 如图 3 所示,袖阀管施工顺序如下:

图 3

袖阀管施工工序图

①钻孔:根据设计钻孔至要求深度,开孔孔径Φ 110。 ②灌入封闭泥浆(即套壳料) 。 套壳料一般由膨润土为主, 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 灌浆液只在一个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。 套壳料配合比为(重量比)水泥:粘土:水=1:0.5:1.2。 套壳料用量(m3)=1.3×π ×(钻孔半径 2-袖阀管半径 2)×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。 ③插入袖阀管

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插入袖阀管时,底部要封闭,至设计深度后,从管口注入少量清水,以防袖 阀管被顶升并减少弯曲。袖阀管应保持在钻孔中心。按要求,控制注浆段下管, 充填注浆段下实管,地面预留高度 0.20~0.30m。花管为注浆管,实管为隔离输浆 管,并在管内充满清水,检查密封性。 ④插入注浆芯管 待套壳料凝固后(一般需 1~2 天时间) ,在袖阀管内插入灌浆芯管至预定灌 浆段。 ⑤开环并开始灌浆。 根据成孔的先后顺序,待套壳料具有一定强度后将 6 分带双活塞的注浆钢 管,从袖管中下到注浆位置,自上而下分段注浆,分段长为 0.5cm。 3.2、施工要点 ①为了保证注浆液分层效果,必须注入封闭泥浆。若需要在同一层土体内分 别注入水泥类浆液和化学类浆液时,一般应先注入水泥类浆液。 ②塑料单相阀管每一节均应作检查,要求管口平整无收缩,内壁光滑。 ③注浆芯管的聚氨酯密封圈使用前应进行检查,应无残缺和大量气泡现象, 上部密封圈裙边向下,下部密封圈裙边向上,而且要抹上黄油。 ④所有注浆管接头螺纹均应保持有充足的油脂,这样既可保证丝牙寿命,又 可避免浆液凝固在丝牙上,造成拆装困难。 ⑥多排孔注浆时, 在排序上应遵循先边排后中排、 先外围孔后内部孔的原则; 同一排上的注浆孔,应采用间隔跳跃式注浆顺序。

四、施工设备及劳动组织
4.1、施工人员组织 现场施工员 钻机 钻机 机长 机手 2人 3人 6人 6人 3人

注浆泵操作手 杂 工

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电 合计



1人 21 人

4.2、主要设备 设备名称 成孔钻机 注浆泵 水泥搅拌机 浆 桶 型号规格 XY-100 型 150 型 SM200 SS400 数 3台 2台 2台 2台 若干 量

灌浆管、高压胶管、电缆 机具配备:

①塑料单向阀管:管节每节 33cm,一端有孔部位外面紧紧地套着橡胶套, 覆盖住注浆孔。 ②钻机:普通 XY-100 型地质钻探机。 ③150 型液压注浆泵:注浆泵的性能和质量直接影响注浆效果,该泵注浆流 量 0~50 升/分,可以无级调速。注浆压力可以设定,压力最高为 5MPa,并可 压注砂粒粒径<5mm 的砂浆。 ④ SM200 拌浆机该拌浆机为外循环式,浆液从桶底抽出,再以高速从切线 方向喷射入桶内,高速的粒于相应摩擦碰撞,使浆液很快均匀,并且可将浆液输 送入盛浆桶内。 ⑤ SS400 搅拌式贮浆桶: SS400 贮浆桶带有低速搅拌装置,可贮存 400 升浆 液,在贮存的同时进行搅拌以保证浆液的均匀性,避免沉淀现象的发生。 ⑥ DRC 型双向封隔器注浆芯管:主要用于压注粘度较大和颗粒直径较大的 水泥浆液。由芯管、压环、宝塔头、聚氨酯密封环和阀头组成。

4.3、工期安排 本次加固施工共需钻孔 110 根,桩长范围为 20m-25m,工程量合计为 2382m, 工期 30 工日,工期 20 工日,交通改道和交通恢复 10 工日,合计工期 60 工日。

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五、质量及安全保证措施
5.1、钻孔质量保证措施 ①钻孔角度控制在 2%的误差范围之内。 ②钻孔施工记录应详细、完整,对地层情况等数据以及钻孔难易等情况,详 细说明。

5.2、注浆质量保证措施 ①注浆材料严格按照浆液配比配制。 ②配制浆液所用的水不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物质, 不应使 用污水。 ③浆液应搅拌均匀,搅拌时间在 3~5min 以上,随搅随用,并应在初凝前用 完。 ④浆液使用前采取过滤措施,清除其中的粗颗粒,以免堵塞注浆管道,影响 注浆进度与效果。 ⑤注浆过程中应遵循“先稀后浓,慢速均匀”原则进行,以免过早造成对细 微孔隙通道的堵塞,影响注浆施工的整体效果。

5.3、安全生产措施 ①隔离施工场地, 在施工场地前后设置醒目的施工标志, 作好安全防护标志。 ②施工人员进入施工现场, 必须遵守有关用电的安全规则。严格按施工安全 规定进行操作。 ③必须经常检查管道及接头有无破损,若发现破损,应马上更换,否则因管 道破裂或接头没接好,容易造成浆液喷出,造成不必要损失或发生安全事故。 ④施工中的多余泥浆应集中堆放管理,每天进行清理,严禁泥浆任意排放。 ⑤车辆离开施工现场前,必须做好清洗工作,以防影响周围居民生活环境。 ⑥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。 ⑦对注浆泵及钻机应专人负责使用及保养,防止危害他人。 ⑧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。

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5.4、环境保护措施 ①钻孔施工时对施工现场进行有效的围蔽, 防止施工时产生的泥浆和水泥浆 污染周边环境。 ② 降低施工噪音,减少对施工场地周边居民和学校的噪音污染。

5.5、特殊情况处理 A 灌浆工作必须连续进行,若因故中断,按下列原则进行处理: ①尽可能及时复灌; ②中断超过 30min,要立即设法冲洗,如冲洗无效,则在重新灌浆前需 进行扫孔; ③复灌开始要使用最大水灰比的浆液灌注,如吸浆量同中断前相近,即 可用中断前的水灰比, 如吸浆量减少不多, 则浆液逐级加浓; 如吸浆量减少很多, 且在极短时间内停止吸浆,则认为该段不合格,需采取补救措施。 B 灌浆过程中如发现冒浆时,视具体情况采用嵌缝、表面封堵、加浓浆和降 低压力等方法处理。 C 当灌浆过程中发生串浆时,采取下列措施处理: ①如被串孔正在钻进,立即停钻; ②如串浆量不大, 可于灌浆的同时在被串孔内通入水流,使水泥浆不致充填 钻孔; ③当串浆量大时,如条件可能,可与被串孔同时施灌,否则可用浆塞塞于被 串部上方 1~2m 处; ④如串浆沿裂缝串得比较远,可采用浓浆施灌。

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