【導(dǎo)讀】北京地鐵十號(hào)線二期05標(biāo)段大紅門站2號(hào)出入口暗挖段開(kāi)挖初支施工方案

　　

【正文】 表隆起情況，地面沉降值控制在 5mm。 二重管無(wú)收縮雙液 WSS 工法注漿的特點(diǎn) 1)二重管無(wú)收縮 WSS 工法注漿工藝是從日本引進(jìn)的具有國(guó)際先進(jìn)水平的地質(zhì)改良新技術(shù)，它能夠 100%將不同地質(zhì)情況填充密實(shí)，改變?cè)馏w和物理性質(zhì)，增加土體的密度，提高其抗壓強(qiáng)度，達(dá)到土體的固結(jié)，提高自穩(wěn)能力。能夠一次性完成一個(gè)注漿區(qū)域的土體加固施工。 2)采用特殊的端點(diǎn)監(jiān)控器和二重管注入方式，使注入系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，具有很高的可靠性、經(jīng)濟(jì)性。 3)可以進(jìn)行一次、二次注入切換，回路變換裝置容易實(shí)行，所以能實(shí)行復(fù)合注入。 4)瞬結(jié)性一次注漿液和浸透性二次注漿液的復(fù)合比率，在土層改良時(shí)可以自由地設(shè)定，從粘性土、砂質(zhì)土到地下水非常多的砂礫層，以及更加復(fù)雜的復(fù)合地層都可以適用。 5)二次注入材料是低粘性且凝膠時(shí)間長(zhǎng)的浸透性注漿液，可以用壓力噴射到均勻的土質(zhì)顆粒之間，由于這樣的操作方法，減少了對(duì)周圍建筑物的影響。 6)由于一次注入是限制注漿，二次注入是的滲透注漿，注漿液不會(huì)向注入范圍外溢出，從而有利保護(hù)地下環(huán)境而不被污染。（ PH ） 注漿加固 原理： 注漿時(shí)在不改變地層組成的情況下，使顆粒間的空隙充滿漿液并使其固結(jié)，達(dá)到改良土層性狀的目的。其注漿特性是使該土層粘結(jié)力 (c)、內(nèi)磨擦角 (?)值增大，從而使地層粘結(jié)強(qiáng)度及密實(shí)度增加，起到加固作用；顆粒間隙中充滿了不流動(dòng)而且固結(jié)的漿液后，使土層透水性降低，而形成相對(duì)隔水層。 注入材料特性 無(wú)收縮注漿液屬于安全性、高滲透性的注漿材料，固結(jié)硬化時(shí)間可根據(jù)實(shí)際工程需要進(jìn)行調(diào)整。無(wú)收縮注漿液分為超高強(qiáng)度型 CW3A、高強(qiáng)度型 CW3B、普通型 CW3C三種類型。 1）無(wú)收縮注漿液特點(diǎn)： (1)、固結(jié)硬化時(shí)間容易調(diào)整，設(shè)計(jì)硬化時(shí)間長(zhǎng)的注漿液也具有很高強(qiáng)度。 (2)、滲透性良好，特別是對(duì)微細(xì)砂層的滲透性優(yōu)易。 (3)、地層中有流動(dòng)水的情況下也具有很強(qiáng)的固結(jié)性能。 北京地鐵十號(hào)線二期 05標(biāo)段 大紅門站 2號(hào)出入口暗挖段開(kāi)挖初支施工方案 20 (4)、漿液強(qiáng)度、硬化時(shí)間、滲透性能可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要任意調(diào)整。 (5)、漿液不流失、固結(jié)后不收縮，硬化劑無(wú)毒，對(duì)地下水不會(huì)造成污染。 2）標(biāo)準(zhǔn)漿液的性質(zhì)： 比 重 (20℃ ) 粘 度 (cps/20℃ ) PH 值 A 液 B 液 A+B液 A 液 B 液 A+B 液 A 液 B 液 A+B 液 CW3A CW3B CW3C 3） CW3A、 CW3B、 CW3C 的硬化時(shí)間及固結(jié)砂強(qiáng)度對(duì)比 (見(jiàn)圖 )。 4） CW固結(jié)體的透水系數(shù) ： CW3A CW3B CW3C 透水系數(shù) k(cm/s) 1?10?? 1?10?? 1?10?? 間隙比 5）無(wú)收縮注漿液標(biāo)準(zhǔn)配比如下表所示： 1m3A 、 C 液漿液中材料含量 : 名稱 內(nèi)容 密度 容積 (L) 質(zhì)量 (kg) 備注 A 液 硅酸鈉 ρ = 250 342． 5 溶液 稀釋劑 ρ =1 250 250 C 液 水泥 200kg 按施工時(shí)的氣溫調(diào)整水泥摻量 H 劑 250 均為混合劑 C 劑 250 XPM 用量為水泥摻量的 8%— 10% 1m3A 、 B 液漿液中材料含量 : 名稱 內(nèi)容 密度 容積 (L) 質(zhì)量 (kg) 備注 A 液 硅酸鈉 ρ = 250 342． 5 溶液 稀釋劑 ρ =1 250 250 B 液 Gs 劑 為多種化學(xué)物質(zhì)的混合劑（ 500L） 北京地鐵十號(hào)線二期 05標(biāo)段 大紅門站 2號(hào)出入口暗挖段開(kāi)挖初支施工方案 21 注漿量的計(jì)算原則 由于漿液的擴(kuò)散半徑與砂層孔隙很難精密確定，為準(zhǔn)備注漿材料，本參考圖注漿設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)、水文條件和注漿方案以及所選擇的注漿材料，進(jìn)行注漿量的估算。 注漿量的估算公式按下式進(jìn)行： Q=Anα（ 1+β） 式中： Q總注漿量， m3； A注漿范圍體積， m3； n孔隙率， %； α 漿液填充系數(shù)（ ） β 注漿材料損耗系數(shù) 設(shè)計(jì)中 , nα（ 1+β）統(tǒng)稱為填充率 , 填充率按下表選用 填充率選用表 序號(hào) 地質(zhì)條件 填充率 % 1 雜填土 3035 2 粉質(zhì)粘土、砂土 2025 3 粉細(xì)砂、砂層 4045 4 中砂、中粗砂 5060 5 卵石層 60~70 注漿壓力的選定 （ 1）根據(jù)注漿處地層深度計(jì)算 P=KH 式中： P—— 設(shè)計(jì)注漿壓力（終壓值）（ Mpa） H—— 注漿處深度（ m） K—— 由注漿深度確定的壓力系數(shù) 壓力系數(shù) K 的取值如表示： 注漿深度 （ m） ＜ 8 1012 1216 1620 ＞ 20 K （ 2）根據(jù)地層滲透情況 根據(jù)地層滲透情況及漿液注入量情況，注漿 壓力一般選定 ~1 Mpa。 北京地鐵十號(hào)線二期 05標(biāo)段 大紅門站 2號(hào)出入口暗挖段開(kāi)挖初支施工方案 22 注漿工藝及要求 1)、工藝要求、 定孔位：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)準(zhǔn)孔位，不同入射角度鉆進(jìn) ,要求孔位偏差為177。 3cm，入射角度偏差不大于 1176。 鉆機(jī)就位：鉆機(jī)按指定位置就位，調(diào)整鉆桿的垂直度。對(duì)準(zhǔn)孔位后，鉆機(jī)不得移位，也不得隨意起降。 鉆進(jìn)成孔：第一個(gè)孔施工時(shí)，要慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，掌握地層對(duì)鉆機(jī)的影響情況，以確定在該地層條件下的鉆進(jìn)參數(shù)。密切觀察溢水出水情況，出現(xiàn)大量溢水出水時(shí)，應(yīng)立即停鉆，分析原因后再進(jìn)行施工。每鉆進(jìn)一段，檢查一段，及時(shí)糾偏，孔底位置應(yīng)小于 30cm。鉆孔和注漿順序由外向內(nèi)，同一圈孔間隔施工； 回抽鉆桿：嚴(yán)格控制提升幅度，每步不大于 1520cm，勻速回抽，注意注漿參數(shù)變化。 漿液配比：采用經(jīng)計(jì)量準(zhǔn)確的計(jì)量工具，按照設(shè)計(jì)配方配料。 注漿：注 漿孔開(kāi)孔直徑不小于 45mm，嚴(yán)格控制注漿壓力，同時(shí)密切關(guān)注注漿量，當(dāng)壓力突然上升或從孔壁、斷面砂層溢漿時(shí)，應(yīng)立即停止注漿，查明原因后采取調(diào)整注漿參數(shù)或移位等措施重新注漿。土、砂層容易造成坍孔時(shí)，采用前進(jìn)式注漿，否則采用后退式注漿； 暗挖段開(kāi)挖及初期支護(hù)施工 各斷面開(kāi)挖方法 出入口 暗挖段共有 5 種斷面形式，根據(jù)設(shè)計(jì)高度、寬度不同，共設(shè)計(jì) 2 種不同的開(kāi)挖方法。其中標(biāo)準(zhǔn)斷面（ 2’2’斷面、 22 斷面、 33 斷面、 55 斷面）采用“ CD”法開(kāi)挖，人防斷面（ 44 斷面）采用“ CRD”工法開(kāi)挖，具體開(kāi)挖方 法見(jiàn)下圖： 北京地鐵十號(hào)線二期 05標(biāo)段 大紅門站 2號(hào)出入口暗挖段開(kāi)挖初支施工方案 23 CD 法開(kāi)挖時(shí)單洞室采用上下臺(tái)階法開(kāi)挖，上臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)預(yù)留核心土，下臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)預(yù)留減壓槽，核心土面積不小于上臺(tái)階開(kāi)挖面積 50%，下臺(tái)階減壓槽縱向坡度角不大于 60 度，降低開(kāi)挖時(shí)土體塌方風(fēng)險(xiǎn)。 CRD 法開(kāi)挖按施工步序 4 洞室順序，豎向兩洞室開(kāi)挖面距離不小于 5 米，水平兩洞室開(kāi)挖面距離不小于 15 米，開(kāi)挖時(shí)及時(shí)安裝仰拱封閉成環(huán)，減少沉降。 出入口不同斷面之間的銜接過(guò)渡施工 2 號(hào)出入口采用兩側(cè)開(kāi)挖方式， 從 車站 東端 2 號(hào)出入口洞門處向外開(kāi)挖及從車站 2b出入口明挖段進(jìn)入暗挖開(kāi)挖，標(biāo)準(zhǔn)斷面向人防段斷面過(guò)渡，為挑高擴(kuò)大，施工時(shí)提前挑高、擴(kuò)寬。每榀挑高、擴(kuò)寬角度不超過(guò) 30 度，挑高、擴(kuò)寬距離不大于 30cm。施做二襯時(shí)將挑高段三角區(qū)域用素混凝土填實(shí)，如下圖所示： 過(guò)渡段平面圖 過(guò)渡段剖面圖 車站出入口破洞門位置挑高段暗挖施工 2 號(hào)出入口自車站站廳層?xùn)|端側(cè)墻進(jìn)入暗挖，東端墻結(jié)構(gòu)已施工完畢，進(jìn)入暗挖需挑高施工，破洞門 +挑高施工風(fēng)險(xiǎn)較大，項(xiàng)目部計(jì)劃先按預(yù)留洞門尺寸安裝格柵，待暗挖初支結(jié)束后在反挖挑高至設(shè)計(jì)尺寸，每榀格柵挑高 30cm，計(jì)劃 3 榀格柵挑高至暗挖開(kāi)挖方向 開(kāi)挖方向 北京地鐵十號(hào)線二期 05標(biāo)段 大紅門站 2號(hào)出入口暗挖段開(kāi)挖初支施工方案 24 初支設(shè)計(jì)標(biāo)高，如下圖，洞門圍護(hù)樁位置并排兩榀格柵，下榀格柵挑高 30cm，至設(shè)計(jì)初支位置后正常開(kāi)挖。 暗挖段挑高示意圖 背后回填注漿 開(kāi)挖后，立即噴射混凝土作為初期支護(hù)，但由于施工工藝和噴射混凝土自重等原因，往往在初期支護(hù)和圍巖間 (尤其是有網(wǎng)構(gòu)鋼架和鋼筋網(wǎng)時(shí) )存在空隙，在此空隙內(nèi)充填注漿，使之形成一個(gè)殼體，既可起到防水作用，又能控制地表沉降。 一般規(guī)定 初期支護(hù)完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行充填注漿。 初期支護(hù)背后充填注漿應(yīng)跟隨開(kāi)挖工作面、并距開(kāi)挖工作面 5m 的地方進(jìn)行。 初期支護(hù)背后回填注漿設(shè)計(jì) 初期支護(hù)背后充填注漿孔的布置應(yīng)沿隧道拱部及邊墻布設(shè)。拱頂一根，兩拱腳各一根；縱向間距為 3m。注漿管深入一次支護(hù)背后 ， 如圖下圖。 對(duì)于多部洞室開(kāi)挖的斷面，在噴射混凝土接茬部位增設(shè)注漿管，縱向間距 3 米，以充填節(jié)點(diǎn)處可能存在的噴射混凝土空隙。 北京地鐵十號(hào)線二期 05標(biāo)段 大紅門站 2號(hào)出入口暗挖段開(kāi)挖初支施工方案 25 初期支護(hù)背后充填注漿終壓為 ，注漿速度不大于 50L／ min。 初期支護(hù)背后充填注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為： 1）單孔標(biāo)準(zhǔn)：注漿壓力逐漸上升，流量逐漸減少，當(dāng)注漿壓力達(dá)到 ，穩(wěn)定3min 即可結(jié)束注漿； 2）全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：初期支護(hù)表面無(wú)明顯漏水點(diǎn)，隧道允許漏水量為 0． 12L／ m178。 h。 注漿材料 初期支護(hù)背后充填注漿可根據(jù)一次支護(hù)背后 (或地層 )孔隙大小或壓水試驗(yàn)情況選擇水泥砂漿或超細(xì)單液水泥漿。地層孔隙較大，壓水試驗(yàn)時(shí)吸水率大于 30L／ min，可壓注水泥砂漿；基本無(wú)孔隙，吸水率小于 10L／ min，但有大面積滲水可壓注超細(xì)單液水泥漿。 水泥砂漿是由水泥，砂和水混合攪拌而成的漿液。 1）原材料 水泥：新鮮的普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)不低于 32． 5 砂：細(xì)砂，粒徑不大于 2mm ２）漿液配合比 水灰比 (W： C)為 0． 8： 1— 1： 1(重量比 ) 灰砂比為 1： 2(重量比 ) ３、 超細(xì)單液水泥漿是用超細(xì)水泥，促凝劑和水共同攪拌的漿液。 1）原材料 超細(xì)水泥：粒徑 d９０ ?！?20um 比表面積 8000cm2 促凝劑：食鹽工業(yè)品 三乙醇胺工業(yè)品 2）配合比 水灰比 (W： MC)為 1： 11． 2： 1(重量比 ) 促凝劑采用食鹽與三乙醇胺復(fù)合促凝劑，分別占水泥總量的 0． 5％及 0． 05％。 注漿施工 初期支護(hù)施作時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)埋充填注漿管，注漿管外露 100mm，以便接管注漿，并用棉紗塞緊孔口，然后再噴射混凝土。 注漿管用φ 32 焊接鋼管制成，長(zhǎng) 800mm，前端做成圓錐形，后部焊接φ 6 鋼筋箍，在距后部 400mm 處對(duì)開(kāi)溢漿孔。 按單液注漿方式連接注漿管路，并進(jìn)行壓水 (或稀釋 )試驗(yàn)，測(cè)試吸水率。 注漿時(shí)從兩邊墻底部向拱頂交叉進(jìn)行。從少水 (或無(wú)水 )孔向有水孔 (大水孔 )進(jìn)行。 北京地鐵十號(hào)線二期 05標(biāo)段 大紅門站 2號(hào)出入口暗挖段開(kāi)挖初支施工方案 26 ５、 注漿時(shí)，要時(shí)刻觀察壓力和流量變化，壓力逐漸上升，流量逐漸減少，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓，再穩(wěn)定 3min，可結(jié)束本孔注 漿。 ６、 注漿時(shí)要做好注漿記錄，每隔 5min 記錄一次壓力、流量值及串、漏漿情況，以便分析注漿效果。 ７、 單孔注漿結(jié)束后，應(yīng)關(guān)閉孔口閥門或用棉紗塞緊孔口防漿液外溢。 注漿設(shè)備 １、 初期支護(hù)背后注漿應(yīng)按工藝要求配備可連續(xù)生產(chǎn)的單液注漿泵、砂漿泵、攪拌機(jī)和其他輔助設(shè)備。 砂漿泵應(yīng)滿足注入 3mm 以下、水灰比 0． 5 以上、注漿壓力 2MPa 以上、注漿量≥ 50L／ min 的要求。 注漿效果檢查 充填注漿完成后，必須進(jìn)行注漿效果檢查，對(duì)不符合結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)要求的，必須進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。 注漿效果檢查的方法主要有采用分析法進(jìn)行，對(duì)注漿記錄進(jìn)行整理分析，看每孔注漿壓力是否達(dá)到注漿終壓，注漿過(guò)程中是否發(fā)生漏漿、串漿等現(xiàn)象，判定注漿效果。 出入口轉(zhuǎn)折段暗挖施工 2 號(hào)出入口暗挖段開(kāi)挖有 1 處轉(zhuǎn)折段，采用在內(nèi)轉(zhuǎn)折處縮短格柵主筋間距，減小格柵斷面，格柵密排措施，格柵主筋間距縮小為 110mm，格柵間距縮小為 350mm，轉(zhuǎn)折段外弧格柵間距加大變?yōu)?680mm，使格柵與斷面 中線垂直。當(dāng)完成轉(zhuǎn)折段過(guò)渡后，調(diào)整格柵間距為 500mm。轉(zhuǎn)折段格柵縱向連接筋加密至 500mm 梅花布置。