高压喷射注浆施工方案计划.doc

!- 自流排水洞 回填与高压喷射注浆施工方案 编制： 2014年5月14日 复核： 2014年5月16日 审核： 2014年6月17日 目 录 目 录 1 第一章 概述 2 1.1 编制依据 2 1.2 施工简述 2 1.2 施工设备 2 第二章 施工方法 3 2.1 工艺流程 3 2.2施工工艺参数 4 2.3高压喷射注浆施工方法 4 第三章 质量标准及检查措施 6 3.1 高压喷射注浆施工技术标准 6 3.2 施工检查内容 6 3.3 成桩质量检查 7 第四章 质量、安全、环境保证措施 7 4.1 质量保证措施 7 4.2 安全保证措施 8 4.3 环境保证措施 10 第五章 高压喷射注浆施工预案 12 5.1固结体强度不均匀、缩颈 12 5.2压力上不去 12 5.3压力骤然上升 13 5.4钻孔沉管困难偏斜、冒浆 13 5.5固结体顶部下凹 13 第一章 概述 1.1 编制依据 （1）现行有关法规、标准、技术规范、定额以及环境保护、水土保持方面的政策和法规； （2）《地基处理手册》 （3）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 （4）现场踏勘所掌握的环境资料； （5）类似工程的施工实践经验。 1.2 施工简述 本工程拟采用回填与高压喷射注浆法对隧道坍塌段土体加固，加固土体水平投影4m*6m，高压喷射注浆孔呈4排7列分布，孔距0.8m，孔深约30~32m（孔中心距、孔深根据实际情况，适当加密加深）。为更好的达到注浆效果及确定具体施工参数，先行对土体内空洞较大处钻2个孔，并进行压浆试验，根据返浆及压力情况，进一步确定施工参数及采取技术处理措施，同时对空腔内填注砂浆，若空腔范围较大可采用C25混凝土进行填筑。为防止高压喷射注浆施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成相邻高喷孔施工时串浆，采取分批跳孔施作，钻孔施工时按每间隔两孔施作，具体施工顺序依据现场实际情况确定。 1.2 施工设备 高压喷射注浆施工采用XY-150地质钻机引孔，预埋花管注浆。主要施工机械设备如下表所示，本表暂定为一个工作面设备配置，根据施工进度及现场实际情况，及时调整设备。 主要机械设备配套表 序号 设备名称 规格型号 单位 数量 1 地质钻机 XY-150 台 1 2 高压泵 120型注浆泵 台 1 3 空压机 P-0.8MPa，Q-6m3/min 台 1 4 拌浆机 WJG-80 台 1 第二章 施工方法 2.1 工艺流程 采用高压喷射，应先送高压水、再送水泥浆和压缩空气；喷射时先应达到预定的喷射压力、喷浆量后，再逐渐提升注浆管，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm；当达到设计桩顶高度或地面出现溢浆现象时，应立即停止当前桩的旋喷工作，并将旋喷管拔出并清洗管路。高压喷射法是将水泥浆与压缩空气同时喷射，除可延长喷射距离、增大切削能力外，也可促进废土的排除，减轻加固体单位体积的重量。高压喷射注浆施工工艺流程见图2-01。 图2-01 高压喷射注浆施工工艺流程图 2.2施工工艺参数 施工工艺参数见表2.01 表2.01 高压喷射注浆施工主要技术参数参考表 项目 技术参数 压缩空气 气压（MPa） 0.5～0.7 气量（m3/min） 0.5～2.0 水 压力（MPa） 20～30 流量（L/min） 80～120 喷嘴直径mm 2～3.2 水泥浆 压力（MPa） 1～2 流量（L/min） 100～150 水灰比 1～1.5:1 提升速度（cm/min） 7～14 旋转速度（r/min） 11～14 高压喷射注浆施工前进行试桩，根据实际情况以确定预定的浆液配比、喷射压力、喷浆量等技术参数。试桩数量不少于2根，具体位置根据现场实际情况与业主一同确定。 浆量计算:以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间，计算出浆量，计算公式为： Q=(H/v)q(1+β) 式中 Q—浆量（m3）； H—喷射长度（m）； q—单位时间喷浆量（m3/min）； β—损失系数，通常0.1～0.2； v—提升速度（m/min）。 根据试桩参数计算所需的喷浆量，以确定水泥使用数量。 2.3高压喷射注浆施工方法 2.3.1 施工准备 ⑴场地平整 正式进场施工前，进行场地整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。 ⑵桩位放样 施工前用全站仪测定高压喷射注浆施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。 ⑶修建排污和灰浆拌制系统 高压喷射注浆施工过程中将会产生10～20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。 灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。 2.3.2钻机就位、引孔 钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差小于0.3%；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。 钻机施工前，应首先在地面进行试喷，在钻孔机械试运转正常后,开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。 2.3.3拔出岩芯管、插入注浆管 引孔至设计深度后，拔出岩芯管，将花管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边插管，水压不得超过1Mpa，以免压力过高，将孔壁射穿，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。 2.3.4注浆 当喷射注浆管插入设计深度后，接通注浆泵，按设计要求开始注浆，随着浆液注入，同时将泥浆清理排出，直至孔口返出浆液。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升注浆管，以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，调整旋喷参数。 第三章 质量标准及检查措施 3.1 高压喷射注浆施工技术标准 高压喷射注浆的施工技术要求见表5.01。 表3.01 高压喷射注浆施工技术检查表 序 号 项 目 名 称 技 术 标 准 检查方法 1 钻孔垂直度允许偏差 ≤1.5% 实测或经纬仪测钻杆 2 钻孔位置允许偏差 50mm 尺量 3 钻孔深度允许偏差 200mm 尺量 4 桩体直径允许偏差 ≤50mm 开挖后尺量 5 桩身中心允许偏差 ≤0.2D 开挖桩顶下500mm处用尺量，D为设计桩径 6 水泥浆液初凝时间 不超过20小时 7 水泥土强度 qu(28)≥1.2MPa。 试验检验 8 水灰比 1:1 试验检验 3.2 施工检查内容 ⑴施工前检查 在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面： ①原材料（包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂）的质量合格证及复验报告，拌和用水的鉴定结果； ②浆液配合比是否合适工程实际土质条件； ③机械设备是否正常，在施工前应对高压旋喷设备、地质钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运行，同时确保钻杆（特别是多重钻杆）、钻头及导流器畅通无阻； ④检查喷射工艺是否适合地质条件，在施工前也应作工艺试喷，试喷在原桩位位置试喷，试喷桩孔数量不得少于2孔，必要时调整喷射工艺参数。 ⑤施工前还应对地下障碍情况统一排查，以保证钻进及喷射达到设计要求。 ⑥施工前检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。 ⑵施工中检查 施工中重点检查内容有： ①钻杆的垂直度及钻头定位； ②水泥浆液配合比及材料称量； ③钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等； ④喷射注浆时喷浆（喷水、喷气）的压力、注浆速度及注浆量； ⑤孔位处的冒浆状况； ⑥喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度； ⑦施工记录是否完备，施工记录应在每提升1m或土层变化交界处记录一次压力流量数据。 ⑶施工后检查 施工后主要对加固土体进行检查，包括： ①固结土体的整体性及均匀性； ②固结土体的有效直径； ③固结土体的强度、平均直径、桩身中心位置； ④固结土体的抗渗性。 3.3 成桩质量检查 ⑴质量检验时间、内容 施工对喷射施工质量的检验，应在高压喷射注浆结束后1周，检查内容主要为加固区域内取芯实验等。 (2)质量检验数量、部位 检验点的数量为施工注浆孔数的2%～5%，对不足20孔的工程，至少应检验2个点，不合格者应进行补喷。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。 (3)检验方法 高压喷射注浆的检验可采用钻孔取芯方法进行。 钻孔取芯：在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度，及其抗渗能力。 第四章 质量、安全、环境保证措施 4.1 质量保证措施 为保证高压喷射注浆的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，拟采取如下质量保证措施达到施工质量目标。 1 放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。 ⑵高喷施工时隔两孔施工，防止相邻高喷孔施工时串浆。相邻的高压喷射注浆施工时间间隔不少于48小时。 ⑶采用32.5R普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定,水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。 ⑷浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以现场试桩情况为准。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，严格控制水泥用量。运灰小车及搅拌桶均做明显标记,以确保浆液配比的正确性.灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。 ⑸施工前进行成桩试验，由设计、业主、监理、施工单位共同确定高压喷射注浆施工参数，保证成桩直径不小于设计桩径。 ⑹严格控制喷浆提升速度，其提升速度应小于0.14m/min 。喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.4米重复喷射接桩，防止出现断桩。 ⑺高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。 ⑻因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。 ⑼引孔钻孔施工时应及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。为保证顺利安放注浆管，引孔直径采用Φ150mm成孔，岩芯管长不小于2.0米。穿过砂层时，采用浓泥浆护壁成孔，必要时可下套管护壁，以防垮孔。 ⑽实行技术人员随班作业制，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量，风量，压力，旋转提升速度等参数是否满足设计要求，及时发现和处理施工中的质量隐患。当实际孔位孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时，应详细记录，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。 ⑾根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保桩的施工质量。调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告，经同意后调整。 ⑿配备一台备用发电机组。高压喷射注浆施工，进入旋喷作业则应连续施工。若施工过程中停电时间过长，则启用备用发电机，保证施工正常进行。 ⒀施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。 4.2 安全保证措施 根据注浆作业的施工特点，按照国家《劳动保护法》发放相应的劳保用品：如安全帽、工作服、防护眼镜、橡胶手套、防尘口罩等。在岗前对员工进行安全知识教育培训，并持证上岗。严格执行国家法律、法规、作业标准和当地承包工程安全管理规定，为本标段安全目标的实现，争创当地安全生产建筑工程标准工地提供必要的保证。 4.2.1施工现场 ⑴加强对安全生产的管理，对职工进行安全生产教育，工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患。 ⑵制定各工种安全生产规章制度，严格施工程序，加强对桩机操作员的管理，施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业。 ⑶严禁违规操作，不得违章指挥。 ⑷定期或不定期组织安全大检查，及时发现、整改安全隐患，对违章作业人员进行一定的处罚。 ⑸施工材料堆放有序，不侵入运输通道道施工界限。 ⑹施工机械的转动部分有安全罩。 ⑺所有吊装装置必须有安全检验证书，并定期维修管理。 ⑻配电箱开关有操作指示和安全警示。 ⑼机械定期维修,确保作业安全。 ⑽危险品必须严格管理，其存放、运输、使用均要符合国家和地方的有关规定。 ⑾临时设施及变压器等供电设施，应按《施工现场临时用电安全技术规范》的规定，采取防护措施，并增设屏障、遮栏、围栏、保护网。凡可能漏电伤人或易受雷击的电器设备，均设置接地装置或避雷装置，并派专业人员检查、维护、管理。 ⑿调制水泥浆时，应戴好防尘口罩。 ⒀做好管路的调查保护工作，联系相关部门，做好应急准备。 4.2.2机械操作安全技术要点 ⑴高压泥浆泵 ①泵体内不得留有残渣和铁屑，各类密封圈套必须完整良好，无泄漏现象。 ②安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在规定达到最高压力时，能断销卸压，决不可安装未经试压检验的或自制的安全销。 ③指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用。 ④高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作，一旦某部发生故障，应及时停泵停机，及时排除故障。 ⑵钻机 ①司钻人员应具有熟练的操作技能并了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用。 ②钻孔的位置需经现场技术负责人确认，确认无误后方可开钻。 ③人与喷嘴距离应不小于600mm，防止喷出浆液伤人。 ⑶管路 ①高压胶管：在使用时不得超过容许压力范围。 ②胶管：弯曲使用时不应小于规定的最小弯曲半径。 ⑷清洗及检修 ①喷射注浆施工结束后，应立即将钻杆、泵及胶管等用清水清洗干净，防止浆液凝结后堵塞管道，造成再次喷射时管道内压力骤增而发生意外。 ②施工中途发生故障，必须卸压后方可拆除连接接口，不得高压下拆除连接接口。 4.2.3施工用电安全保证技术要点 ⑴严格执行《施工现场安全生产保证体系》、《施工现场临时用电安全技术规程》相关规定。 ⑵电缆接头不许埋设和架空，必须接入线盒，并固定在开关箱上，接线盒内应能防水、防尘、防机械损伤，并远离易燃、易爆、易腐蚀场所。 ⑶所使用的配电箱必须符合JGJ46-88规范要求的电箱，配电箱电气装置必须做到一机一闸一漏电保护。 ⑷开关箱的电源线长度不得大于30m，并与其控制固定式用电设备的水平距离不超过3m。 ⑸所有的配电箱、开关箱必须编号，箱内电气完好匹配。 ⑹所有电机、电器、照明器具，手持电动工具的电源线应装置二级漏电保护器。 ⑺施工现场的电器设备设施必须有有效的安全管理制度，现场电线电气设备设施必须有专业电工经常检查整理，发现问题及时解决。 4.3环境保证措施 为了适应当今社会的潮流，实现社会经济的可持续化健康发展，在本工程施工的全过程中，系统地采用和实施一系列环境保护管理手段，以期得到最优化的结果。根据客观存在的粉尘、污水、噪声、废气和固体废物等环境因素，实施全过程污染预防控制，尽可能地减少或防止不利的环境影响。 4.3.1 施工废水 ⑴所有施工、生活废水在排放前必须取得相关部门的批准、同意。 ⑵施工中产生的废弃泥浆必须经过沉淀池沉淀处理后，方可排入市政污水管，严禁直接排入市政污水管。废浆沉碴必须用密封的槽车外运，送到指定地点处置。 ⑶各类土方、建筑材料运输车辆在离开施工现场时，为保持车容应清洗车辆轮胎及车厢，清洗废水应接入施工现场的临时排水系统。 4.3.2施工粉尘 ⑴在水泥搅拌过程中，水泥添加作业应规范，搅拌设施应保持密闭，防止添加、搅拌过程中大量水泥扬尘外逸。 ⑵运输车辆进出的主干道应定期洒水清扫，保持车辆出入口路面清洁，以减少由于车辆行驶引起的地面扬尘污染。 ⑶由于施工产生的扬尘可能影响周围正常居民生活、道路交通安全的，应设置防护网，以减少扬尘及施工渣土影响。 ⑷装有建筑材料、渣土等易扬撒物资的车辆，车厢应用覆盖封闭起来，以避免运输过程中的扬撒、飘逸，污染运输沿线的环境。 ⑸施工场地硬及时洒水防止扬尘，遇大风天气，场地内渣土应该覆盖。 第五章 高压喷射注浆施工预案 根据高压喷射注浆施工工艺特点及场区内工程地质情况，为保证高压喷射注浆施工质量，针对施工中可能出现的问题进行分析并提出预防措施及处理方法。 5.1固结体强度不均匀、缩颈 5.1.1产生原因 ⑴喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。 ⑵喷浆设备出现故障中断施工。 ⑶拔管速度、旋转速度及注浆量适配不当，造成桩身直径大小不均匀，浆液有多有少。 ⑷喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。 ⑸穿过较硬的粘性土，产生颈缩。 5.1.2预防措施及处理方法 ⑴根据设计要求和地质条件,选用不同的喷浆方法和机具。 ⑵喷浆前,先进行压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行.配浆时必须用筛过滤。 ⑶根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。 ⑷对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法。 ⑸控制浆液的水灰比及稠度。 ⑹严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。 5.2压力上不去 5.2.1产生原因 ⑴安全阀和管路安接头处密封圈不严而有泄漏现象。 ⑵泵阀损坏，油管破裂漏油。 ⑶安全阀的安全压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏。 2 塞油泵调压过低。 5.2.2预防措施及处理方法 应停机检查，经检查后压力自然上升，并以清水进行调压试验，以达到所要求的压力为止。 5.3压力骤然上升 5.3.1产生原因 ⑴喷嘴堵塞。 ⑵高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。 ⑶泵体或出浆管路有堵塞。 5.3.2预防措施及处理方法 ⑴应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提升，用铜疏通。 ⑵其他情况堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。 5.4钻孔沉管困难偏斜、冒浆 5.4.1产生原因 ⑴遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标。 ⑵注浆量与实际需要量相差较多。 ⑶地层中有较大空隙不冒浆或冒浆量过大则是因为有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆液所致。 5.4.2预防措施及处理方法 ⑴放桩位点时应钎探，遇有地下埋设物应清除或移动桩钻孔点。 ⑵喷射注浆前应先平整场地，钻杆应垂直倾斜度探制在0.3%以内。 ⑶利用侧口式喷头，减小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际需要量相当，减少冒浆。 ⑷控制水泥浆液配合比。 ⑸针对冒浆的现象则采取在浆液中参加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续旋喷。 ⑹针对冒浆量过大的现象则采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度。 5.5固结体顶部下凹 5.5.1产生原因 在水泥浆液与土搅拌混合后，由于浆液的析水特性，会产生一定的收缩作用，因而造成在固结体顶部出现凹穴。其深度随土质浆液的析水性、固结体的直径和长度等因素的不同而异。 5.5.2预防措施及处理方法 旋喷长度比设计长0.3～1.0米，或在高压喷射注浆施工完毕，将固结体顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液，或在旋喷注浆完成后，在固体的顶部0.5～1.0m范围内再钻进0.5～1.0m，在原位提杆再注浆复喷一次加强。