广州市轨道交通三号线北延段【永泰东站】土建工程 1号出入口暗挖段WSS注浆施工方案
第1章 工程概况及说明 §1.1 工程位置 广州市城市轨道交通三号线北延段永泰站位于广州市白云区永泰村同泰路侧、白云山风景区脚下，车站主体沿同泰路呈东西向布置，1号出入口设置在车站北侧东端，横穿同泰路，兼有过街人行隧道功能。出入口过街段（隧道长41.85m）采用暗挖法施工，出入口跨过同泰路后采用明挖法施工。
工程平面见图1-1示意。
图1-1 工程平面图
§1.2 工程地质条件 隧道上覆杂填土层和软塑状粘土层，隧道拱顶和开挖范围主要为粉细砂层或中粗砂层，隧道底板为残积层，相关地层主要特征为：
1、人工填土层（Q4ml）：杂填土和素填土，呈棕黄、褐红、褐黄、浅灰等杂色，松散～稍实，由粉质粘土、中粗砂、砖渣、混凝土块等堆填而成。图上代号<1>。
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2、冲积—洪积砂层（Q3+4al+pl）:
（1）冲积—洪积粉细砂层（Q3+4al+pl）：呈浅黄、浅灰色、灰白色，为粉细砂，饱和，松散～稍密，分选较好，颗粒成份为石英质，粘粒含量较高。图上代号<3-1>。
（2）冲积—洪积中粗砂层（Q3+4al+pl）：呈浅黄、灰黄、灰色、浅灰、灰白等色，土性为中粗砂，局部含较多砾砂，饱和，中密～稍密，分选性好，颗粒成份为石英质，粘粒含量较高。本层有42个钻孔揭露，顶面标高-0.95～21.28m，顶面埋深2.50～24.50m，层厚0.70～11.30m，平均层厚4.57m。图上代号<3-2>。
3、冲积—洪积土层（Q3al+pl）:
（1）冲洪积粘性土层（Q3al+pl）：呈浅黄、棕黄、灰褐、浅灰色等，土性为粉质粘土，局部为粘土、含粘性土粉砂，湿～饱和，可塑～软塑状，粘性一般，含少量砂质。图上代号<4-1>。
4、残积土层（Qel）:
（1）可塑状残积土层：土性以粉质粘土为主，局部岩性为岩土，呈棕红色、褐黄色等，软塑为主，局部可塑，粘性较好，含少量灰质角砾。图上代号<5-1>。
（2）硬塑状残积土层：土性为粉质粘土，呈褐黄色、灰褐色，为白云质灰岩残积土，部分炭质页岩残积土呈灰黑、灰绿色等，硬塑，粘性较好，原岩结构尚可辨认。图上代号<5-2>。
永泰站1号出入口地质纵剖面图见图1-2。 图1-2 工程地质纵剖面图 §1.3 水文地质条件 （1）、地下水位埋深为1.90～5.60m，标高为19.16～24.58m。每年5～10月为
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雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升，而在冬季因降雨减少，地下水位随之下降。
（2）、地下水的赋存方式主要为第四系松散砂层中的孔隙水和岩石强风化带中的基岩水。砂层的富水性和透水性较好，属中等透水层。冲积～洪积土层和残积土层含水贫乏，透水差，属弱透水层。岩石强风化带中的富水性和透水性较差，属弱透水层。
（3）、赋存于砂层中的地下水对混凝土结构无腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
（4）、广从断裂带对该区域地下水有一定影响。
§1.4 隧道施工风险及应对措施 永泰站1号出入口横穿同泰路，同泰路交通繁忙，是、省、市领导到访的必经之路，华南三期路桥建成后通车能力为三车道，造成经常性塞车，出入口不具备倒边施工的条件。
同泰路周边用地产权复杂，借地、征地一拖再拖，市政、华南路桥、管线、地铁交叉施工，不具备交通疏解的条件，且交通疏解的费用高，不可控。
同泰路周边管线复杂，且华南三期路桥施工期间已多次迁改，再次进行管线迁改的难度大、费用高。
为了确保同泰路畅通，1号出入口过街部分采用矿山法施工，但基于隧道施工地层为砂层、地下水丰富，极易出现流砂现象，将严重危及同泰路安全，因此需要采用可靠的地层加固措施，保证隧道作业面干燥、无流砂现象。
根据施工设计图纸和我单位的施工经验，暗挖段隧道拱圈及掌子面采用二重管WSS后退式双液注浆工艺加固地层，以求最大限度地减少地层位移和水土流失，保证同泰路地面沉降在允许范围内，达到同泰路安全和道路畅通的目的。
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第2章 WSS注浆技术 二重管无收缩双液注浆技术是采用二重管钻机钻孔至预定深度后注浆。浆液有两种，即A液和B液（或C液〕。两种浆液通过二重管端头的浆液混合器充分混合。注浆时采用电子监控手段实施定向。定量，定压注浆，使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并固化，改变了岩土层的性状。
§2.1 WSS后退式双液注浆技术的特点 （1）注浆过程中注浆管不回转，不发生浆液溢流现象，有利于保护环境不受污染。
（2）可采用调节浆液配比和注浆压力的办法可使注浆范围人为控制制；凝结时间可以调节，并以复合注入施工。
（3）二重管端头的浆液混合器可使两种浆液完全混合，使浆液均匀。 （4）可从地面垂直注浆，亦可倾斜注浆，适当增加注浆压力，可进行水平放射注浆。
（5）从钻孔至注浆完毕，可连续作业。
（6)注浆材料可以是水玻璃、二氧化硅系胶负体等，材料来源广泛。 （7）适用范围广，可用于各种土层。
§2.2 WSS后退式双液注浆技术的工艺流程和施工方法 （1）工艺流程见图2-1。 （2）施工方法
①注浆孔问距：根据工程实际确定，一般为认0.5m～1．5m。
②注浆管的设置：钻孔机将注浆管设于预定深度注入清水并从浆液混合器端部流出；
③横喷射注浆、注浆管设置完毕，浆端点关闭、进行横喷射切换，一般为15L/min。同时根据工程实际进行调整。
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图2-1 注浆工艺流程图
④回抽注浆：施加压力注浆时，必须精心操作控制压力。
⑤注浆结束注浆完毕将注浆管冲洗干净全部收回，对注浆孔进行密封，恢复原毕状。
⑥浆液强度、硬化时间、渗透性能可根据工程实际需要调整。
⑦浆液不流失、固结后不收缩、硬化剂无毒、对周围环境及地下水资源不造成污染。
§2.3 工程质量的保证措施 （1）钻孔
①布孔；严格按照施工设计图布孔并进行复核。
②钻机定位：定位准确，钻头点位误差≤20mm。钻杆垂直度误差≤1度。 ③钻孔：密切观察钻进尺度及溢水出水情况，出现涌水时，立即停钻，先行注浆止水，再分析原因。确认止水效果后，方可继续钻孔。
（2）配料计量工具必须经过检验合格按照设计配方配料。
（3）注浆按照设计的注浆程序施工。进浆量必须准确，严格控制注浆压力，注浆方向并由专人操作，当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆以及跑浆时，立即停止注浆。应采取措施解决并确保注浆量。
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（4）注浆完毕后，应采取措施保证不溢浆。不跑浆。 （5）由专人负责每道工序的操作记录。
（6）注浆全过程应加强施工检查和监测，防止地面出水溢浆。隆起和施工地段的地面沉降。
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第3章 WSS注浆方案设计 针对本工程的特点，采用注浆方案的主要目的在于对隧道拱圈及掌子面开挖地层进行改良，达到不透水、不坍塌和干燥的目的，保证隧道开挖的顺利进行，并最大限度地降低隧道拱圈外围地层位移，确保同泰路的安全畅通。为此，结合深圳地铁的施工经验，进行本工程WSS后退式双液注浆设计。
§3.1 注浆材料 采用双液浆，分别为水泥浆和水玻璃浆，配合比设计如下： （1）水泥浆
采用42.5R早强水泥，水泥浆水灰比（质量比）0.75：1，即每立方米水泥浆消耗水泥950kg，每立方米水泥浆质量1620kg。
（2）水玻璃浆
水玻璃采用35Be’，每立方米水玻璃浆质量1381kg。 （3）注浆配合比
水泥浆与水玻璃浆体积比为1：1。 （4）注浆体凝结
根据以上浆液配合比，浆液在出凝胶时间可以控制在20-40s，高压浆液在从双重钻杆钻头喷出混合后，能够在高压作用下逼入地层裂隙和快速凝固，达到止水和加固、改良地层的目的。注浆固结体7天强度可以达到11.6MPa，能够保证在每一循环注浆结束后能够尽快打开作业面进行开挖，达到缩短工期的目的。
§3.2 注浆压力、扩散与注浆控制 注浆终压控制在1.0～1.5MPa，注浆扩散半径1000mm。 注浆按照注浆压力和注浆量作为双重控制结束注浆的标准：
（1）注浆终压不超过1.5MPa，维持3分钟后有明显继续升压的趋势，停止该段注浆、抽拔钻杆；
（2）注浆压力维持在1.0～1.5MPa之间30分钟以上，并没有明显升压趋势，适当加大水玻璃比例、并控制注浆量在2m³/m钻孔内。
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§3.3 注浆深度 结合本工程的特点，为了确保注浆效果，隧道全长分五段完成注浆，两段注浆长度搭接2m，每段注浆及钻孔长度均为10m，端头两段分别从洞口钻孔施工。注浆钻孔分段及搭接见图3-1示意。 图3-1 注浆分段及搭接示意图
§3.4 注浆孔布置 隧道拱圈设计2m范围内为有效加固区域，拱圈注浆钻孔外插角8-10°、注浆孔间距250mm共45个钻孔/循环，掌子面注浆钻孔水平施做、梅花形错开、间距1000mm、共69个钻孔/循环，详见图3-2示意。
图3-2 WSS注浆孔布置图
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§3.5 注浆工程量 注浆钻孔：
隧道拱圈45个/循环×10m/个×5循环=2250m，注浆加固土层体积17m³，计划注入率60%～80%，应做好浆液向外围过度扩散的措施，施工时主要靠注浆压力和单孔每米注浆量控制，遇到异常情况应立即处理。
隧道掌子面69个/循环×10m/个×5循环=3450m，注浆加固土层体积1805m³，计划注入率约60%。
注浆数量：
以上注入率仅供参考，实际施工时应根据现场具体情况，按照达到注浆加固效果、保证地面道路安全的目的，做好相关监控量测，实际注浆数量依据施工现场注浆记录。
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第4章 工程质量及安全保证措施 §4.1 质量保证措施 （1）严格按照经质量管理部门认可的施工方案执行，严格按国家有关规范、规程、标准控制施工。
（2）根据施工程序，严格按照钻孔深度、配料注浆压力，注浆量大小进行施工，每一道工序均安排专人负责，并记录每一道工序的原始数据。
（3）工程质量保证制度：
A、成立工程项目经理为责任的质量管理小组，完善质量保证体系，严格按照质量体系中规定的责权要求运行。
B、定期召开质量分析会议，组织质量教育，严格执行“三检”制度，加强技术交底工作，强化工序管理，由责任心强经验丰富的工程师担任质量控制人员，实行监督检查，保证工程质量。
C、加强现场施工材料的管理，严格执行进料检验程序，保证施工材料满足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。
D、配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全的各种资料，原始数据，作为评价工程质量的重要依据。
E、加强与质量管理部门的配合，认真接受指导和监督。 （4）、注浆效果检测
A、注浆施工完毕后，通过注浆体内钻孔，用压水，注水或者抽水等方法测定地基的流量及渗透系数，不合格的需要进行补充注浆。检查孔的数目不少于总注浆孔数的5%-10%，布孔和注浆的重点是管线部位和地质条件不好的部位。在施工完毕后，对此处应重点检测。
B、通过钻孔，从注浆体内取出原状样品，送实验室进行必要的实验研究。
§4.2 安全保证措施 （1）、建立健全各种岗位责任制度，严格执行现场交接制度。
（2）、钻机注浆泵及高压管路必须试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，方可施工。
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（3）、每次注浆前要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。
（4）、安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的连接必须拧紧，确保连接完好。 （5）、注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止阀门破裂伤人。 （6）、注浆时不得随意停水停电，必要时必须事先通知，待注浆完成并冲洗干净后才能停水停电。
（7）、注浆施工期间，必须有专门机电修理工，以便出现机械和电器故障时能及时处理。
（8）、现场施工人员必须佩戴安全帽，口罩和手套等劳保用品。 （9）、施工前必须对本方案进行了解，做好一起施工准备。
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