顶管注浆加固工程施工方案

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新晋祠路（长风西街-冶峪河）道路改造工程
晋阳污水处理厂主管道顶管注浆加固
编制：日期：
审核人：日期：
审批：日期：
太原市政工程公司新晋祠路道路改造
2021-10-11
一、项目概述
二、工程地质条件
三、方案编制依据
四、工程方案设计
五、质量保证体系
六、安全保证体系
一、项目概述：
太原市晋阳污水处理厂主干管位于新晋祠路路中，设计埋深8.31—15.0米，设计采用顶管法施工，该段管道采用钢筋砼管道，由于顶进的管道位于粉质粘土土层和砂砾石层间，管道上部土层为粉质粘土土层，该层土在人工掘进中扰动较小，但管顶上部也存在一定的缝隙；砂砾石层在掘进中易被扰动；公路建设工期紧，土体自然沉降时间短，投入营运后在大量重车载荷作用下，自然沉降将继续且加剧，极易出现地面下沉开裂现象，因此存在着一定的安全隐患。

针对这种情况项目部进行了专题分析论证，制定了注浆处理顶管周围土体的加固方案，以加固顶管中管壁周围被扰动土层松散的性状为目的，使管道顶部及侧面增加抗压强度和粘结性，实现加固目的，防止路面沉陷，保证管道的使用安全。

二、工程地质条件：
根据勘察公司提供的岩土工程勘察报告，管道敷设深度范围内的土体工程地质和水文地质条件如下：
1.工程地质条件：
道路场地土在勘探深度范围内主要由第四系全新统早期沉积的低液限粉土（粉土）、低液限粉质粘土（粉质粘土）、砂类土等构成。

2.水文地质条件：
道路场地土在勘探深度范围各勘探点均揭露地下水，地下水的主要补给来源为汾河的侧向补给、各渠道流水补给及大气降水。

地下水位随季节性变幅不明显。

新晋祠路沿线静止水位大约在现状路面一下3-4米。

1.本工程施工现场布置及甲方提供的其他相关图纸、说明。

2、《建筑地基处理技术规范》（jgj79-91）
3.土建灌浆施工及效果检测
4、《岩土工程勘察规范》（gb50021-2002）
5.《地铁工程施工及验收规范》gb50299-2002
6、《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（gb50307-2002）
四、施工方案设计
（一）、施工目的
本工程的目的是改善顶管施工中管壁周围扰动土层的松散性，提高管顶和管侧的抗压强度和粘结性，实现加固目的，保证管道在用水过程中的安全，防止道路坍塌。

（二）、施工方法选择：
该工程采用静压注浆法和注浆法加固管道周围土体，形成一定强度的复合地基，使土体稳定。

（三）、注浆加固：静压注浆法是通过钻孔和注浆设备，通过注浆管将浆液分层均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式排出土颗粒间的、裂隙中的水分和空气，并占据土颗粒间的空间，使管壁外侧土体孔隙比减少，强度提高，经过一段时间后，浆液将原来松散的或裂隙胶结成一个整体，形成一个强度大、防水性能高和化学稳定性好的结合体，从而达到加固顶管时周围被扰动松散土层的目的。

灌浆压力和浆液浓度是保证灌浆质量的重要因素。

对于不同填料和形式的路基，灌浆压力也不同。

灌浆压力的大小主要取决于路基的压实度
和外加剂；双液浆液以水泥和水玻璃为主体，适当调配而成，为改善浆液性能可适当加入外加剂。

根据浆液在土壤中的流动方式，灌浆方法分为渗透灌浆法和劈裂灌浆法。

前者用于渗
透性好的路基，如碎石土、砂卵石土等。

当灌浆压力较低时，浆液在中等浓度条件下以渗
透的形式渗入路基土的孔隙。

此时，灌浆量和扩散半径通常由渗流理论求解；当压力逐渐
增大时，浆液流动由层状变为紊流，通常采用紊流理论求解注浆量和扩散半径。

透水性差
的粘土路基采用劈裂灌浆法。

粘土具有松散、柔软、承载力低、颗粒细、塑性流动等特点。

对于此类土壤中的灌浆加固，使用渗透灌浆是不现实的。

只能采用劈裂灌浆，即浆液在压
力作用下像锋利的斧头一样劈裂成土层，劈裂过程中浆液不与土壤混合，它以两相存在，
同时产生填充效应、挤压效应、扩散效应、骨架效应和离子效应，从而达到土层灌浆加固
的效果。

（四）、加固方案设计及施工工艺
灌浆孔必须采用湿钻成型，孔深按原设计图纸确定，（灌浆孔布置及范围：灌浆孔
呈梅花形双排布置，在地下管线两侧平均1000mm，近管线侧孔浅，外侧孔深，本工程使用的灌浆管为直径48mm的二级钢管或PVC管。

每根灌浆管长6米。

地面标高至管顶1000mm
以上无灌浆孔，每根灌浆管无灌浆孔，灌浆孔每200mm呈梅花形布置。

）（所有灌浆孔均
采用间隔灌浆施工）。

但在特殊情况下，可适当调整。

一般情况下，中间孔要求浅，边孔
要求深，边孔不得低于设计深度，所有灌浆孔的深度不得小于顶管时的深度。

灌浆施工按
先侧孔后中孔的顺序进行。

注浆管宜比注浆孔短25ｃｍ，保证注浆孔底部有25ｃｍ的空隙，以使
封堵长度不小于30cm。

只有在堵缝中的水泥最终凝固后才能开始灌浆，以防止灌浆过程中泥浆从表面溢出。

注浆材料选择采用42.5＃普通硅酸盐水泥，质量必须可靠，无大颗粒杂志混入，以免破坏输送管道设备或堵塞注浆管道，水采用一般河水，但不得含泥土等杂质，以免降低水
泥浆强度或堵塞注浆管道。

合理选择设备：钻井工艺采用￠ 91毫米钻头。

由于钻进浅、孔数多、钻机位移频繁、湿钻等特点，要求钻机功率大，因此应选用大功率、机械化程度高、移动式钻进的钻机
方便的油压钻机较好。

灌浆一般采用三阶段封孔、全孔灌浆的方法。

每个阶段的间隔时间为30~45分钟。

第
一阶段灌浆压力为0.3MPa，浆液浓度为1:2，第二、三阶段浓度为1:1。

灌浆压力要求较小，宜采用0.3-0.9mpa。

一般情况下，吸浆量大的孔可采用重力灌浆，以保证路基的安全稳定，侧孔灌浆压力不得超过1.5MPa（注：此处所述灌浆压力为标准压力，具体数值应根据土质条件进行调整，如为砾石，则压力较低，砂土或渣土压力较高）。

（五）、施工中应掌握以下几点
1.灌浆应确保钻孔被填满。

只有当孔口不吸浆时，才能停止灌浆。

灌浆停止后，应使
用砾石（或河砂）和水泥浆填充和密封钻孔。

2、一般吸浆量大的钻孔可先采用自流注浆并可大量掺入粉煤灰、水泥粉煤灰配比按1：3-1：4均可。

3.对于吸浆量小的钻孔，必须采用加压灌浆。

浆液为纯水浆液，遵循先稀后稠的原则，按设计堵浆标准堵浆。

论灌等方法处理。

5.灌浆过程中，必须加强对灌浆条件变化的观察和分析，并在现场及时采取相应措施，确保灌浆质量。

6、注浆采用注浆量和注浆压力双控的原则，即以注浆量控制，压力作为校核值。

（六）灌浆效果检验
1、各孔注浆时，随着注浆时间的延长和注浆量的增加，在其他孔位置可发现冒清水（浆）的位置明显依次上升。

当注浆孔都灌满后，冒点也随之上升到路面以下相应位置，
说明注浆充填效果很好。

2.灌浆质量检查孔按施工孔总数的5%-7%布置在每个工程点。

检查孔通过取出的土（岩）芯观察水泥浆的渗透情况，通过灌浆压力和吸浆量判断灌浆质量。

五、质量保证体系
（一）总体思路
1、工程质量严格按照本工程制定、并经甲方和监理工程师认可的施工方案执行，严
格按国家有关技术规范、规程、标准控制施工。

2.按照施工程序，严格控制配料、灌浆压力和灌浆量，每道工序设专人负责，并记录
每道工序的原始数据。

(二)、工程质量保证制度：
1.建立以项目经理为责任人的质量管理团队，完善质量保证体系，严格按照质量体系
规定的职责和权利进行操作。

2、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
监督检查，确保工程质量。

3、加强现场施工材料管理，严格执行进料检验制度，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。

4.配备满足施工要求的施工机具和量具，建立健全各种数据和原始记录，作为评定工程质量的重要依据。

5、加强与甲方、监理的配合，认真接受指导和监督。

（三） . 项目质量措施：
1、配料：采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。

2.灌浆：灌浆必须按程序进行，每段灌浆必须准确，灌浆压力必须严格控制在
0.05~0.1MPa，由专人操作。

当压力突然升高或泥浆从孔壁溢出时，应立即停止灌浆。

每段灌浆量应严格按照设计进行。

泥浆流动时，应采取措施确保灌浆量符合设计要求。

3、注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。

4.每道工序设专人负责每道工序的操作记录。

六、安全保证体系
1.建立健全各项岗位责任制，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，方准施工。

3.每次灌浆前，应仔细检查安全阀和压力表的灵敏度，并将其调整到规定的灌浆压力位置。

4、安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保联接完好。

5.灌浆过程中，现场人员不得停留在灌浆孔附近，以防密封胶冲洗阀破裂
6、注浆时不得随意停水停电，必要时必须事先通知，待注浆完成并冲洗后方可停水停电。

7.灌浆施工时，必须有专门的机电维修人员，及时处理机械和电气故障。

8、注浆现场操作人员必须佩戴安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。