气压平衡顶管专项方案

顶管隧道工程专项深化方案

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目录

一、设计概况 (3)

二、变更原因 (3)

三、变更方案 (4)

1、隧道全断面深孔注浆 (4)

2、在隧道上方增加大管棚 (4)

四、主要施工工艺 (5)

1、全断面深孔注浆施工工艺 (5)

2、大管棚施工工艺 (9)

五、主要工程数量及造价 (16)

一、设计概况

XX 工程P02~P03井间顶管工程，顶管隧道直径 3m ,长约85m ，横穿滨海 大道，由P02井向P03井顶进，设计为气压平衡顶管法施工。见图

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平面图。

图1 P02~P03井间顶管隧道平面图

二、变更原因

由于P02~P03井间顶管隧道穿越淤泥、人工填石及淤泥质中砂等不良地层， 顶管在遇人工填石时需经常开仓检查、 维护和更换刀具，同时由于人工填石的粒

图2地质剖面图

隧道埋深7~5m ，穿越地层主要为淤泥、人工填石及淤泥质中砂，见图 2地

质剖面图

径不确定，可能造成难以出碴，需进仓清碴，而该段隧道埋深小（7~5m）,且处

于淤泥、淤泥质中砂等不良地层中，开仓、进仓作业安全风险极大，故必须对隧道周边地层进行加固。该段隧道下穿滨海大道，不具备地表处理条件，故建议利用P02、P03工作井，对隧道周边地层进行管棚和注浆加固措施。

三、变更方案

针对上述工程风险，先对隧道周边进行注浆加固，再隧道拱部150°范围内

打设大管棚防止地面塌陷。

1、隧道全断面深孔注浆

为确保顶管施工过程中开仓作业的施工安全，在滨海大道无法进行地面加固的条件下，需对隧道开挖范围及隧道周边1.5m范围进行全断面深孔注浆加固。在顶管隧道施工前，由P02、P03两个工作井相对打设注浆孔，每侧打设注浆孔深度44m,中间处搭接3m。钻孔完成后下①90PVC管，采用前进式注浆，注浆扩散半径为1m，布孔间距为1.6m，注浆材料为硫铝酸盐水泥。注浆孔布置见图3注浆孔布置示意图。

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图3 P02井注浆孔布置图

2、在隧道上方增加大管棚

由于顶管机在进行人工填石层掘进过程中，极易造成隧道顶部出现空洞，造

成道路塌陷，故在隧道拱顶上方增设①108管棚，间距0.3m,分别由P02、P03

井相对打设，每侧打设管棚长度为43m。见图4管棚布置图示意图。管棚打设完成后管棚管内注水泥浆填充。

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图4管棚布置示意图

四、主要施工工艺

1、全断面深孔注浆施工工艺

1.1注浆加固参数

设计注浆加固参数如表1所示。

1.2注浆材料

根据地质情况及施工区域周边环境，注浆材料以快硬硫铝酸盐水泥单液浆为主，辅助普通水泥-水玻璃双液浆，快硬硫铝酸盐水泥强度指标如表2、浆液配比如表3所示。

表2快硬硫铝酸盐水泥强度指标

现场注浆施工中根据情况进行浆液种类和配比的选择调整，当地层可注性

差，可考虑采用超细水泥进行注浆加固。

1.3注浆施工顺序

注浆顺序按“由外及内、由上到下、间隔跳孔”的原则进行，以达到控域注

浆，挤密加固的目的

1.4注浆施工工艺

超前加固注浆采用前进式分段注浆工艺:

(1)标定孔位，采用①130mm钻头低速水平钻进至1.5m,安孔口管；

(2)考虑到盾构掘进需要，孔口管采用①110mm*5mm的PVC管制作(外径110mm),管长1.3m，采用锚固剂锚固，以保证孔口管安设牢固、不漏浆；

(3)注浆采用孔口安设水囊式止浆塞注浆。

(4)通过孔口管钻设①90mm注浆孔，原则每次钻深3〜5m后，退钻进行注浆施工，注浆达到设计结束标准后，再钻进3〜5m，并进行注浆，如此循环直到钻注到设计深度。施工中可根据地质涌水情况适当调整钻注分段长。

前进式分段注浆工艺流程图如图5所示。

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图5前进式分段注浆施工工艺

1.5注浆结束标准

(1) 单孔注浆结束标准

注浆结束标准采用定压定量相结合，以定压为主的原则。

定压标准：注浆终压暂定为1MPa (注浆过程根据浆液扩散情况并结合注浆量大小对注浆压力终值进行验证，确定合适的注浆终压力) 。注浆单孔注浆压力

达到设计终压并维持10min以上可结束该孔。

定量标准：单孔每米设计注浆量控制在54m3,当单孔注浆量达到设计注浆量的1.5倍，

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压力仍然不上升，可采取调整浆液配比缩短凝胶时间或进行间歇注浆等工艺使注浆压力达到设计终压，结束该孔注浆。

注浆过程中及时分析，如有薄弱部位，应进行补充注浆。

(2) 全段结束标准

①设计的所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象。

②按总注浆孔的10%设计检查孔，检查孔满足设计要求。

1.6过程控制措施

(1)注浆过程中对滨海大道进行地表的检测，根据检测情况，进行注浆参数的动态调整。

(2)根据注浆过程压力变化情况，必要时采取循环注浆措施，进行恒压注浆。

(3)注浆过程严格按照设计参数控制施工，并对掌子面及附近围护结构变化进行检查、观察，详细记录注浆压力、地层吸浆量等参数及变化情况，并根据地质条件变化不断调整参数。

(4)为进一步提咼地层的稳定性，建议在上断面注浆孔注浆完成后，在注浆孔内下入

①50Pvc管对地层进行支护。

(5)为防止注浆引起的1号线变形过大，现场采取多孔、低压、分段式注浆，实时根据注浆压力变化及监测数据调整注浆参数。

1.7注浆效果检查标准

(1) 分析法。整理分析注浆记录资料，分析注浆施工过程中的P-Q-t曲线, 定性地评价注浆效果，并根据注浆量及地层孔隙率反算浆液的充填率，充填率需达80%以上。

(2) 检查孔法。在注浆薄弱区域，钻设检查孔，检查孔需满足不坍孔，不涌砂，出水量不大于0.2L/min •m。

1.8机械设备及劳动力配置

机械设备的配套见表4、施工人员配置见表5