涌水處理工程施工方案一、工程概況1.1工程背景本工程位于某地鐵線路區(qū)間隧道施工段，在盾構(gòu)推進(jìn)至K12+350～K12+500區(qū)段時，遭遇富水砂卵石地層，掌子面出現(xiàn)持續(xù)性涌水，最大涌水量達(dá)80m3/h，水壓0.6MPa。為確保隧道施工安全，需采取綜合治水措施，控制涌水、加固地層，為后續(xù)盾構(gòu)施工創(chuàng)造條件。1.2工程地質(zhì)與水文條件地層分布：從上至下依次為素填土（厚1.2m）、黏土層（厚2.5m）、中砂層（厚3.8m）、卵石層（厚5.6m），隧道穿越卵石層，粒徑5～20cm，含量65%，滲透系數(shù)35m/d。地下水：主要為孔隙潛水，受上層滯水及周邊河流補給，水位埋深3.5m，與隧道拱頂距離2.8m。1.3工程目標(biāo)短期目標(biāo)：24小時內(nèi)將涌水量控制在5m3/h以內(nèi)，掌子面穩(wěn)定。長期目標(biāo)：通過地層加固形成止水帷幕，確保盾構(gòu)通過該段時總涌水量≤10m3/h，沉降控制在30mm內(nèi)。二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備圖紙會審：組織設(shè)計、監(jiān)理、施工三方進(jìn)行圖紙會審，明確超前注漿范圍、參數(shù)及止水標(biāo)準(zhǔn)。方案編制：編制《掌子面封堵專項方案》《深孔注漿加固方案》《降水井施工方案》，并通過專家論證。技術(shù)交底：對施工班組進(jìn)行分層交底，重點培訓(xùn)注漿壓力控制、漿液配比、止?jié){墻施工工藝。2.2材料準(zhǔn)備材料名稱規(guī)格型號數(shù)量技術(shù)指標(biāo)普通硅酸鹽水泥P.O42.5R500t初凝時間≥45min，抗壓強度≥42.5MPa水玻璃模數(shù)2.8100m3波美度38°Be'，密度1.35g/cm3超細(xì)水泥UMC-1150t粒徑≤10μm，28d強度≥60MPa丙烯酸鹽漿液AC-10080t凝膠時間30～120s，滲透半徑≥0.8m鋼花管Φ108×6mm300m梅花形布孔，孔徑8mm，間距15cm2.3設(shè)備準(zhǔn)備注漿設(shè)備：ZJB-6注漿泵（2臺，工作壓力15MPa）、UB8.0灰漿攪拌機（2臺）、注漿記錄儀（1臺）。鉆孔設(shè)備：XY-2地質(zhì)鉆機（3臺，鉆孔深度50m）、潛孔錘（2臺，適配卵石層鉆進(jìn)）。排水設(shè)備：Φ150mm污水泵（4臺，揚程30m，流量50m3/h）、集水井（2座，容積50m3）。2.4現(xiàn)場準(zhǔn)備場地布置：劃分注漿作業(yè)區(qū)、材料堆放區(qū)、泥漿處理區(qū)，設(shè)置30m臨時排水溝。管線敷設(shè)：鋪設(shè)Φ100mm高壓供水管路（工作壓力1.0MPa）、380V動力電纜（截面50mm2）。監(jiān)測點布設(shè)：沿隧道軸線每5m布設(shè)沉降觀測點，掌子面布設(shè)3個水壓監(jiān)測點。三、主要施工方法3.1掌子面應(yīng)急封堵3.1.1止?jié){墻施工鋼筋綁扎：采用Φ22mm螺紋鋼，間距200×200mm，梅花形布置，保護(hù)層厚度50mm，與管片連接筋焊接牢固。模板安裝：使用15mm厚竹膠板，背楞采用50×100mm方木，間距300mm，斜撐加固，確保模板垂直度偏差≤3mm/m。混凝土澆筑：C30早強混凝土，摻加8%高效減水劑，分層澆筑厚度500mm，振搗密實，養(yǎng)護(hù)時間≥72h，強度達(dá)設(shè)計值85%后方可注漿。3.1.2掌子面注漿注漿孔布置：采用“同心圓+輻射狀”布孔，共設(shè)3圈，內(nèi)圈3孔（Φ108鋼花管，長6m），中圈6孔（Φ76鋼花管，長9m），外圈9孔（Φ50鋼花管，長12m），孔間距1.2m。注漿參數(shù)：采用水泥-水玻璃雙液漿，配比1:0.8（體積比），注漿壓力0.8～1.2MPa，凝膠時間控制在60～90s，單孔注漿量按擴散半徑1.0m計算。3.2超前深孔注漿加固3.2.1鉆孔施工鉆進(jìn)工藝：采用“跟管鉆進(jìn)”，Φ133mm套管護(hù)壁，鉆至設(shè)計深度后退出鉆桿，下入Φ108mm注漿管，管端設(shè)置止?jié){塞。孔位布置：沿隧道輪廓線外2m范圍，環(huán)向間距1.5m，共24孔，每孔深度25m，外插角10°～15°，形成扇形分布。3.2.2分段注漿第一段（0～5m）：注入超細(xì)水泥漿，水灰比1:1，注漿壓力1.5～2.0MPa，單孔注漿量3.5m3。第二段（5～15m）：注入水泥-水玻璃雙液漿，配比1:1，壓力2.0～2.5MPa，凝膠時間45s。第三段（15～25m）：注入丙烯酸鹽化學(xué)漿，注漿壓力2.5～3.0MPa，控制擴散半徑1.2m。3.3降水系統(tǒng)施工3.3.1降水井布置在隧道兩側(cè)3m處各布設(shè)一排降水井，井深30m，間距15m，共12口，孔徑Φ600mm，下入Φ300mm無砂混凝土管，濾料采用2～5mm石英砂。3.3.2抽水運行采用Φ100mm潛水泵，揚程40m，單井出水量15m3/h，24小時連續(xù)抽水，水位降至隧道底以下1.5m，通過水位觀測孔實時監(jiān)測。3.4效果檢查鉆孔取芯：每5孔選取1個檢查孔，芯樣采取率≥80%，加固體抗壓強度≥2.5MPa，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s。壓水試驗：在加固區(qū)中心鉆檢查孔，進(jìn)行壓水試驗，單位吸水量≤0.2L/(min·m·m)。物探檢測：采用地質(zhì)雷達(dá)對加固區(qū)進(jìn)行掃描，判斷是否存在空洞、裂隙等缺陷。四、質(zhì)量控制4.1原材料控制進(jìn)場檢驗：水泥、水玻璃等主要材料需提供出廠合格證，每批次水泥進(jìn)行強度、安定性檢測，水玻璃檢測模數(shù)和波美度。存儲管理：水泥存儲高度≤10袋，離墻≥30cm，防雨防潮；化學(xué)漿液單獨存放，設(shè)置防爆柜及警示標(biāo)識。4.2施工過程控制注漿壓力控制：采用“分級升壓法”，初始壓力0.5MPa，每10min升壓0.5MPa，達(dá)到設(shè)計壓力后穩(wěn)壓30min。漿液配比控制：配備自動配比系統(tǒng)，實時監(jiān)測漿液密度，偏差≤±0.02g/cm3，每小時記錄1次配比數(shù)據(jù)。鉆孔垂直度：使用測斜儀每5m檢測1次，孔斜偏差≤1%，超差時采用糾偏鉆具調(diào)整。4.3質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)項目允許偏差檢查方法注漿孔位±50mm全站儀放樣復(fù)核鉆孔深度+500mm，-0mm測繩測量注漿量≥設(shè)計值95%注漿記錄儀數(shù)據(jù)加固體強度≥2.5MPa芯樣抗壓試驗涌水量≤5m3/h流量計計量五、安全措施5.1施工安全用電安全：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱安裝漏電保護(hù)器（動作電流30mA，動作時間0.1s），電纜架空高度≥2.5m。高空作業(yè)：搭設(shè)1.2m高防護(hù)欄桿，設(shè)置安全網(wǎng)，作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶，平臺腳手板滿鋪并固定。機械操作：鉆機操作手需持證上崗，作業(yè)前檢查鉆桿垂直度、制動系統(tǒng)，嚴(yán)禁帶負(fù)荷啟動。5.2防水安全防坍塌：掌子面封堵后，每2小時監(jiān)測一次圍巖收斂，當(dāng)變形速率超過5mm/d時，立即停止作業(yè)，采取回填注漿加固。防管涌：在止?jié){墻前設(shè)置應(yīng)急沙袋（儲備量500袋），發(fā)現(xiàn)漏漿時立即堆砌反壓，同時啟動備用注漿泵。5.3化學(xué)材料安全防護(hù)措施：操作人員佩戴耐酸堿手套、護(hù)目鏡、防毒口罩，作業(yè)區(qū)設(shè)置洗眼器、應(yīng)急沖淋裝置。應(yīng)急處置：配備中和劑（鹽酸、氫氧化鈉），皮膚接觸化學(xué)漿液時立即用清水沖洗15min，誤食時飲用牛奶并送醫(yī)。六、應(yīng)急預(yù)案6.1涌水突增應(yīng)急處置立即響應(yīng)：當(dāng)涌水量突然超過20m3/h時，啟動Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng)，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人立即向項目部應(yīng)急指揮中心報告。應(yīng)急封堵：第一步：掌子面噴射速凝混凝土（摻加8%速凝劑），厚度10cm，封閉涌水點。第二步：采用“管棚+注漿”快速加固，施作Φ159mm大管棚，長度10m，環(huán)向間距50cm，同步注入速凝漿液。排水保障：啟用備用污水泵（2臺），將集水井水位降至警戒水位以下，防止倒灌。6.2注漿管爆裂處置停機卸壓：立即關(guān)閉注漿泵，打開泄?jié){閥釋放壓力，檢查爆裂位置及原因。更換處理：切割破損管段，采用雙套管連接，接口處焊接加強環(huán)，重新安裝止?jié){塞，試壓合格后方可繼續(xù)注漿。6.3周邊建筑物沉降超標(biāo)處置監(jiān)測預(yù)警：當(dāng)沉降速率超過5mm/d或累計沉降達(dá)25mm時，發(fā)出黃色預(yù)警，加密監(jiān)測頻次至1次/2h。加固措施：在建筑物基礎(chǔ)周邊布設(shè)袖閥管，注入水泥-水玻璃雙液漿，注漿壓力0.3～0.5MPa，控制抬升量≤2mm/d。七、施工進(jìn)度計劃7.1關(guān)鍵線路止?jié){墻施工（3d）→掌子面注漿（2d）→超前深孔注漿（10d）→降水井施工（5d）→效果檢查（2d）→盾構(gòu)通過（7d），總工期29d。7.2進(jìn)度保障措施資源調(diào)配：投入3個鉆孔班組，實行24小時三班倒作業(yè)，確保日均完成注漿孔4個。設(shè)備保障：配備注漿泵、鉆機備用件各1套，與廠家簽訂24小時維修服務(wù)協(xié)議。獎懲機制：設(shè)置進(jìn)度考核獎金，提前1d獎勵5萬元，滯后1d罰款2萬元。八、環(huán)境保護(hù)8.1廢水處理設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e100m3），廢水經(jīng)沉淀后回用，泥渣晾曬后外運至指定棄渣場。8.2噪聲控制選用低噪聲鉆機（噪聲≤85dB），夜間22:00～6:00停止鉆孔作業(yè)，必要時設(shè)置聲屏障。8.3揚塵治理材料堆場設(shè)置圍擋（高度2.5m），出入口安裝洗車平臺，場區(qū)道路每日灑水3次，PM10濃度控制在0.5mg/m3以下。九、結(jié)論與建議9.1預(yù)期效果通過“掌子面封堵+深孔注漿+降水”三位一體治水方案，可有效控制富水砂卵石地層涌水，加固后地層滲透系數(shù)≤1×10??cm/s，滿足盾構(gòu)施工