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文檔簡介
地下結(jié)構(gòu)壓力注漿加固方案
一、工程概況與問題分析
1.1項(xiàng)目背景
某地下工程為城市綜合管廊主體結(jié)構(gòu),總長約2.5km,埋深8-12m,采用鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)使用年限為100年。該工程于2015年建成投用,近期在日常巡檢及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中發(fā)現(xiàn),部分區(qū)段存在結(jié)構(gòu)裂縫、滲漏及局部承載力不足等問題,對(duì)結(jié)構(gòu)安全性和耐久性構(gòu)成潛在威脅。為保障管廊長期穩(wěn)定運(yùn)行,需對(duì)問題區(qū)段進(jìn)行壓力注漿加固處理。
1.2工程地質(zhì)條件
場地地貌單元為河流沖積階地,地層自上而下依次為:①雜填層(厚度2.3-3.5m,松散,含建筑垃圾);②粉質(zhì)黏土層(厚度4.0-5.8m,可塑,中等壓縮性);③細(xì)砂層(厚度3.2-4.6m,飽和,稍密);④圓礫層(厚度5.0-7.0m,中密,含卵石)。地下水位埋深約3.0m,水位年變幅1.5-2.0m,地下水類型為孔隙潛水,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。場地抗震設(shè)防烈度為7度,場地類別為Ⅱ類。
1.3地下結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
問題區(qū)段主要為K1+200-K1+500段及K2+100-K2+350段,結(jié)構(gòu)形式為單箱雙室箱涵,頂板厚度0.8m,底板厚度1.0m,側(cè)墻厚度0.7m,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35,抗?jié)B等級(jí)P8?,F(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn):側(cè)墻存在15-30條/m的不規(guī)則裂縫,寬度0.2-1.5mm,以豎向裂縫為主;頂板存在3處滲漏點(diǎn),滲漏量為0.5-2.0L/min;底板局部區(qū)域回彈強(qiáng)度檢測值為28.3-32.1MPa,低于設(shè)計(jì)值;部分區(qū)段結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,累計(jì)沉降量達(dá)12-18mm,超出規(guī)范允許值。
1.4主要問題及成因分析
1.4.1結(jié)構(gòu)裂縫
側(cè)墻豎向裂縫主要集中在施工縫附近及轉(zhuǎn)角處,裂縫深度30-120mm,屬非貫穿性裂縫。主要成因包括:施工時(shí)混凝土澆筑分層厚度過大,振搗不密實(shí);養(yǎng)護(hù)期間溫度應(yīng)力控制不當(dāng),產(chǎn)生收縮裂縫;周邊土體長期固結(jié)沉降,對(duì)側(cè)墻產(chǎn)生附加側(cè)向壓力。
1.4.2滲漏問題
頂板滲漏點(diǎn)集中于后澆帶及預(yù)埋管件周邊,滲漏形式為慢滲。主要成因:后澆帶混凝土澆筑時(shí)界面處理不徹底,存在施工冷縫;預(yù)埋止水環(huán)焊接質(zhì)量缺陷,形成滲水通道;地下水壓力長期作用下,混凝土微裂縫擴(kuò)展連通。
1.4.3局部承載力不足
底板局部回彈強(qiáng)度偏低,區(qū)域分布呈零星狀,主要原因?yàn)椋簼仓r(shí)局部混凝土離析;模板支撐體系變形導(dǎo)致混凝土厚度不均;后期周邊施工荷載增加,加劇了底板受力不均勻。
1.4.4結(jié)構(gòu)變形
累計(jì)沉降量超限區(qū)段均位于軟土分布較厚區(qū)域,主要成因:地基土長期固結(jié)沉降;地下水位波動(dòng)導(dǎo)致土體有效應(yīng)力變化;鄰近基坑開挖擾動(dòng),引起土體側(cè)向位移。
二、加固方案設(shè)計(jì)依據(jù)與技術(shù)目標(biāo)
2.1設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)
2.1.1國家現(xiàn)行規(guī)范
本方案設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)中關(guān)于地基加固的相關(guān)要求,明確壓力注漿法的適用范圍及技術(shù)參數(shù)。依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50367-2013),針對(duì)裂縫修補(bǔ)和結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng),采用改性環(huán)氧樹脂漿液和超細(xì)水泥漿液復(fù)合注漿工藝,確保加固后結(jié)構(gòu)承載力提升不低于15%。同時(shí),參照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108-2020),對(duì)滲漏區(qū)域進(jìn)行注漿封堵,要求處理后滲漏量控制在0.1L/min以下,達(dá)到二級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)。
2.1.2行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
結(jié)合《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB50838-2015),針對(duì)管廊結(jié)構(gòu)的特殊性,注漿壓力控制在0.5-2.0MPa范圍內(nèi),避免對(duì)既有結(jié)構(gòu)造成附加擾動(dòng)。采用《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2012)中的壓力注漿施工工藝要求,漿液擴(kuò)散半徑設(shè)計(jì)為0.8-1.2m,確保漿液有效填充裂縫及土體空隙。對(duì)于預(yù)埋管件周邊滲漏,參照《工業(yè)設(shè)備管道防腐蝕工程施工規(guī)范》(HGJ229-91),采用定向注漿技術(shù),形成封閉止水環(huán)。
2.1.3地方性規(guī)定
根據(jù)當(dāng)?shù)亍冻鞘械叵鹿こ藤|(zhì)量安全管理辦法》,加固施工需避開地下管線密集區(qū)域,注漿孔位距現(xiàn)有管線凈距不小于1.0m。同時(shí),滿足《綠色施工導(dǎo)則》(GB/T50905-2014)要求,選用低揮發(fā)性、無毒環(huán)保型漿液,減少施工對(duì)周邊環(huán)境的影響。施工期間,需同步進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測,監(jiān)測頻率為每日1次,累計(jì)沉降量控制在5mm以內(nèi)。
2.2地質(zhì)勘察資料應(yīng)用
2.2.1地層參數(shù)選取
基于工程地質(zhì)勘察報(bào)告,針對(duì)不同地層特性采取差異化注漿參數(shù)。雜填層(松散,含建筑垃圾)采用超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿,漿液配比為水泥:水玻璃=1:0.8,凝膠時(shí)間控制在30-60s,確??焖偬畛淇斩?;粉質(zhì)黏土層(可塑)選用改性環(huán)氧樹脂漿液,黏度控制在20-30cP,滲透半徑達(dá)0.6m以上;細(xì)砂層(飽和、稍密)采用水泥粉煤灰漿液,水膠比0.45,流動(dòng)度180-200mm,提高土體密實(shí)度。
2.2.2水文條件分析
地下水位埋深3.0m,年變幅1.5-2.0m,注漿施工需考慮地下水滲透影響。對(duì)滲漏區(qū)域,先施工降水井,將水位降至結(jié)構(gòu)底板以下1.0m,再進(jìn)行注漿作業(yè),防止?jié){液被稀釋。針對(duì)孔隙潛水,注漿孔深度需進(jìn)入隔水層(圓礫層)以下1.0m,形成有效隔水帷幕。同時(shí),在注漿過程中,監(jiān)測地下水位變化,避免因注漿壓力導(dǎo)致水位異常升高。
2.2.3周邊環(huán)境影響
場地鄰近既有道路和建筑物,最近距離約15m。注漿施工前,通過地雷達(dá)探測周邊地下管線分布,標(biāo)注管線位置并設(shè)置保護(hù)標(biāo)志。采用低壓力、慢注漿工藝,注漿速率控制在10-15L/min,減少土體隆起風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)敏感區(qū)域,增設(shè)土壓力盒監(jiān)測,土體位移預(yù)警值設(shè)定為3mm,超過時(shí)立即暫停注漿并調(diào)整參數(shù)。
2.3結(jié)構(gòu)安全評(píng)估結(jié)論
2.3.1承載力復(fù)核
根據(jù)結(jié)構(gòu)檢測報(bào)告,底板局部回彈強(qiáng)度值28.3-32.1MPa,低于設(shè)計(jì)值C35(35MPa)。通過有限元軟件建模分析,該區(qū)域結(jié)構(gòu)承載力不足,安全系數(shù)為0.85,需進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng)。注漿后,通過漿體與混凝土的粘結(jié)作用,預(yù)計(jì)可將局部抗壓強(qiáng)度提升至38-40MPa,安全系數(shù)提高至1.1,滿足規(guī)范要求。
2.3.2裂縫穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
側(cè)墻裂縫寬度0.2-1.5mm,深度30-120mm,屬于非貫穿性裂縫。采用超聲波檢測儀對(duì)裂縫進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估,裂縫發(fā)展速率小于0.05mm/月,屬于穩(wěn)定裂縫。但長期滲水會(huì)導(dǎo)致鋼筋銹蝕,需進(jìn)行封閉注漿。采用改性環(huán)氧樹脂漿液,通過低壓慢注工藝,確保漿液充分滲透裂縫,形成粘結(jié)強(qiáng)度不低于2.5MPa的補(bǔ)強(qiáng)體。
2.3.3滲漏路徑判定
頂板滲漏點(diǎn)集中于后澆帶及預(yù)埋管件周邊,通過水示蹤試驗(yàn)和鉆孔攝像,確定滲漏路徑為:混凝土微裂縫→施工冷縫→止水環(huán)缺陷→結(jié)構(gòu)外部。針對(duì)后澆帶滲漏,采用“斜孔定向注漿”工藝,從結(jié)構(gòu)外側(cè)以30°角鉆孔,穿過滲漏點(diǎn)注入聚氨酯漿液,遇水膨脹形成止水體;對(duì)預(yù)埋管件滲漏,沿管周鉆孔,注入水溶性聚氨酯,形成環(huán)形封閉區(qū)。
2.4加固技術(shù)目標(biāo)設(shè)定
2.4.1結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升目標(biāo)
2.4.2耐久性改善目標(biāo)
封閉所有滲漏點(diǎn),滲漏量控制在0.1L/min以下,達(dá)到二級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)。阻斷外界水分侵蝕路徑,延緩鋼筋銹蝕速率,將結(jié)構(gòu)耐久年限從當(dāng)前的60年延長至100年,與設(shè)計(jì)使用年限一致。
2.4.3施工過程控制目標(biāo)
注漿施工期間,結(jié)構(gòu)變形量控制在5mm以內(nèi),周邊建筑物沉降量不超過3mm,地下管線位移不超過2mm。施工完成后,通過取芯檢測和壓水試驗(yàn),驗(yàn)證漿液填充密實(shí)度≥90%,注漿效果合格率100%。
三、注漿加固方案設(shè)計(jì)
3.1加固方案總體設(shè)計(jì)
3.1.1方案選擇依據(jù)
根據(jù)工程地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀,壓力注漿法被確定為最優(yōu)加固方案。該方法通過高壓將漿液注入裂縫和土體空隙,能有效填充缺陷并提升結(jié)構(gòu)整體性。對(duì)比其他加固方式,如外包鋼加固或增大截面法,注漿法施工便捷,對(duì)原結(jié)構(gòu)擾動(dòng)小,特別適合地下管廊的有限空間作業(yè)。同時(shí),注漿材料可根據(jù)不同地層特性靈活調(diào)整,確保加固效果與地質(zhì)條件高度匹配。
3.1.2加固范圍確定
重點(diǎn)加固區(qū)域包括K1+200-K1+500段和K2+100-K2+350段。側(cè)墻裂縫區(qū)域采用表面封閉結(jié)合內(nèi)部注漿,裂縫寬度大于0.5mm的區(qū)域需重點(diǎn)處理;頂板滲漏點(diǎn)進(jìn)行定向注漿封堵,特別是后澆帶和預(yù)埋管件周邊;底板局部強(qiáng)度不足區(qū)進(jìn)行底板下注漿補(bǔ)強(qiáng),回彈強(qiáng)度低于30MPa的區(qū)域需全部覆蓋。此外,對(duì)周邊土體進(jìn)行加固,防止進(jìn)一步沉降對(duì)結(jié)構(gòu)造成不利影響。
3.1.3方案總體流程
施工流程分為六個(gè)階段:施工準(zhǔn)備、降水施工、鉆孔布置、注漿施工、效果檢測和驗(yàn)收。施工前需完成管線探測和監(jiān)測點(diǎn)布設(shè),確保作業(yè)安全;降水井施工將水位降至結(jié)構(gòu)底板以下1.0m,為注漿創(chuàng)造干燥作業(yè)條件;鉆孔按設(shè)計(jì)位置進(jìn)行,確??孜粶?zhǔn)確;注漿時(shí)遵循“先外后內(nèi)、先深后淺”原則,逐步填充;最后通過取芯和壓水試驗(yàn)驗(yàn)證效果,確保加固質(zhì)量達(dá)標(biāo)。
3.2注漿材料選擇
3.2.1材料性能要求
注漿材料需具備良好的流動(dòng)性、可注性和粘結(jié)強(qiáng)度,以適應(yīng)不同地層特性。對(duì)于裂縫修補(bǔ),要求漿液粘度低,能滲透微裂縫;對(duì)于土體加固,需有足夠的固結(jié)強(qiáng)度。同時(shí),材料需環(huán)保無毒,符合綠色施工要求,避免對(duì)地下水和周邊環(huán)境造成污染。此外,材料需具備良好的耐久性,能在地下水環(huán)境中長期保持穩(wěn)定性能。
3.2.2漿液類型確定
根據(jù)地層特性,選擇三種漿液類型:雜填層采用超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿,快速凝固填充空洞;粉質(zhì)黏土層使用改性環(huán)氧樹脂漿液,粘結(jié)強(qiáng)度高;細(xì)砂層采用水泥粉煤灰漿液,提高密實(shí)度。對(duì)于滲漏區(qū)域,優(yōu)先選用水溶性聚氨酯,遇水膨脹形成止水體。不同漿液類型需根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定最佳適用性。
3.2.3配比設(shè)計(jì)
超細(xì)水泥漿水灰比0.6,水玻璃模數(shù)2.8,摻量10%,確保凝膠時(shí)間控制在30-60秒;環(huán)氧樹脂漿液A:B組分比1:1,添加稀釋劑調(diào)整粘度至20-30cP;水泥粉煤灰漿水泥:粉煤灰=3:1,水膠比0.45,流動(dòng)度控制在180-200mm。配比需通過試驗(yàn)驗(yàn)證,確保流動(dòng)性、凝膠時(shí)間和強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。
3.3注漿參數(shù)設(shè)計(jì)
3.3.1注漿壓力設(shè)定
注漿壓力需克服地層阻力,避免壓力過高導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抬升或漿液流失。一般注漿壓力控制在0.5-2.0MPa,根據(jù)地層滲透性調(diào)整。滲透性好的細(xì)砂層采用低壓0.5-1.0MPa,滲透性差的黏土層采用高壓1.5-2.0MPa。同時(shí),監(jiān)測地表變形,確保位移在允許范圍內(nèi),壓力調(diào)整需逐步進(jìn)行,避免驟變。
3.3.2注漿孔布置
注漿孔按梅花形布置,孔間距1.0-1.5m,確保漿液有效擴(kuò)散。側(cè)墻裂縫區(qū)域沿裂縫兩側(cè)布孔,角度45°;頂板滲漏點(diǎn)以滲漏點(diǎn)為中心放射狀布孔;底板下注漿孔垂直布置,進(jìn)入持力層1.0m??讖礁鶕?jù)鉆頭選擇,一般Φ50-80mm,鉆孔深度需進(jìn)入目標(biāo)地層以下0.5m,確保注漿效果。
3.3.3注漿順序規(guī)劃
注漿順序遵循“先外后內(nèi)、先深后淺、先難后易”原則。先施工周邊帷幕孔,形成封閉區(qū),再內(nèi)部加固孔;先深孔后淺孔,避免淺孔注漿時(shí)漿液流失;先處理滲漏點(diǎn)和裂縫,再整體補(bǔ)強(qiáng)。每孔注漿量根據(jù)計(jì)算確定,一般每孔注入漿液50-100L,分階段注入,避免壓力驟增。
3.4施工工藝設(shè)計(jì)
3.4.1鉆孔工藝
采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔,鉆頭根據(jù)地層選擇,雜填層用合金鉆頭,砂層用金剛石鉆頭。鉆孔過程中記錄巖芯變化,判斷地層情況,及時(shí)調(diào)整注漿參數(shù)。鉆孔垂直度偏差不大于1%,孔深誤差不超過10cm。鉆孔完成后需清理孔內(nèi)沉渣,確保注漿通道暢通。
3.4.2注漿工藝
注漿前進(jìn)行壓水試驗(yàn),確定地層吸水率。注漿時(shí)采用自下而上分段注漿,每段長度1.0-1.5m,避免串漿。注漿泵采用活塞式,壓力表精度0.1MPa,實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力和流量。注漿過程中若壓力異常升高或流量突減,暫停注漿,檢查原因后調(diào)整。注漿速度控制在10-15L/min,確保漿液均勻擴(kuò)散。
3.4.3特殊部位處理
對(duì)預(yù)埋管件周邊滲漏,采用定向注漿,沿管周斜向鉆孔,注入水溶性聚氨酯,形成環(huán)形封閉。后澆帶滲漏采用斜孔注漿,從結(jié)構(gòu)外側(cè)以30°角鉆孔,穿過滲漏點(diǎn)注入漿液。裂縫區(qū)域先進(jìn)行表面封閉,再內(nèi)部注漿,確保漿液不外溢。特殊部位需加密注漿孔,提高封堵效果。
3.5質(zhì)量控制措施
3.5.1過程控制
施工前進(jìn)行技術(shù)交底,明確參數(shù)要求。注漿過程中記錄每孔的壓力、流量、注漿量,確保符合設(shè)計(jì)值。每完成3-5個(gè)孔,進(jìn)行效果檢查,通過鉆孔取芯觀察漿液填充情況,及時(shí)調(diào)整參數(shù)。施工人員需持證上崗,嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行,確保施工質(zhì)量。
3.5.2檢測方法
注漿完成后,進(jìn)行取芯檢測,檢測漿液固結(jié)體強(qiáng)度和密實(shí)度;壓水試驗(yàn)檢測滲漏區(qū)域封堵效果;超聲波檢測裂縫填充情況。檢測點(diǎn)按每50m一處布置,合格標(biāo)準(zhǔn)為漿液填充密實(shí)度≥90%,滲漏量≤0.1L/min。檢測數(shù)據(jù)需整理歸檔,作為驗(yàn)收依據(jù)。
3.5.3應(yīng)急預(yù)案
制定注漿過程中可能出現(xiàn)的異常情況處理措施,如壓力過高導(dǎo)致抬升,立即停止注漿,進(jìn)行減壓或調(diào)整孔位;漿液流失嚴(yán)重時(shí),調(diào)整配比或采用間歇注漿。配備應(yīng)急物資,如快凝漿液、堵漏材料等,確??焖夙憫?yīng)。定期組織應(yīng)急演練,提高處置能力。
3.6環(huán)境與安全措施
3.6.1環(huán)境保護(hù)
選用環(huán)保型漿液,減少有害物質(zhì)排放。施工廢水經(jīng)沉淀處理后排放,避免污染地下水和周邊土壤??刂剖┕ぴ胍艉蛽P(yáng)塵,采取降噪措施和灑水降塵。施工區(qū)域設(shè)置圍擋,減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。材料運(yùn)輸和儲(chǔ)存需符合環(huán)保要求,防止泄漏污染。
3.6.2安全保障
施工前進(jìn)行管線探測,避免破壞地下管線。作業(yè)區(qū)域設(shè)置警示標(biāo)志,配備消防器材。注漿時(shí)操作人員佩戴防護(hù)裝備,避免漿液接觸皮膚。定期檢查設(shè)備,確保安全運(yùn)行。施工用電需符合規(guī)范,防止觸電事故。制定安全操作規(guī)程,加強(qiáng)現(xiàn)場安全管理。
3.6.3監(jiān)測措施
施工期間進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測,設(shè)置沉降觀測點(diǎn)和土壓力盒,監(jiān)測頻率每日1次,變形量超過預(yù)警值時(shí)立即停止施工并采取措施。同時(shí)監(jiān)測地下水位變化,防止注漿影響周邊水文條件。監(jiān)測數(shù)據(jù)需實(shí)時(shí)反饋,指導(dǎo)施工調(diào)整,確保施工安全。
四、施工組織與進(jìn)度計(jì)劃
4.1施工部署
4.1.1總體施工安排
根據(jù)工程特點(diǎn)及現(xiàn)場條件,采用分區(qū)平行作業(yè)方式。將K1+200-K1+500段和K2+100-K2+350段劃分為兩個(gè)獨(dú)立施工區(qū),各區(qū)配備獨(dú)立作業(yè)班組。施工順序遵循"先降水、后注漿、再檢測"的原則,確保工序銜接緊密。施工期間保持管廊正常運(yùn)營,采用夜間分段作業(yè)模式,每日22:00至次日6:00進(jìn)行注漿施工,最大限度減少對(duì)交通及周邊環(huán)境的影響。
4.1.2施工分區(qū)劃分
K1區(qū)(K1+200-K1+500段)優(yōu)先處理側(cè)墻裂縫及頂板滲漏,采用"自東向西"推進(jìn)方向;K2區(qū)(K2+100-K2+350段)先進(jìn)行底板補(bǔ)強(qiáng),再處理側(cè)墻問題。每個(gè)施工區(qū)設(shè)置3個(gè)作業(yè)面,每作業(yè)面配備1臺(tái)鉆機(jī)、2名注漿工、1名技術(shù)員。分區(qū)邊界設(shè)置緩沖帶,寬度10m,避免交叉作業(yè)干擾。
4.1.3資源配置計(jì)劃
機(jī)械設(shè)備配置:地質(zhì)鉆機(jī)3臺(tái)(型號(hào)XY-1型),注漿泵4臺(tái)(壓力范圍0-5MPa),攪拌機(jī)2臺(tái)(容量500L),降水設(shè)備2套(深井泵Q=50m3/h)。材料儲(chǔ)備:水泥20噸,水玻璃5噸,環(huán)氧樹脂3噸,粉煤灰10噸。勞動(dòng)力配置:專業(yè)注漿工12人,鉆機(jī)操作工6人,電工2人,安全員2人,技術(shù)員3人。
4.2施工進(jìn)度計(jì)劃
4.2.1總體進(jìn)度目標(biāo)
總工期計(jì)劃90天,其中施工準(zhǔn)備期10天,主體施工期70天,檢測驗(yàn)收期10天。關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制:降水施工完成時(shí)間15天,注漿施工完成時(shí)間60天,檢測驗(yàn)收完成時(shí)間85天。采用橫道圖與網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃結(jié)合的方式,確保各工序邏輯關(guān)系清晰。
4.2.2分項(xiàng)工程進(jìn)度安排
降水工程:第1-15天完成10口降水井施工及試運(yùn)行,日抽水量控制在300m3以內(nèi)。注漿工程:第16-45天完成K1區(qū)全部注漿作業(yè),第46-75天完成K2區(qū)作業(yè),單孔注漿時(shí)間控制在4-6小時(shí)。檢測工程:第76-85天進(jìn)行取芯檢測、壓水試驗(yàn)及變形監(jiān)測,檢測點(diǎn)按每30m一處布設(shè)。
4.2.3進(jìn)度保障措施
建立日進(jìn)度例會(huì)制度,每日18:00召開進(jìn)度協(xié)調(diào)會(huì),解決現(xiàn)場問題。設(shè)置進(jìn)度預(yù)警機(jī)制,當(dāng)實(shí)際進(jìn)度滯后計(jì)劃3天以上時(shí),啟動(dòng)趕工預(yù)案:增加1臺(tái)鉆機(jī)投入,實(shí)行兩班倒作業(yè);優(yōu)化漿液攪拌流程,采用集中供漿方式;提前儲(chǔ)備關(guān)鍵材料,避免供應(yīng)鏈中斷。
4.3施工平面布置
4.3.1場地規(guī)劃原則
遵循"功能分區(qū)、高效流轉(zhuǎn)"原則,將施工區(qū)域劃分為作業(yè)區(qū)、材料區(qū)、辦公區(qū)三大部分。作業(yè)區(qū)位于管廊兩側(cè),寬度控制在8m內(nèi),滿足設(shè)備操作空間;材料區(qū)設(shè)置在場地東側(cè),遠(yuǎn)離既有建筑物;辦公區(qū)采用集裝箱式活動(dòng)房,布置在場地南側(cè)。
4.3.2臨時(shí)設(shè)施布置
材料堆場:水泥庫采用防雨棚結(jié)構(gòu),地面鋪設(shè)鋼板防潮;水玻璃儲(chǔ)罐設(shè)置圍堰,防止泄漏污染。供水系統(tǒng):從市政管網(wǎng)接入,設(shè)置500m3蓄水池,滿足注漿及消防需求。供電系統(tǒng):采用380V三相電,配置2臺(tái)200kW發(fā)電機(jī)作為備用。排水系統(tǒng):設(shè)置沉淀池3個(gè),容積30m3/個(gè),施工廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排入市政管網(wǎng)。
4.3.3交通組織方案
施工區(qū)域采用彩鋼板圍擋封閉,高度2.5m。設(shè)置2個(gè)出入口,分別位于場地南北兩側(cè),寬度6m。材料運(yùn)輸路線規(guī)劃為:東側(cè)入口→材料區(qū)→施工區(qū)→西側(cè)出口。夜間作業(yè)時(shí),出入口設(shè)置警示燈及反光標(biāo)識(shí),配備專人疏導(dǎo)交通。
4.4施工技術(shù)措施
4.4.1降水施工技術(shù)
降水井采用Φ300mm無砂管井,井深12m,進(jìn)入圓礫層2m。成孔采用沖擊鉆工藝,井管外圍包扎兩層60目尼龍網(wǎng),防止細(xì)砂涌入。抽水泵采用QJ型深井泵,安裝自動(dòng)水位控制器,水位降至設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.5m后啟動(dòng)間歇抽水模式。
4.4.2鉆孔施工技術(shù)
鉆孔前采用探地雷達(dá)探測地下管線,確??孜话踩?。鉆孔采用跟管鉆進(jìn)工藝,在雜填層設(shè)置Φ89mm套管防止孔壁坍塌。鉆孔垂直度偏差控制在1%以內(nèi),孔深誤差不超過±50mm。鉆孔完成后采用高壓空氣清孔,直至返出氣流干凈。
4.4.3注漿施工技術(shù)
注漿采用后退式分段注漿工藝,每段注漿長度1.0m。注漿前進(jìn)行壓水試驗(yàn),壓力為設(shè)計(jì)注漿壓力的50%,持續(xù)5分鐘。注漿過程中采用"低壓慢注"方式,初始?jí)毫?.3MPa,每注入20L漿液壓力上升0.1MPa,當(dāng)壓力達(dá)到2.0MPa或注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值120L時(shí)結(jié)束該段注漿。
4.5質(zhì)量管理體系
4.5.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
注漿漿液性能指標(biāo):超細(xì)水泥漿流動(dòng)度≥200mm,初凝時(shí)間≥45min;環(huán)氧樹脂漿液粘度25-35cP,抗壓強(qiáng)度≥40MPa。注漿效果標(biāo)準(zhǔn):漿液填充率≥90%,裂縫封閉后滲漏量≤0.05L/min,結(jié)構(gòu)變形量≤3mm。
4.5.2過程質(zhì)量控制
建立"三檢制":操作工自檢、技術(shù)員復(fù)檢、質(zhì)檢員終檢。每完成5個(gè)注漿孔,進(jìn)行一次鉆孔取芯檢測,觀察漿液擴(kuò)散情況。注漿參數(shù)實(shí)行"雙控":壓力控制采用自動(dòng)記錄儀實(shí)時(shí)監(jiān)測,流量控制采用流量計(jì)計(jì)量。每日提交《注漿施工日?qǐng)?bào)表》,詳細(xì)記錄每孔注漿量、壓力及異常情況。
4.5.3質(zhì)量檢測方法
漿液性能檢測:采用水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度儀測定流動(dòng)度,旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定粘度。注漿效果檢測:超聲波檢測儀檢測裂縫填充深度,壓水試驗(yàn)檢測滲漏量,全站儀監(jiān)測結(jié)構(gòu)變形。檢測頻率:每100m取芯檢測3點(diǎn),每50m壓水試驗(yàn)1處,每日變形監(jiān)測2次。
4.6安全文明施工
4.6.1安全風(fēng)險(xiǎn)防控
重大危險(xiǎn)源識(shí)別:高處墜落、機(jī)械傷害、觸電、地下管線破壞。防控措施:鉆孔平臺(tái)設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿,操作人員佩戴安全帶;注漿泵接地電阻≤4Ω,電纜架空敷設(shè);管線區(qū)域設(shè)置警示標(biāo)識(shí),采用人工探挖方式確認(rèn)位置。
4.6.2文明施工管理
施工現(xiàn)場設(shè)置車輛沖洗平臺(tái),出場車輛輪胎清潔。施工垃圾分類存放,每日清運(yùn)至指定消納場。噪聲控制:選用低噪聲設(shè)備,夜間作業(yè)噪聲≤55dB。揚(yáng)塵控制:主要道路每日灑水3次,材料堆場覆蓋防塵網(wǎng)。
4.6.3應(yīng)急處置機(jī)制
成立應(yīng)急小組,配備應(yīng)急物資:急救藥箱2個(gè)、應(yīng)急照明10套、編織袋200條、抽水泵2臺(tái)。應(yīng)急響應(yīng)流程:發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情→立即停止作業(yè)→疏散人員→啟動(dòng)預(yù)案→上報(bào)監(jiān)理。針對(duì)注漿抬險(xiǎn)情,預(yù)設(shè)減壓孔方案;針對(duì)管線破壞,準(zhǔn)備快速堵漏材料。每月組織1次應(yīng)急演練,確??焖夙憫?yīng)。
五、施工效果監(jiān)測與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
5.1檢測方法與內(nèi)容
5.1.1物理檢測
采用鉆孔取芯法檢測漿液填充效果,在注漿完成7天后進(jìn)行。取芯位置按梅花形布置,每50m布設(shè)3個(gè)檢測孔,孔徑Φ110mm,深度穿透加固區(qū)域。取芯樣本進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),要求固結(jié)體抗壓強(qiáng)度不低于15MPa。同時(shí)觀察漿液擴(kuò)散形態(tài),測量擴(kuò)散半徑是否達(dá)到0.8-1.2m設(shè)計(jì)值。
5.1.2化學(xué)分析
對(duì)取芯樣本進(jìn)行化學(xué)成分檢測,重點(diǎn)分析水泥水化產(chǎn)物含量及環(huán)氧樹脂固化程度。采用X射線衍射儀測定水化硅酸鈣(C-S-H)凝膠含量,要求占固相體積的60%以上。通過傅里葉變換紅外光譜儀檢測環(huán)氧樹脂基團(tuán)轉(zhuǎn)化率,確保固化度≥95%。
5.1.3儀器檢測
采用地質(zhì)雷達(dá)掃描注漿區(qū)域,天線頻率100MHz,掃描速度20線/分鐘。通過雷達(dá)波反射信號(hào)判斷漿液分布均勻性,要求無連續(xù)反射異常區(qū)。使用超聲波檢測儀測量裂縫填充深度,發(fā)射頻率50kHz,測點(diǎn)間距20cm,裂縫填充深度需達(dá)到裂縫深度的90%以上。
5.2變形監(jiān)測控制
5.2.1沉降觀測
在加固區(qū)域周邊設(shè)置12個(gè)沉降觀測點(diǎn),采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量,精度±0.1mm。監(jiān)測頻率:施工期間每日1次,施工完成后每周1次,持續(xù)3個(gè)月。累計(jì)沉降量控制在5mm以內(nèi),沉降速率≤0.1mm/d。當(dāng)沉降量接近預(yù)警值3mm時(shí),加密監(jiān)測至每日2次。
5.2.2土體位移監(jiān)測
沿管廊軸線方向每30m布設(shè)1組土體位移監(jiān)測點(diǎn),每組包含3個(gè)不同深度的測斜管(深度分別為3m、6m、9m)。采用伺服加速度式測斜儀,每0.5m測讀一次位移值。土體水平位移累計(jì)值控制在3mm以內(nèi),位移速率≤0.05mm/d。
5.2.3結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測
在頂板、底板及側(cè)墻關(guān)鍵部位安裝32個(gè)應(yīng)變計(jì),采用振弦式應(yīng)變計(jì),量程±1500με。監(jiān)測施工期結(jié)構(gòu)應(yīng)變變化,要求混凝土壓應(yīng)變≤300με,拉應(yīng)變≤100με。同時(shí)設(shè)置8個(gè)收斂觀測點(diǎn),采用全站儀測量結(jié)構(gòu)凈空變化,收斂量控制在2mm以內(nèi)。
5.3滲漏控制驗(yàn)證
5.3.1表面滲漏檢測
對(duì)處理后的滲漏區(qū)域進(jìn)行持續(xù)觀察,采用24小時(shí)蓄水試驗(yàn)。蓄水深度300mm,覆蓋所有滲漏點(diǎn)。觀察記錄滲漏點(diǎn)數(shù)量及滲漏量,要求滲漏量≤0.1L/min,且無新增滲漏點(diǎn)。對(duì)疑似滲漏部位采用酚酞試劑檢測,顯示紅色區(qū)域視為滲漏點(diǎn)。
5.3.2內(nèi)部滲漏檢測
通過預(yù)埋的滲壓計(jì)監(jiān)測結(jié)構(gòu)內(nèi)部水壓力,在加固區(qū)域布置16個(gè)滲壓計(jì),監(jiān)測頻率每日1次。要求加固后結(jié)構(gòu)內(nèi)部水壓力降低50%以上,且波動(dòng)幅度≤0.02MPa。采用鉆孔電視檢查結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂縫填充情況,要求裂縫完全封閉無滲水通道。
5.3.3長期滲流監(jiān)測
在管廊外部設(shè)置4個(gè)地下水觀測井,監(jiān)測地下水位變化。同時(shí)安裝2臺(tái)流量計(jì)測量管廊排水系統(tǒng)流量,要求滲漏量穩(wěn)定在0.05L/min以下。持續(xù)監(jiān)測12個(gè)月,每月記錄1組數(shù)據(jù),確保滲漏控制效果的持久性。
5.4承載力驗(yàn)證方法
5.4.1靜載試驗(yàn)
選擇3個(gè)代表性區(qū)域進(jìn)行靜載試驗(yàn),采用堆載法施加均布荷載,荷載等級(jí)為設(shè)計(jì)荷載的1.2倍。荷載分級(jí)施加,每級(jí)荷載持續(xù)24小時(shí),測量結(jié)構(gòu)撓度及應(yīng)變。要求最大撓度值≤L/1000(L為跨度),卸載后殘余變形≤總變形的20%。
5.4.2動(dòng)力響應(yīng)測試
采用環(huán)境振動(dòng)法測試結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性,在頂板、底板布置6個(gè)加速度傳感器。采集結(jié)構(gòu)在環(huán)境激勵(lì)下的振動(dòng)信號(hào),通過傅里葉變換得到自振頻率。要求加固后結(jié)構(gòu)自振頻率提高≥10%,阻尼比降低≥15%。
5.4.3數(shù)值模擬驗(yàn)證
建立三維有限元模型,采用實(shí)體單元模擬混凝土及注漿體,土體采用摩爾-庫本本構(gòu)模型。輸入實(shí)測土體參數(shù)及荷載條件,計(jì)算結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布。要求加固后結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力降低≥20%,安全系數(shù)≥1.3。
5.5驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與程序
5.5.1分項(xiàng)工程驗(yàn)收
注漿分項(xiàng)工程驗(yàn)收包含主控項(xiàng)目和一般項(xiàng)目。主控項(xiàng)目包括:漿液試塊強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)值90%,注漿量偏差≤10%,孔位偏差≤50mm。一般項(xiàng)目包括:鉆孔垂直度偏差≤1%,注漿壓力記錄完整,漿液配比符合設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)收批按每100m劃分,合格率需達(dá)100%。
5.5.2分部工程驗(yàn)收
分部工程驗(yàn)收需提交完整技術(shù)資料,包括:施工記錄、材料合格證、檢測報(bào)告、監(jiān)測數(shù)據(jù)。采用現(xiàn)場抽查與資料核查相結(jié)合方式,現(xiàn)場抽查比例≥30%。驗(yàn)收結(jié)論分"合格"與"不合格"兩級(jí),不合格項(xiàng)需整改后復(fù)驗(yàn)。
5.5.3竣工驗(yàn)收程序
竣工驗(yàn)收由建設(shè)單位組織,設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位共同參與。驗(yàn)收流程分為:施工單位自檢→監(jiān)理單位預(yù)驗(yàn)收→建設(shè)單位正式驗(yàn)收→出具驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。驗(yàn)收合格后,需簽署《工程質(zhì)量保修書》,明確5年質(zhì)量保修期。
5.6長期維護(hù)措施
5.6.1定期檢查制度
建立季度檢查與年度專項(xiàng)檢查制度。季度檢查內(nèi)容包括:結(jié)構(gòu)外觀裂縫觀察、滲漏點(diǎn)復(fù)查、監(jiān)測設(shè)備校準(zhǔn)。年度專項(xiàng)檢查采用無損檢測技術(shù),每2年進(jìn)行1次全面檢測。檢查結(jié)果形成《結(jié)構(gòu)健康檔案》,實(shí)時(shí)更新結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估。
5.6.2預(yù)防性維護(hù)
對(duì)易滲漏部位(后澆帶、施工縫)每3年進(jìn)行1次預(yù)防性注漿處理。采用低粘度環(huán)氧樹脂漿液,壓力控制在0.3MPa以下。定期清理管廊排水系統(tǒng),確保排水暢通。每年雨季前檢查防水層完整性,發(fā)現(xiàn)破損及時(shí)修補(bǔ)。
5.6.3應(yīng)急維護(hù)機(jī)制
制定突發(fā)滲漏應(yīng)急預(yù)案,配備應(yīng)急注漿設(shè)備2套(含快凝漿液500L)。建立24小時(shí)值班制度,接到滲漏報(bào)告后2小時(shí)內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場。應(yīng)急處理采用"先止水后加固"原則,優(yōu)先使用水溶性聚氨酯快速封堵,再進(jìn)行永久性注漿處理。
六、風(fēng)險(xiǎn)管理與長效機(jī)制
6.1施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控
6.1.1地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)
針對(duì)細(xì)砂層注漿可能導(dǎo)致的流砂問題,采用套管護(hù)壁工藝,鉆進(jìn)時(shí)同步下放Φ89mm鋼管。注漿前注入膨潤土泥漿護(hù)壁,泥漿比重控制在1.05-1.15。若發(fā)生流砂,立即注入水玻璃-水泥雙液漿,凝固時(shí)間控制在30秒內(nèi),形成臨時(shí)止水帷幕。
6.1.2結(jié)構(gòu)損傷防控
為防止注漿壓力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫擴(kuò)展,設(shè)置三級(jí)壓力預(yù)警機(jī)制:一級(jí)預(yù)警(壓力達(dá)1.5MPa)時(shí)降低注漿速率至5L/min;二級(jí)預(yù)警(壓力達(dá)2.0MPa)時(shí)暫停注漿并注入緩凝劑;三級(jí)預(yù)警(壓力超2.5MPa)時(shí)立即終止該孔作業(yè),實(shí)施減壓孔泄壓。
6.1.3管線保護(hù)措施
在電力管線區(qū)域采用非開挖導(dǎo)向鉆施工注漿孔,偏差控制在10cm內(nèi)。對(duì)燃?xì)夤艿缹?shí)施人工探挖確認(rèn)位置,注漿點(diǎn)保持1.5m安全距離。施工期間安排專職管線員全程監(jiān)護(hù),發(fā)現(xiàn)壓力異常立即停注。
6.2運(yùn)營期風(fēng)險(xiǎn)管控
6.2.1裂縫發(fā)展監(jiān)測
在側(cè)墻裂縫尖端安裝裂縫計(jì),精度0.01mm,實(shí)時(shí)監(jiān)測裂縫寬度變化。當(dāng)月變化量超過0.05mm時(shí),觸發(fā)聲發(fā)射檢測系統(tǒng),捕捉內(nèi)部微破裂信號(hào)。監(jiān)測數(shù)據(jù)接入管廊智慧平臺(tái),自動(dòng)生成裂縫發(fā)展趨勢預(yù)警。
6.2.2滲漏應(yīng)急處理
建立“三級(jí)響應(yīng)”機(jī)制:一級(jí)滲漏(滲漏量<0.5L/min)由班組采用水溶性聚氨酯快速封堵;二級(jí)滲漏(0.5-2L/min)啟動(dòng)注漿車組進(jìn)行定向注漿;三級(jí)滲漏(>2L/min)同時(shí)啟動(dòng)降水系統(tǒng)并疏散周邊人員。應(yīng)急物資儲(chǔ)備點(diǎn)距施工區(qū)不超過500米。
6.2.3材料劣化防控
對(duì)鋼筋銹蝕高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(氯離子濃度>0.4%)采用犧牲陽極陰極保護(hù),鋅陽極使用壽命15年。定期檢測混凝土電阻率,低于10kΩ·cm時(shí)涂刷硅烷浸漬劑。每5年進(jìn)行一次電位檢測,確保陰極保護(hù)系統(tǒng)有效。
6.3長效維護(hù)體系
6.3.1健康檔案管理
建立電子化結(jié)構(gòu)健康檔案,包含:原始檢測數(shù)據(jù)、注漿加固記錄、變形
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