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1、1丰都县龙河新城污水管网过江工程井口桶型帷幕灌浆分项工程施工方案编制单位：宏峰集团（福建）有限公司丰都县龙河新城污水管网过江工程项目部二 O 一七年元月十八日2丰都县龙河新城污水管网过江工程井口桶型帷幕灌浆施工方案前言，丰都县城市建设资产经营有限责任公司开工拟在长江支流龙河底部敷设污水过江污水管线，施工单位宏峰公司在该工程施工过程中，工作井和接收井开挖至 161 米高程时出现涌水，井壁有多处明显裂缝。地勘报告称，区域内部分地段基岩出露，在基岩露头上见两组构造裂隙。地下水丰富。地勘报告给定地质条件和六条建议。但物探报告称发现三条贯通裂隙；且称，本次工作共推断出多处基岩破碎或裂隙发育区，由于地质情
2、况的复杂性，所推断的异常亦有可能是由其他类似地质体所引起，因此建议对其进行钻探验证。原地勘报告未考虑三峡库区水位升至 175m 时对两岸竖井开挖的影响程度。开挖工作面若联通上述两组构造裂隙或三条贯通裂隙，将严重影响安全施工，威胁工人生命安全。发现涌水后，2017 年元旦前后，丰都县城市开发建设服务中心两次召集有关单位人员和专家进行论证。根据施工现场实际情况，在搜集资料，进行地质报告、物探报告基本资料分析，结合地质报告结论和六条建议，认识到勘探深度不足，存在地质体变异可能性，以及设计变更、施工安全存在隐患等基础上进行综合分析，提出灌浆处理方案，进行灌浆防渗设计，并论证灌浆方案的可行性、可靠性和经
3、济合理性。经过方案一井口桶型帷幕灌浆和方案二开挖面伞型帷幕灌浆两个方案送审稿比较的基础上，形成两次会议纪要和专家书面咨询意见，一致决定增加防渗堵漏钻孔灌浆分项工程，确定按方案一井口桶型帷幕灌浆方案编制、审批、执行。由施工单位抓紧时间委托编制施工方案和预算报价书，分3项工程名称：丰都污水管网过江工程井口桶型帷幕灌浆分项工程，上报丰都县政府审查批准。一、工程合同主体建设单位：丰都县城市建设资产经营有限责任公司勘察单位：海南水文地质工程地质勘察院审查机构：重庆市都安工程勘察技术咨询有限公司设计单位：重庆精佳工程设计咨询有限公司物探单位：重庆市地质灾害防治工程勘查设计院监理单位：河南省育兴建设工程管理
4、有限责任公司施工单位：宏峰集团（福建）有限公司下设丰都县龙河新城污水管网过江工程施工项目部。2、工程概况建设场地最高点高程 194.7m，最低点高程 139.3m，相对高差55.4m。污水过江管道采用在长江支流龙河底部敷设过江管线的方式。设计过河段采用顶管施工，其中级钢筋砼套管管径 d2000，管长256.75m+19.3m（276.05m），过河压力管道选用钢丝网骨架聚乙烯管，管径 DN450，管长 451.72m，过河后采用重力流至庙嘴污水处理厂预留检查井，敷设 d800 双壁波纹管污水管 120.1m。两竖井：工作井为 80m 深；接收井为 81m 深，护壁为 20-25-30cm 厚钢
5、筋混凝土。井外龙河水位 175 米，龙河连接长江。其中，顶管工作井井口高程为 194 米，开挖直径 8.1 米、成型直径 7.5 米。顶管接收井井口高程为 194.5 米，开挖直径 5.6 米。二竖井均已开挖 2530 米，低于三峡库水位 610 米。4两个竖井为永久性工程，位于在龙河河边，受河水、地下水渗透压力影响很大。竖井采用逆作法施工浇筑钢筋混凝土护壁。混凝土弹性模量即混凝土弹性变形：在单向压缩（有侧向变形）条件下，压缩应力与应变之比。钢筋砼弹性模量与岩土弹性模量不同，在未对钢筋砼井壁外则进行灌浆的情况下，钢筋砼井壁外则与岩土开挖面之间的空隙始终存在。工期约两年，在工期较长的情况下易形成
6、环型空隙涌水通道，威胁施工。土石方开挖的施工进度，每周完成 2.2 米，每月完成不足 10 米。井壁有多处明显裂缝，出现涌水，施工单位采用 D50 抽水泵 24 小时不间断排水，勉强维持土石方开挖施工。因开挖进度慢，且开挖逐渐卸载，掏空原稳定岩土，整个竖井井壁周围土体侧压力将随着开挖深度增加而增加。开挖逐渐卸载的情况下，从井口高程的人工填土至井底的泥质砂岩软化岩石（软化系数为 0.725）的土体自重、裂隙、地下水渗透产生润滑作用将产生侧压力。土体侧压力陆续加大将造成卸载位移，地下水渗透压力同时增大，造成裂隙扩展、串通。工期越长，地质体变异可能性越大。3、方案编制依据方案编制的前期资料和行业规范
7、：1、水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 SL62-20142、海南水文地质工程地质勘察院编制的 地勘报告3 重庆市地质灾害防治工程勘查设计院 物探报告4、丰都县城市开发建设服务中心第 96 期会议纪要5、竖井帷幕灌浆分项工程专项施工方案专家论证审查表（一）、5（二）6、本工程特点、现场实际条件、自然环境7、重庆市发改委、水利局 2011 年重庆市水利工程投资概（估）算编制规定、2005 重庆市水利建筑工程预算定额、机械台时费定额4、地质条件地勘报告称，河床上为第四系全新统冲洪积层（Q 4al+pl）淤泥土：灰色，灰褐色，饱和，呈流塑状，主要由粉质粘土及砂土组成，孔隙比大，高压缩性，固结缓慢，有刺
8、激性气味，有机质含量约占 6%，强度低。主要分布于龙河河床。区域内部分地段基岩出露，在基岩露头上见两组构造裂隙。地下水丰富。但是物探报告发现三条贯通裂隙。结合地勘报告给定的地质条件和六条建议，拟采用水利电力工程施工中常用的帷幕灌浆施工技术，编制本次井口桶型帷幕灌浆施工方案。地勘报告2.4 地层岩性称，经调查及钻探揭示，场地覆盖土层为第四系全新统人工填土（Q 4ml），第四系全新统冲洪积层（Q 4al+pl），下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J 2s）地层，现由新至老分述如下：1、第四系全新统人工填土（Q 4ml）素填土：灰色，松散稍密，稍湿，主要由粉质粘土及砂岩碎石组成，粒径 0.525cm，含
9、量 2060%。一般厚度 1.9m（ZK3）18m(ZK7)。分布于龙河岸坡以上平缓地带，厚度不均。2、第四系全新统冲洪积层（Q 4al+pl）淤泥土：灰色，灰褐色，饱和，呈流塑状，主要由粉质粘土及砂土组成，孔隙比大，高压缩性，固结缓慢，有刺激性气味，有机质含量约占 6%，强度低。主要分布于龙河河床。63、侏罗系中统沙溪庙组（J 2s）砂岩：灰色，细粒结构，中厚层状构造，主要由长石、石英等矿物组成，主要为泥质胶结，局部为钙质胶结，岩心较完整，呈柱状，一般节长 1040cm，最大节长 80cm。分布于整个场地。泥岩：紫红色，泥质结构，薄中厚层状构造，主要由粘土矿物组成，局部含砂质，岩心较完整呈柱
10、状，一般节长 530cm。分布于整个场地。2.7 水文地质条件地下水丰富，主要分为松散介质孔隙水，基岩孔隙裂缝水。场地出露基岩主要为侏罗系中统沙溪庙组泥岩、砂岩，场地内泥岩为相对隔水层，不利于地下水的赋存，砂岩岩体裂隙较发育，细粒中粒结构，为相对含水层，基岩强风化带较薄，中等风化带基岩裂隙多呈闭合状，故砂岩岩体赋水条件有限,受上层土层孔隙水补给。场地紧邻龙河，该区地下水与龙河有直接的水力联系，旱季地下水补给河水，龙河水位上涨时河水补给地下水。因此，地下水水位随龙河水位变化而有变化。3.2 岩土物理力学性质评价中等风化砂岩天然密度为 2.52g/cm3，天然单轴抗压强度标准值为15.83MPa、
11、饱和单轴抗压强度标准值为 11.46MPa，为软岩，软化系数为0.725，变异系数 0.14，属中等变异性。属软化岩石。五、井口桶型帷幕灌浆方案（1）防渗标准建议 3Lu防渗标准是指对地层或结构经注浆处理后应达到的渗透性要求，是工程为减少地基的渗透流量、避免渗透破坏、降低扬压力提出的对地层7的渗透性要求。本工程在 82 米深的竖井下、龙河河床淤泥层下 长时间作业，人命关天，安全性要求非常高，应采用较高防渗标准。岩石地基的防渗标准采用钻孔压水试验成果表示。压水试验成果又以透水率 q 表示，单位为吕荣（ Lu）。定义为压水压力 P 为 1MPa 时，每米试段长度 L（m）每分钟注入水量 Q（L/m
12、in）为 1L 时，称为 1Lu。若压水压力不等于 1MPa 时，可按下列线性关系推出：透水率 q Q/PL。国内外岩石地基工程防渗标准一般在 15Lu，特殊情况高标准可达0.5Lu。本工程有水泵抽水，防渗标准建议 3Lu，据此调整注浆压力 P。灌浆压力应随深度的增大而增大。本方案按下列公式计算：PKHP-注浆压力 MPa；K-压力系数，K0.020.03MPa/m，H-注浆深度，m。本工程物探报告称，本次工作共推断出多处基岩破碎或裂隙发育区。考虑到井壁为砂质泥岩地层，临近河边，岩性临界压力较小。为避免压力过大击穿岩层裂隙或扩大裂隙，成为贯通裂隙，选K0.02MPa/m。例：成孔深度 25 米
13、， 灌浆压力 PKH0.0225m 0.50MPa。成孔深度 35 米， 灌浆压力 PKH0.0235m 0.70MPa。成孔深度 45 米，P0.90MPa 。但本工程灌浆压力 最大 0.9MPa。（二）钻孔布置8根据防渗标准 3Lu，进行钻孔布置。本工程防渗标准高，但压力系数不能过大，考虑经济性布置单排孔。1、根据专家意见，帷幕灌浆孔施工前，每个竖井布置四个先导孔。2、每个竖井井底工作面布置 4 个孔，孔深 25 米，封闭井底涌水。3、桶壁钻孔布置：垂直钻进总孔深 92 米，因已经开挖 30 余米，故分两段完成钻孔灌浆。每段成孔深度 46 米，上段 46 米用电动空压机 干钻，下段 46
14、米用水钻。（1）工作井井口高程为 194 米，开挖直径 8.1 米、成型直径 7.5 米，已开挖 30 米，上部 14 米不灌浆。布孔圆直径 10.5 米（距井壁 1.45 米），周长 33 米，75 钻孔，孔距 110cm，布置 30 个灌浆孔，分三次完成：第一次从高程 194 米开钻，至高程 148 米终孔，钻孔深度 46 米，灌浆深度 32 米。自下而上分三段灌浆，两序完成。干钻工程量 1380 米，灌浆工程量 960 米，水泥砂浆封闭空孔 420 米。第二次从高程 148 米开钻至高程 102 米终孔，孔深 46 米。自下而上分三段灌浆，两序完成。水钻钻孔工程量 1380 米，灌浆工程
15、量 1380 米。第三次井底钻孔灌浆。水钻钻灌工程量 530150 米。工作井钻孔量合计 2910 米，灌浆量合计 2490 米，封孔 420 米。 （2）接收井井口高程 194.5 米，开挖直径 5.6 米，成型直径 5 米，已开挖深度 35 米。上部 14.5 米不灌浆。布孔圆直径 7.7 米（距井壁 1.35 米），周长 24.2 米，75 钻孔，孔距 110cm，布置 22 个灌浆孔，分三次完成：9第一次从高程 194.5 米开钻，至高程 148.5 米终孔，钻孔深度 46 米，灌浆深度 31.5 米。干钻钻孔工程量 1012 米，灌浆工程量 693 米。第二次从高程 148.5 米开
16、钻，至高程 102.5 米终孔，钻孔、灌浆深度分别为 46 米。水钻钻孔工程量 1012 米，灌浆工程量 1012 米。第三次井底钻孔灌浆。水钻钻灌工程量 530150 米。接收井钻孔量合计 2174 米，灌浆量合计 1855 米，封孔 319 米。4、根据专家意见，已增大钻孔距井壁的距离，孔距增大 10cm，总体工作量不变。但在钻孔灌浆施工过程中，若发现构造裂隙或贯通裂隙，应根据井内涌水量等情况调整成孔深度、增加孔位，加密孔距。两个竖井预计加密孔 6 个，预计加密钻灌工程量 690540 米。（三）经济分析钻孔总工程量为工作井 2910 米，接收井 2174 米，钻孔小计 5084 米。灌浆总工程量为工作井 2490 米，接收井 1855 米，灌浆小计 4345 米。预计加密钻孔灌浆工程量分别为 540 米。预算编制原则及编制依
