盾构进出洞加固施工方案

杭州地铁2号线一期SG2-4标段区间工程（人民广场站～建设一路站～建设三路站）（人民广场站北端头建设一路站南端头建设一路站北端头建设三路站南端头）进出洞加固施工方案编制:审核:批准:上海市第二市政工程有限公司杭州地铁2号线一期工程建设一路站/建设三路站/6、7号盾构区间项目经理部二ＯＯ九年七月-1-第一章工程概况1、工程概况及地质条件1.1工程概况人民广场站～建设一路站区间采用单圆盾构推进，区间上行线长1278.722m，下行线长1280.2m。建设一路站～建设三路站区间采用单圆盾构推进，区间上行线长972.885m,下行线长975.812m。为确保盾构进、出洞时的安全，对两个区间四个端头井外盾构进出洞区域土体进行加固，加固区域沿盾构推进方向长度出洞区为9m，进洞区为6m，加固断面洞圈轮廓外上、下、左、右各3m（均为盾构推进方向），加固土体无侧限抗压强度qu≥1.2MPa，渗透系数≤1×10-8cm/s（加固范围如有改变,以设计变更后加固范围为准），主要采用三重管高压旋喷桩加固施工工艺。1.2工程地质盾构推进区域主要位于第③51层砂质粉土、第③61层砂质粉土夹粉砂、第⑥层淤泥质粘土中。土层分布情况见下图：两条区间隧道进出洞加固土体主要位于③51层砂质粉土、③61层砂质粉土夹粉砂。-2-第二章施工总体部署2.1施工安排根据现场条件结合本工程特点，按照甲方对安全、质量和工期要求，本工程计划安排1台三重管高压旋喷桩机，根据区间隧道推进先后顺序在四个端头井外依次进行地基加固。2.2施工场地布置施工场地布置按照文明施工的要求安排，并根据场地的实际条件，合理安排水泥库、浆液搅拌站。-3-第三章施工技术方案3.1桩位布置根据施工图纸要求，旋喷桩径选用Φ800，相邻桩搭接长度为200mm。人民广场站北端头出洞加固区共布置424根桩；建设一路站南端头进洞加固区共布置635根；建设一路北端头出洞区共布置404根桩；建设三路站南端头出洞加固区共布置604根桩；加固断面范围均为洞圈轮廓上、下、左、右各3米。详见《桩位平面布置图》。3.2机具设备三重管高压旋喷桩。表3-1旋喷桩施工机械配备表序号设备名称型号单位（台）电机功率作用1高压旋喷钻机SJB-21160KW喷浆成桩2工程钻机GXL-150115KW成孔3空气压缩机W-6/7-B245KW送气4高压泥浆泵XPB-90E290KW注浆5高压泥浆泵XPB-91C191KW注浆6水泥浆液搅拌筒JBT-123KW拌浆7泥浆泵BW-15033KW排废浆8总配电箱（带表）BD400AI-219分配电箱BD400AI-36-4-3.3旋喷桩施工3.3.1施工参数本工程施工拟采用以下工艺参数：名称项目参数值桩径（mm）800压空缩气压力（Mpa）0.7流量（m3/min）2～3喷嘴间隙mm及个数2.0二个浆液压力（Mpa）3～5流量（L/min）70～80喷嘴间隙mm及个数2.0三个水压力（Mpa）≥28提升速度（cm/min）10～15旋转速度（r/min）12～14水泥掺量（kg/m3）720土体加固后强度（Mpa）qu28≥1.2本工程高压旋喷桩所用水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥。由于本工程旋喷桩采用三重管工艺施工，三重管施工时返浆量较大；且本工程施工区域为粉砂土，根据建设三路站和建设一路站端头井地基加固旋喷桩试桩结果和实际施工情况，要达到设计要求的强度，水泥掺量要达到40%，即720kg/m3。-5-3.3.2施工工艺流程三重管高压旋喷施工流程图3.3.3施工顺序准确确定孔位；根据现场情况及确定后的孔位,用GXY-150型钻机对基坑内的混凝土地坪进行钻凿引孔；旋喷钻机就位，将喷头钻进到加固设计底部深度；开始喷射上提至加固设计顶部高度；将喷头提出地表清洗及移位。3.3.4施工方法（1）施工准备搭建临设：旋喷施工单台钻机的最大电力要求为170KW，用水量为200m3/台日。设备材料堆场200m2。根据施工场地布置图搭建水泥库，浆液搅拌站，开挖泥浆沟、池。接通水、电管线。材料准备：根据施工技术要求，水灰比为1：1，有效桩长为12.2米，ø800的高压旋喷桩在砂性土中的水泥用量每延米为350kg～400kg。根据施工图纸，施工准备旋喷桩机就位、调整角度，使钻机的垂直精度控制在1%的范围内将喷气孔用封箱带包扎后，开机钻孔至设计孔深开启压缩空气,压力水浆液拌制开启浆泵按照给定的技参数旋转喷浆提升至桩顶标高废浆处理关闭气、水、浆成桩完毕、移动钻机到下一桩位-6-人民广场站南端头、建设一路站北端头、建设一路站南端头和建设三路站南端头4个端头加固区土体方量共9018方，所以水泥用量约为6300吨。施工施工期间每天需供300t水泥。桩位测量定位：现场技术人员按经审批后的桩位图、项目部提供的围护结构轴线及施工进度计划进行分段、分期放样，每根桩的中心敲上桩标，放样偏差小于1cm。（2）施工桩机就位：根据现场施工的桩位，将桩机移至施工桩位，要求将桩机立轴中心对准桩位中心，并同时将桩机调平，就位偏差小于50mm。钻进成孔：喷射注浆前进行回转钻进成孔，钻头直径110mm，各桩成孔深度大于设计深度0.5m。成孔时将钻机机架调平，钻具垂直地面，成孔垂直偏差不大于1%。喷注作业：旋喷桩分序跳桩成孔，例第一序列先喷1、5、9…等桩，再进行第二序列2、6、10…喷注作业，使相邻桩施工间隔时间大于48小时，以保护先喷桩桩体的终凝。开钻前先检查喷嘴及喷浆口是否完好畅通，喷浆前再作喷气、喷浆试验，当浆压及气压符合设计要求时方可进行喷浆。喷管下至较设计深度以下20cm，开始拌送水泥浆，然后开泥浆泵及空气压缩机，压力达到设计值并孔口冒浆正常后，开始回转、喷浆、提升当喷管插入预定深度后。由下而上进行喷射作业，值班人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否满足设计要求，并随时做好记录。（3）泥浆管理及外运旋喷桩施工过程中会产生较多的废浆，充分利用现场设置的泥浆池及排浆沟，可以用泥浆车外运出场，也可以根据旋喷产生的废浆凝固较快的特点，采用现场堆置，凝固后，以土方形式外运出场的办法。3.3.5施工技术质量保证措施（1）施工前进行场地平整，挖好排浆沟，并应根据现场环境和地下障碍物的位置情况，复核高压旋喷注浆的设计孔位。（1）水泥在使用前，进行试验鉴定，搅拌水泥浆用的水，应符合有关规定。旋喷桩浆液选用425号普通硅酸盐水泥拌制，水泥浆液的水灰比应根据土体加固-7-强度的需要选为0.8:1～1:1。旋喷桩施工前，应进行工艺性试桩，以确定各项施工参数，并将试验报告报监理工程师审查批准并备案。（2）作好钻机定位，钻机与高压注浆泵的距离不宜过远。保证钻孔达到设计要求的垂直度，喷射注浆管的允许倾斜度不得大于1%，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。（3）开钻前，必须保持高压水泥浆和压缩空气管路系统不堵、不漏、不窜。（4）施工前应在监理工程师的旁站监督下，对浆液流量、喷浆压力、喷嘴提升速度等进行标定。当注浆管灌入土中，喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。在达到喷射注浆参数要求后，随即进行旋喷注浆，并提升注浆管，由下而上进行喷射注浆。（5）水泥浆宜在旋喷前一小时内搅拌，旋喷过程中冒浆量应控制在10～25%。相邻两桩施工两桩施工间隔时间应不小于48小时，间距应不小于2m。（6）成桩过程中钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆续喷时，注浆管搭接长度不得小于100mm。（7）在高压旋喷注浆过程中出现压力骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况时，应停止提升和喷射注浆以防桩体中断，应及时会同监理工程师查明原因排除故障，并采取措施进行补救。排除故障后复喷高度不得小于500mm。如发现浆液喷射不足，影响土体加固强度时，应进行重新复合施工。（8）派有专人进行详细的施工记录，包括：测量定位、浆液配比、喷降压力、浆液流量、喷嘴提升速度、成桩深度、复喷及复搅等。（9）对泥浆的沉淀和排放应进行周密的设计和处理，确保施工过程中场地的清洁和不污染环境；（10）当高压喷射注浆完毕，应迅速拔出注浆管，用清水冲洗管路。为防止浆液凝固收缩影响土体加固标高，必要使可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。3.3.6质量检验标准（1）施工过程中必须对每根桩的定位、桩长、垂直度、水泥用量、水灰比、喷浆的连续性、喷浆压力及浆液流量、喷浆提升速度、复搅等进行严格的控制和跟踪检查。（2）应采用轻便触探器、静力触探、钻取土样等方法对桩身和桩身强度进-8-行检验、检验点的数量为注浆孔数的2%～5%，不足20孔的工程，至少检验3个点。检测点位置应由监理工程师指定。（3）所有的试验及检测报告应及时提交检验工程师审查，在得到书面许可后方可进行下一道工序施工。3.3.7保证材料供应计划实施的措施旋喷桩主材水泥甲供。材料质量是工程质量的生命，为此必须严格控制材料进货渠道，把好材料质量关，即使是业主指定或提供的材料，同样要进行质量自检。3.3.8加强环境保护的措施为减小旋喷加固过程产生的水平应力和挤土效应对地下连续墙的影响，采取如下措施：旋喷桩采用跳打法，并根据监测数据调整跳打间距，用以防止局部集中压力对连续墙的影响。旋喷施工时要求监测单位加强对地下连续墙墙体位移、沉降观测，并及时提供监测数据，需要时进行跟踪监测。根据监测数据进行分析，在必要时调整施工顺序，施工参数或采取其他必要措施，如施工应力释放孔等，以减少对围护墙的影响。-9-第四章施工计划4.1施工进度计划严格根据甲方计划进度来执行，并按甲方的计划和施工要求精心组织施工。根据施工经验每天每台桩机可以完成20根桩。位置时间人民广场站北端头一个月建设一路站南端头一个月建设一路站北端头一个月建设三路站南端头一个月4.2工期保证措施4.2.1机械设备完好率是保证工期的关键1、严格执行机械安全技术操作规程；2、严格执行交接班制度；3、机械设备在使用中不得超荷载作业，或随意扩大使用范围，应严格按照机械使用说明书的规定条件使用；4、设备的管、用、养、修动态管理；5、施工机械完好率85%以上，重要机械应有整机或部分总配件备用。6、配置备用设备，按照施工进度要求，随时投入施工。4.2.2施工人员的专业素质是保证工期的关键1、进场的施工人员都经过专业培训和施工实践，具有一定的施工经验。2、施工前，施工人员都要进行再培训并接受施工技术及安全教育。3、施工中，根据现场施工情况组织施工人员进行学习，提高施工质量。-10-第五章安全保证措施5.1用电安全1、一切电器设备、架空线的安拆工作，必须由持证在职的电工跟班操作。2、电工操作应按操作规程施工，上岗时必须携带必备的劳防用品。3、配电柜、露天的配电箱及电焊机等电器设备必须安装漏电保护器和接零、接地保护，并有防雨防水装置。4、动力和照明必须严格分开，严禁电线随地乱拖现象，该架空必须架空，需埋地穿管的必须按规定办理。5、经检查发现，操作前电器设备如电线、按扭开关、插座插头、漏电保护器等装置有损坏和失灵的必须严禁使用，待修整后确认安全方可投入使用。6、普及职工安全用电和触电急救知识，清除隐患，杜绝事故。7、严格用电管理制度。5.2施工安全1、施工人员进现场必须穿好工作服正确戴好安全帽，严禁赤膊，穿拖鞋及带钉、易滑的鞋进入施工现场。2、施工现场和其它危险的部位设立明显安全标志和分隔设施，夜间施工要有足够的明亮度，交叉路口、施工有危险地带两端设立纠察监护，防止闲人入内。3、在施工前地下管线用管线交底卡交底彻底。4、在构筑物旁施工时须按规定考虑安全距离，采取必要的施工措施。5.3运输安全1、工地设立专职交通指挥员，指挥车辆通行。2、进出工地的土方、材料的运输车辆必须严格遵守交通规则，服从工地指挥人员指挥，严禁违章。5.4设备操作安全1、各种机械设备操作必须持证上岗，根据机械操作规定执行，严禁无证操作。2、凡电动机械均按“三级管理二级保护”规定执行。3、各种大型机械设备和中心型机具的保险装置、防护装置、限位装置齐全有效-11-可靠，机械完好率必须达到95%以上，维修、保养、例保制度记录、防护标准等均由本单位机电部、工地主管