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1、昆明主城老城區市政排水管網及調蓄池建設工程第五標段西壩河截污干管工程沉井施工防護施工方案編 制：審 核：審 批：中鐵四局集團有限公司昆明主城老城區西壩河排水截污干管工程項目經理部2011年9月21日目 錄目 錄11 編制說明21.1 編制依據21.2 適用范圍22工程概況22.1 工程位置22.2工程地質條件22.3水文地質33 防護措施34高壓旋噴樁施工34.1 施工原理及工藝流程44.2施工工藝參數54.3施工方法55壓密注漿施工方法75.1 注漿加固原理及工藝流程75.2 注漿加固施工方法86施工進度計劃及資源配置86.1 工期計劃86.2工程造價86.3 資源配置91 編制說明1.1 2、編制依據施工設計圖紙；地基處理手冊建筑地基基礎工程施工質量驗收規范我單位現有的技術水平、施工管理水平和機械設備配套能力；滇池流域昆明主城老城區西南片區排水管網雨污分流管道工程氣象路、西昌路、金碧路截污干管工程地質勘察報告；現場踏勘所掌握的環境資料；類似工程的施工實踐經驗。1.2 適用范圍本施工方案適用于本工程全線沉井圍護結構高壓旋噴樁及壓密注漿的施工。2工程概況2.1 工程位置西壩河截污干管工程主要分布于城市三條主干道上，分別為金碧路、西昌路以及氣象路。金碧路上的沉井位于道路南側，距道路中心線約6.77.7m；西昌路上的沉井位于道路西側，距道路中心線約6.68.3m；氣象路上的沉井位于道路路中3、。2.2工程地質條件2.2.1地質情況據鉆探揭露，擬建頂管線路區域鉆孔控制深度范圍內以第四系沖洪積（Qal+pl）成因形成的粘土、圓礫、粉土、粉砂為主，部分沼澤相沉積的（Qh）有機質土及泥炭質土，地表分布厚度較大的第四系人工填土層（Qml）。根據土層成因、沉積韻律及工程特性等，將頂管線路區鉆探揭露的地基土體分為5個層系共12個層。本工程沉井下沉主要穿越土層有：雜填土 粘土 粘土 1有機質土 3粘土 粉土 1粉砂 圓礫。其中：層為雜填土，由混凝土塊（路面）、粘性土、碎、礫石、建筑垃圾等組成；層粘土呈可塑狀態，中等壓縮性；層為粘土，呈軟塑狀態，高壓縮性；3層為粘土，呈可塑狀態，壓縮性中高等；層為粉4、土，呈稍密中密狀態，壓縮性中等；1層為粉砂，呈稍密狀態，壓縮性中等；層為圓礫，呈稍密中密狀態，壓縮性低，孔隙大。2.2.2地質勘察報告結論與建議地質勘察報告結論與建議5.8描述為：頂管工作井與接收井開挖深度較大，孔（坑）壁穩定性差，基坑防水帷幕建議采用水泥土深層攪拌樁，基坑支護可采用混凝土預制樁、鉆孔灌注樁或水泥土深層攪拌樁“加芯”。2.3水文地質根據地質勘察報告顯示，本工程管線場地地下水埋深1.102.20m，埋深高程介于1887.221889.27m之間，總體地下水位起伏不大，從鉆探揭露地基土層情況看，層雜填土孔隙比大、透水性較強，層圓礫為強透水性土層，該兩層圖為場區主要的含（透）水層；15、層粉土、層粉砂及3層粉土為弱透水層，其余土層透水性微弱。結合場地土層組成結構及場地所處宏觀地質環境綜合分析，線路區在勘探深度范圍內地下水類型為第四系孔隙潛水，補給源主要有玉帶河、蘭花溝及盤龍江水，其次為大氣降水及生活用水，排泄方式主要為大氣蒸發及孔隙滲透。本工程地下水對混凝土節后及鋼筋混凝土結構中的鋼筋具有微腐蝕性，為抵抗腐蝕、對混凝土抗滲等級和保護層厚度做出相應要求。3 防護措施西壩河截污干管工程污水主干管均設計為頂管施工，工作井及接收井均設計為沉井施工。根據地質勘查報告顯示，金碧路、西昌路沉井施工段以及氣象路W-15接收井位置地質條件較差，需穿越粉砂、粉土、有機質土及圓礫層，在沉井過程中易6、出現流砂、涌水及管涌現象，對周邊土體的影響較大，容易發生路面坍塌現象。而本工程管線均位于城市主干道以下，道路車流量及人流量非常大。為確保道路及行車的安全，在沉井施工前在井四周打設雙排600400高壓旋噴樁進行圍護，并在樁外進行壓密注漿以形成止水帷幕。氣象路W-12接收井距火柴廠宿舍樓不足7m，W-4工作井距蘭花溝不足6m，為保證在施工過程中，不影響附近房屋及蘭花溝河堤，需對該兩座沉井進行圍護，方法同上。氣象路W-1工作井、W-3接收井位于二環高架橋下，根據路橋部門意見需對該兩座沉井及該部分管道進行支護，并制定專項施工方案。 4高壓旋噴樁施工4.1 施工原理及工藝流程高壓旋噴樁系利用高壓泵將水泥7、漿液通過鉆桿端頭的特制噴頭，以高速水平噴入土體，借助液體的沖擊力切削土層，同時鉆桿一面以一定的速度（20r/min）旋轉，一面低速（2025cm/min）徐徐提升，使土體與水泥漿充分攪拌混合凝固，形成具有一定強度（0.58.0MPa）的圓柱固結體（即旋噴樁），從而使地基得到加固。旋噴樁的特點是：可提高地基的抗剪強度；能利用小直徑鉆孔旋噴成比孔大810 倍的大直徑固結體；可用于已有建筑物地基加固而不擾動附近土體；施工噪聲低，振動小；可用于任何軟弱土層，可控制加固范圍；設備較簡單、輕便，機械化程度高；料源廣闊，施工簡便、粉土、砂、濕陷性黃土、人工填土及碎石土等的地基加固。旋噴樁施工工藝流程見圖4.8、1，單管高壓旋噴樁工作示意圖見圖4.2。施工場地平整樁位放樣鉆機就位住房區鉆孔、插旋噴管，至設計標高噴射作業開始住房區邊旋噴邊提升旋噴結束，成樁住房區沖洗注漿管等機具設備鉆機等機具設備移到新孔位住房區 圖4.1 高壓旋噴樁施工工藝流程圖 水箱漿桶攪拌機高壓泥漿泵鉆機注漿管水泥倉噴頭旋噴固結體 圖4.2 單管高壓旋噴樁工作示意圖 4.2施工工藝參數施工工藝參數見表4.1表4.1 旋噴樁施工主要機具和技術參數參考表 項目技術參數參數噴嘴孔徑（mm）23噴嘴個數2旋轉速度（r/min）20提升速度（mm/min）200250機具性能高壓泵壓力（MPa）流量（L/min）204060120液漿配合比水9、：水泥：陶土：堿（11.5）：1:0.03:0.0009旋噴樁施工前進行試樁，根據實際情況以確定預定的漿液配比、噴射壓力、噴漿量等技術參數。試樁數量不少于3根，金碧路1根，西昌路1根，氣象路1根，具體位置根據現場實際情況與監理一同確定。4.3施工方法4.3.1場地平整 先進行場地平整，清除樁位處地上、地下的一切障礙物，然后整平、夯實。同時合理布置施工機械、輸送管路和電力線路位置，確保施工場地的“三通一平”。4.3.2測量定位 施工前用全站儀測定旋噴樁施工的控制點，經過復測驗線合格后，用鋼尺和測線實地布設樁位，并用竹簽釘緊，一樁一簽，保證樁孔中心移位偏差小于50mm。4.3.3機具就位鉆機就位后10、，由專人指揮，用水平尺和定位測錘校準樁機，使樁機水平，導向架和鉆桿應與地面垂直，傾斜率小于1.5%。對不符和垂直度要求的鉆桿進行調整，直到鉆桿的垂直度達到要求。為了保證樁位準確，必須使用定位卡，樁位對中誤差不大于5cm。4.3.4鉆進 采用單管旋噴法施工。該方法插管與鉆孔兩道工序合二為一，即鉆孔完成時插管作業同時完成。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，高壓水噴嘴邊射水、邊插管，水壓力一般不超過1MPa，至設計標高后停止鉆進。4.3.5漿液配置高壓旋噴樁的漿液，采用42.5級普通硅酸鹽水泥,水泥漿液配制嚴格按設計要求控制為水灰比11，水泥漿比重1.49，水泥用量為250Kg/m。攪拌灰漿時，先加11、水，然后加水泥，每次灰漿攪拌時間不得少于2分鐘，水泥漿應在使用前一小時制備，漿液在灰漿拌和機中要不斷攪拌，直到噴漿前。噴漿時，水泥漿從灰漿拌和機倒入集料斗時，過濾篩，把水泥硬塊剔出。水泥漿通過膠管送到旋轉振動鉆機的噴管內，最后射出。4.3.6噴射注漿在插入旋噴管前先檢查高壓設備和管路系統，設備的壓力和排量必須滿足設計要求。各部位密封圈必須良好，各通道和噴嘴內不得有雜物，并做高壓水射水試驗，合格后方可噴射漿液。旋噴作業系統的各項工藝參數都必須按照預先設定的要求加以控制，并隨時做好關于旋噴時間、用漿量，冒漿情況、壓力變化等的記錄。噴射時，先應達到預定的噴射壓力(預定噴射壓力為2025MPa)、噴漿12、旋轉30秒，水泥漿與樁端土充分攪拌后，再邊噴漿邊反向勻速旋轉提升注漿管，提升速度為250mm/min，直至距樁頂1米時，放慢攪拌速度和提升速度 。保證樁頂密實均勻。中間發生故障時，應停止提升和旋噴，以防樁體中斷，同時立即檢查排除故障，重新開始噴射注漿的孔段與前段搭接不小于1m，防止固結體脫節。 4.3.7沖洗 噴射施工完成后，應把注漿管等機具設備采用清水沖洗干凈，防止凝固堵塞。管內、機內不得殘存水泥漿，通常把漿液換成清水在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內的漿液全部排除。4.3.8鉆機移位 旋噴提升到設計樁頂標高時停止旋噴，提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵及輸送管道，然后將鉆機移位，重復以上操13、作，進行下一根樁的施工。5壓密注漿施工方法5.1 注漿加固原理及工藝流程壓密注漿是指利用液壓等原理通過注漿管把漿液均勻地注入到地層的設計深度內，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間的水分和空氣后占據其位置，經人工控制一定時間，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體，從而形成一個結構新、強度大、防水滲透性能高的化學穩定性良好的“結石體”。當我們所使用的漿液材料具有高粘滯性和高磨擦性的漿液，而注入的土層又是粘性土或砂土等顆粒微細的可壓縮性土層，注入地層的漿液主要是靠發揮壓密效應來加固土體，漿液在壓漿點周圍形成泡形空間，然后進入土顆粒的間隙、土層的界面或裂隙內。隨著灌漿壓力的不斷增加，向外擴14、散的漿液將在土體中引起復雜的徑向和切向應力體系，這時漿液周圍的土體將產生塑性破壞，而稍遠處的土體則產生彈性變形，因而對周圍的土體必然產生一定的擠密作用，使土層中空隙比有所減小，土體密度有明顯的增加，從而可以起到提高地基承載力，減少壓縮變形的作用。工藝流程見圖5.1：測量定位放樣振動沉孔 不通 引 孔沉 管 沉 管注 漿 每50cm上拔一次 關閉閥門轉入下一孔 圖5.1 壓密注漿施工工藝流程 5.2 注漿加固施工方法在高壓旋噴樁施工完畢后，對沉井四周1m范圍內土體進行注漿加固，以形成止水帷幕（注漿范圍詳見附圖）。注漿采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥用量為250kg/m3，水灰比為0.5，水玻璃15、用量為2.5kg/m3，粉煤灰用量為15kg/m3。（1）施工順序測量孔位及標高鉆機就位鉆孔下注漿管、套管填砂、拔套管、封口便注漿邊拔注漿管封孔清洗注漿管。（2）注漿加固施工前，檢查鉆桿、注漿管各段長度。注漿管第一根1m至1.5m管壁鉆有注漿小孔，檢查注漿各桿和注漿小孔是否有雜物堵塞。（3）對注漿點分組編號，按順序進行鉆孔，鉆桿中心偏差不得大于20mm，標高控制誤差不得大于10mm。（4）鉆孔完成后，按照編號順序及孔位，在孔內插入注漿射管，在射管與套管間用砂填塞，地基表面空隙用粘土、麻絲填塞，然后拔出套管，用壓漿泵將水泥漿壓入注射漿管。水泥漿必須連續一次壓入，不得中斷。（5）注漿應先從稀漿開始16、，逐漸加濃。壓漿時把注漿射管一次沉入整個深度后，自下而上分段連續進行注漿，分段拔管至孔口為止。在注漿過程中詳細記錄注漿壓力、時間、水灰比等。分段拔管一次高度不得大于0.5m。壓漿宜間隙進行，分組完成。（6）壓漿完成后，拔出注漿管，留孔用1:2水泥砂漿進行堵口。6施工進度計劃及資源配置6.1 工期計劃根據施工工期及現場實際情況，計劃于地下管線遷移完成之后開始施工，共計投入7套設備，其中：金碧路共計467根，安排兩套設備同時施工，計劃工期17天；西昌路共計735根，安排三套設備同時施工，計劃工期17天；氣象路共計427根，安排兩套設備同時施工，計劃工期16天。 6.2工程造價工程造價約350萬。617、.3 資源配置6.3.1勞動力計劃勞動力具體分工如表6.1所示。表中為每班組人員配置，工地施工采用2班制，在施工中應各司其職，認真負責，相互協作，互相監督。鉆孔人員必須作好現場鉆孔記錄，取得第一手地質資料，以便注漿技術人員根據地質資料及時調整注漿參數。注漿記錄人員必須把當班的記錄及時整理。司泵人員應隨時注意注漿泵壓力變化，值班技術員及時記錄并根據地質情況調整注漿壓力及施工工藝參數。6.1 勞動力組織表序號工種人數（每班）職責備注1現場負責人1做好施工管理工作，負責勞動力安排2機修工2負責排除機械故障和管路的清洗3鉆工6負責旋噴機的操作及注漿施工記錄4制漿3負責漿液的配置5值班工程師1負責現場技18、術指導和管理6值班經理1負責工程總體安排合計146.3.2主要施工機械設備旋噴樁施工采用XY-150地質鉆機引孔，XP-30B型旋噴機作業。主要施工機械設備如表6.2所示，本表暫定為一個工作面設備配置，根據施工進度及現場實際情況，及時調整設備。6.2主要機械設備配套表 序號設備名稱規格型號單位數量1地質鉆機XY-150臺22高噴臺車XP-30B臺13高壓泵3D2-5Z栓塞泵臺14泥漿泵BW-150臺25雙液注漿泵SYB50/50臺16拌漿機WJG-80臺27注漿管32米若干 沉井（矩形）四周高壓旋噴樁及壓密注漿孔平面布置圖 沉井（矩形）四周高壓旋噴樁及壓密注漿剖面圖 沉井（圓形）四周高壓旋噴樁及壓密注漿平面圖 沉井（圓形）四周高壓旋噴樁及壓密注漿剖面圖