盾構端頭旋噴樁加固施工工藝(13頁).doc
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2024-01-09
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1、目 錄目 錄11編制依據及原則11.1 編制依據11.2編制原則13.氣候狀況24 .工程地質24.1工程地質24.2水文地質35 .施工部署45.1 施工組織安排45.2 資源配置4人員配置45.3.2 主要進場設備55.3.3 工程所用主要材料56.盾構井加固施工工藝及質量保證措施56.1施工說明56.2、施工流程及施工步驟66.3旋噴施工質量控制96.4質量檢驗107.施工應急措施108現場安全保證措施118.1安全制度及安全檢查118.2現場臨時用電安全措施119.文明施工121編制依據及原則1.1 編制依據(1)哈爾濱地鐵一號線一期工程9 標相關設計圖紙。(2)哈爾濱地鐵一號線一期工2、程沿線建、構筑物調查報告以及現場調查所采集的建筑物、管線資料。(3)建筑地基基礎工程質量驗收規范(GB502022002)。(4)建筑地基處理技術規范(JGJ792002)。(5)哈爾濱地鐵一號線一期工程巖土工程詳細勘察報告中的工程地質,水文地質資料。1.2編制原則(1)以成熟的施工技術及先進的設備和施工工藝,確保施工安全和工程質量,按期為后續工程提供一個優良基礎平臺。(2)以成熟可靠的技術措施和先進設備,確保旋噴樁質量,達到設計加固指標。(3)施工方案嚴格執行國家及哈爾濱市下發制訂的法律、法規和各項管理條例,并做到規范、守法、文明施工。(4)針對城市中心區施工的特點,科學安排、合理組織、嚴格3、管理、精心施工,以減少對周圍環境及居民正常生活、城市交通、城市衛生、城市環境的影響。2工程概況 哈爾濱地鐵一號線9標包含兩站(南直路站、哈爾濱東站站),兩區間(哈爾濱東站站南直路站區間、南直路站交通學院站區間),車站采用明挖順做法施工,區間隧道采用盾構法施工。哈南區間盾構機由哈東站站西端井始發,在南直路站東端井接收并吊裝出井;南交區間盾構機由南直路站西端井始發,在交通學院站東端井接收并吊裝出井,共四次始發,四次接收,盾構始發及接收端采用三重管高壓旋噴結合冷凍法進行加固,始發端加固長度10米,接收端加固長度12米,如下圖示。3.氣候狀況哈爾濱地處松花江中游,屬中溫帶大陸季風氣候,冬季漫長寒冷干燥4、,多西北風,夏季短暫溫熱多雨,春季多風,秋季涼爽。全年平均氣溫3.5,一月最冷,七、八月最熱,歷史最高氣溫41,最低氣溫-41.4,全年無霜期150天左右,結冰期190天左右。年平均降雨量530mm,多集中在七、八兩個月。多年平均蒸發量1501.4mm,季節性凍土發育,每年十月末開始結凍,至翌年三月中旬開始融化,六月初化透,最大凍結深度2.0m。4 .工程地質4.1工程地質根據地質勘察報告,本場地地層主要由人工雜填土層、全新統低漫灘沖積成因土層、下更新統東深井組冰水堆積層、下更新統猞猁組冰水堆積層構成。盾構加固地層主要為2、3層,土層特性詳見下表: 表 4-1 土層特性表地層名稱成因類型層號地5、層成分層底埋深(m)層厚(m)土層描述人工填土層(Q4ml)1雜填土1.42.21.82.1含灰渣、磚頭、碎石、粘性土等,部分地段含路面全新統低-高漫灘沖積成因土層(Q42al)河谷侵蝕1粉質粘土6.210.14.38.5黃褐-黑褐-灰褐色,可-流塑,中-高壓縮性,含淤泥質土、云母、鐵質結核,底部部分孔含砂夾層、粉土及淤泥質土。2粉細砂6.512.806.2灰-灰綠色,稍密,飽和,含粉土及粘性土夾層。3中粗砂21.222.59.611.4灰色,中密-密實,飽和,局部含礫、卵石、圓礫及粘性土夾層,部分地段有泥砂互層。下更新統東深井組冰水堆積層(Q12dfgl)侵蝕堆積粉質粘土22.022.49.6、311.5褐色-灰綠色,軟-硬塑,中-高壓縮性,含砂夾層,個別鉆孔含腐殖質及淤泥,呈灰褐色。下更新統猞猁冰水堆積層(Q11shal)1中粗砂23.429.33.35.1黃灰,灰色-灰綠色,個別鉆孔呈褐灰色、黃色,中密-密實,飽和,含粘性土夾層,個別鉆孔含礫砂夾層。2粉質粘土夾中粗砂30.030.41.23.4灰綠色-灰色,個別孔呈灰褐色,流塑-硬塑,中-高壓縮性,含細砂及中粗砂層和云母。3中粗砂37.639.27.59.6灰色-灰綠色,密實,飽和,局部含礫石、卵石、角礫及粘性土夾層。4.2水文地質(1)地下水的類型車站地下水主要為潛水和承壓水,承壓水又分為第一層孔隙微承壓水和第二層承壓水。潛水7、含水層主要有1雜填土層,A1層粉質粘土層,A1T2淤泥質粉質粘土層構成,穩定水位埋深在地面下3.00m3.60m,水位起伏基本和地形起伏基本一致,潛水主要接受大氣降水、地下管線滲漏補給,亦和松花江、馬家溝河水呈互補關系,以蒸發和側向徑流排泄為主,地下水位年變化幅度在1.00m2.00m左右。孔隙微承壓水含水層由A2層粉砂、A3層中砂、A3T2粉砂構成,相對隔水底板為層粉質粘土,微承壓含水層水頭埋深在地面下4.0m4.8m。承壓水含水層由1層中砂、2層粉質粘土、3層中砂構成,相對隔水頂板為層粉質粘土,相對隔水底板為11層強風化粉砂質泥巖,承壓含水層水頭埋深在地面下4.93m5.95m,承壓水頭高8、度為16.6m18.0m。5 .施工部署5.1 施工組織安排哈東站站端頭井加固計劃工期為60天,盾構井加固采用三重管高壓旋噴樁結合冷凍法進行加固。綜合考慮車站站位以及施工進度的要求,施工流程及施工組織安排如下:(1)接入施工用水、用電,及作業面平整,做好施工前的準備工作。(2)組織設備,材料進場,進行旋噴樁施工。(3)待旋噴樁施工完畢,施工凍結加固,本方案僅為旋噴樁施工方案,凍結施工方案另詳。5.2 資源配置5.2.1人員配置本工程計劃進場的主要管理及專業技術人員有:現場施工負責1人,安全管理1人,質檢技術人員3人,施工測量3人,專業操作人員12,力工20人。工區經理 張偉安全長 李國明質檢員9、張建中技術員李廣斌材料員王光勝 試驗員郭勇軍 安全員李濤測量員魏延杰施工員王國強旋噴施工班組 圖5-1 旋噴樁地基加固施工管理組織機構表51勞動力配置表工種人數(人)備注工班長1水泥工4吊車司機2力工20 主要進場設備表52要機械設備配置表機械設備名稱規格型號單位數量備注泥漿攪拌機MVT400臺2地質鉆機XY300臺4注漿機PH15臺2汽車吊25t臺2電動空壓機LGD-12-X臺2潛水泵JQB15-6臺4泥漿泵SLN33臺2旋噴臺車GS500-4臺2高壓清水泵臺2 工程所用主要材料P.C 32.5 復合硅酸鹽水泥,7000t;氯化鈣,140t6.盾構井加固施工工藝及質量保證措施6.1施工說明 10、三管旋噴管為分別輸送水、氣、漿三種介質的三重灌漿管。高壓水射流和外圍環繞的氣流同軸噴射沖切破壞土體,在高壓水射流的噴嘴周圍加上圓筒狀的空氣射流,進行水、氣同軸噴射,可以減少水射流與周圍介質的摩擦,避免水射流過早霧化,增強水射流的切割能力。噴嘴邊旋轉噴射,邊提升,在地基中形成較大的負壓區,攜帶同時壓入的漿液充填空隙,就會在地基中形成直徑較大、強度較高的固結體,起到加固地基的作用。 根據以往旋噴施工經驗以及設計圖紙地基加固強度指標,本方案旋噴樁采用900mm樁徑,間距600mm,多排咬合,由外向內逐排施工,并且保證相鄰樁孔旋噴注漿間隔不得超過72小時。旋噴加固最大深度定為18.5米,最大實樁長度111、2.5米,最小深度17.5米,最小實樁長度10.5米。旋噴注漿加固范圍橫向為盾構掘進隧道外邊線以外3米,縱向為車站圍護結構外邊線10米范圍,如上圖所示。6.2、施工流程及施工步驟施工流程管線探査測量放樣鉆孔高壓旋噴臺車就位攪拌水泥漿地面試噴下入噴桿旋噴灌漿終止旋噴灌漿封孔施工步驟.1管線探查施工前對加固場地內地下管線進行探查,如有地下管線,及時溝通產權部門進行管線改遷工作。.2測量放樣旋噴加固施工前,測量人員應根據測量基準點對樁軸線、孔位、孔口高程進行測量放樣,將各軸線的基準點投影到安全可靠且便于觀察的位置,用水泥釘在原混凝土路面標出孔位,并清除周圍雜物,用噴漆標記,隨后對鉆孔按軸線進行統一編12、號。.3鉆孔孔位測量放樣后,鉆孔采用地質鉆機鉆孔。鉆孔方法及注意事項如下:1)鉆孔就位前,將場地修理平整,鉆機就位后安裝穩固在設計的孔位上,用水平尺進行校正。然后調整鉆機的立軸和天車,使它們與孔位中心三點成一線,保證孔位偏差+5cm,鉆孔傾斜度1%;2)鉆孔前應編制每一軸線孔深表,并對施工作業班組進行交底,鉆孔孔深誤差+5cm。3)開孔時,輕壓慢轉,鉆進過程中隨時用水平尺校正鉆孔傾斜,發現偏斜及時進行糾偏。4)在鉆進過程中,為防止出現垮孔現象,采取泥漿護壁或跟管鉆進的施工工藝,以確保旋噴灌漿時的噴桿順利到達鉆孔底部。5)鉆進時要進行詳細的現場原始記錄以及不同地層鉆速變化和孔內的變異情況。6)各13、單孔鉆孔完畢后,機組操作人員先對鉆具鉆桿進行測量自檢,然后報請現場施工員及監理進行復檢,經驗收合格后方可停鉆終孔。.4旋噴臺車就位首先將臺車移位到達鉆孔的大概位置后,調整旋噴臺車的轉盤和天車,使噴桿能自然垂直通過轉盤中央與鉆孔孔口對齊。.5地面試噴鉆孔驗收合格后,準備向鉆孔內下入噴頭和噴桿之前,須進行地面試噴,以檢查高壓泵運行是否良好,輸漿管路是否密封通暢,噴桿、噴嘴有無泄漏。.6下入噴具地面調試好后,設法將噴嘴加以保護(先用透明膠包扎漿氣水嘴,再用現場廢棄的水泥包裝袋包裹噴頭。),防止噴具在下入孔內過程中泥砂進入噴嘴。.7攪拌水泥漿液灌漿材料采用32.5普通硅酸鹽水泥,水泥漿液的水灰比采用114、:0.61:0.8,攪拌水泥漿所用的水,應符合混凝土拌和用水(JGJ63-89)的規定。制漿采用高速攪拌機攪拌,首先按規定的水灰比向攪拌桶中投放水和水泥,經過充分攪拌后,用比重計測量水泥漿液的比重,符合要求后方可使用,禁止使用配制后時間超過4h的漿液。.8高壓旋噴灌漿1)開始旋噴灌漿時,應按照漿、氣、水的先后順序啟動機械設備,先由注漿泵向鉆孔中輸送水泥漿,再用空氣壓縮機輸送氣體,最后用高壓泵輸送清水;停止旋噴灌漿時,則按照水、氣、電、漿的先后順序關停。如果先后順序顛倒,泥砂很容易進入噴桿中的漿管而導致堵桿現象。2)噴具到達孔底后,盡快調整好壓力,使之迅速達到正常施工所需的壓力。開始時,保持噴桿15、停留在孔底不斷的旋轉,當孔口冒出水泥漿液時,再按照施工技術參數開始提升噴具;3)操作人員和供漿系統由現場施工員統一指揮,各方人員密切配合,并做好現場原始記錄;4)灌漿機操作人員做到熟練掌握有關技術參數,在現場施工員和技術員的指導下,根據孔深和孔內情況變化,及時調整有關技術參數,定時測量進漿和回漿比重;5)隨時做好壓力和流量的觀測工作,按要求如實記錄高壓灌漿的各項參數和出現的異常現象。高壓旋噴樁施工技術參數見表序號項目單 位參數值1空氣氣壓MPa0.7氣量m3/min102水水壓MPa35水量L/min903漿液配比水:水泥:氯化鈣=1:(0.60.8);0.0154提升速度cm/min812516、噴嘴直徑mm10(兩個),14(一個)6注漿壓力MPa17注漿量l/min100.9終止旋噴灌漿當噴頭達到設計樁頂高程時,停止灌漿作業。.10封孔確認旋噴樁的樁頂高程達到設計標高后,采用水泥漿回填旋噴樁以上的空洞。6.3旋噴施工質量控制6.2.3.1水泥進場前要求對廠家進行考察,每一批水泥進場時隨車提供水泥出廠質量檢測報告和合格證,水泥到場后,不同批次或者同一批次每200噸做一次抽樣檢測。抽樣工作必須在監理工程師現場監督下進行。水泥的儲藏和保管應做到防濕、防潮;6.2.3.2在正式施工之前進行原位旋噴取芯試驗,選擇合理的施工方法和技術參數;.3灌漿施工前檢查高壓設備和管路系統,其壓力和流量是否17、滿足設計要求,注漿管和噴嘴內不得有任何雜物,注漿管的接頭密封必須良好;.4在下入噴具和灌漿過程中,要注意防止堵塞噴嘴,在拆卸和安裝噴桿時動作要快。漿液的壓力和流量要符合設計值,否則,應拔出噴桿進行檢查,處理好后重新進行灌漿施工;.5灌漿時,現場施工員和技術員要注意檢查漿液初凝時間、漿液壓力、漿液流量、提升速度、冒漿量等參數,并隨時記錄;.6灌漿時,噴頭提升須保證連續不斷,中途如遇排除故障或拆管,動作要快,在重新開噴之前要求將噴頭插入原來位置以下50cm進行復噴,以確保樁體搭接。6.4質量檢驗(1)高壓噴射注漿根據工程要求采用取芯(常規取芯或軟取芯)試驗方法進行檢驗,并結合工程測試、觀測資料及實18、際效果綜合評價加固效果。(2)檢驗點應布在下列部位:A、有代表性的樁位;B、施工中出現異常情況的部位;C、地基情況復雜,可能對高壓旋噴射注漿質量產生影響的部位。根據本工程實際情況,可在加固區隨機抽取樁位進行取芯。(3)檢驗點的數量為孔數的1%,并不應少于3點。(4)質量檢驗宜在高壓噴射注漿結束28天后進行。(5)荷載試驗必須在樁身強度滿足試驗條件時,并宜在成樁28天后進行。檢查數量為樁總數的1%,且每項單體工程不應少于3點。7.施工應急措施根據經驗:孔口冒漿量小于注漿量的20%為正常現象,若超過20%或完全不冒漿時,應查明原因并采取相應措施。若因地層中有較大空隙引起的不冒漿,則可在漿液中摻加適19、量的速凝劑,縮短時間,使漿液在一定土層范圍內凝固。另外還可在空隙地段增大注漿量,填滿空隙后再后繼續正常旋噴。冒漿過大的主要原因一般是:有效噴射范圍與注漿不相適應,注漿量大大超過旋噴固結所需的漿量所致,減少冒漿的措施有三種:提高旋噴壓力。適當縮小噴嘴孔徑。加快提升旋噴速度。8現場安全保證措施8.1安全制度及安全檢查(1)貫徹“安全第一,預防為主”方針,管生產必須管安全,做到安全工作與生產任務同時計劃、同時布置、同時檢查、同時總結、同時評比。(2)加強安全生產的宣傳教育,工人報到后,按在冊人數三級教育,由安全長與每個人簽定安全生產合同書,未經教育培訓和簽定合同書的人員不準上崗作業。(3)每個分部分20、項工程,按工種由施工員或安全員,向班組做安全交底,交底要求具體、明確,要有正式的書面記錄和簽字。(4)每月安全領導小組作一次工地的安全檢查,平時,針對存在的問題,及時分片或分組開會教育,令其整改。(5)旋噴施工的動力泵采用高壓噴射為主的手段,安全措施尤為重要。高壓泥漿泵應全面檢查和清洗干凈,防止泵體的殘渣和鐵屑存在,各密封圈完整無泄漏,安全閥中的安全銷要進行試壓檢驗,確保能在額定最高壓力時斷銷卸壓,壓力表應定期檢查,保證正常使用,一旦發生故障,要停泵停機排除故障。人員需熟練操作技能,了解注漿全過程及鉆機旋噴注漿作用。漿液材料不要受潮或變質。不能使用受潮、結塊或過期水泥;對外加劑要分別存放。漿液21、材料及外加劑均應采用無毒材料。高壓膠管不能超過壓力范圍使用,屈彎使用時不能出現打折,防止高壓膠管破裂,延長使用時間。如果高壓旋噴機出現故障,需高空作業的,必須佩戴安全帶等防護措施。高壓旋噴后臺的水泥工須佩戴口罩等防護措施。8.2現場臨時用電安全措施(1)編制臨時用電施工組織設計和制定安全用電技術措施及電氣防火措施。(2)外電線路的安全距離,必須符合JGJ4699施工現場臨時用電安全技術規范的具體規定。(3)接地與接零保護系統采用TNS系統。保護零線與工作零線不能混接。(4)配電箱開前箱符合“三級配電兩極保護”的要求,做到“一機、一閘、一漏、一箱”的要求,電箱要有門、有鎖、有防雨措施。(5)照明22、專用電路要有漏電保護,潮濕作業作用36V以下安全電壓。(6)配電線路的電線不得老化、破皮。(7)不能用其它金屬絲代替熔絲。(8)電焊機外殼必須接地良好,其電源的裝卸由電工進行。(9)電焊機要設單獨的開關,開關應放在防雨的箱內,拉合時戴手套側向操作。(10)焊鉗與把線必須絕緣良好,連接牢固,更換焊條應戴手套,在潮濕地點工作時,站在絕緣膠板上。(11)嚴禁在帶壓力的容器或管道上施焊,焊接帶電的設備必須先切斷電源。9.文明施工(1)工地應保持場容場貌整潔衛生,棄渣棄物應集中傾倒入垃圾桶和垃圾坑內。(2)施工污水必須兩次澄清(11.5m3沉沙井兩個)后排入溝內。(3)出場運渣車輛必須沖洗后上公路,不準帶泥行駛。(4)庫房及民工住房、廚房應有防火宣傳標語,應設置防火滅火和其他消防裝置。附:哈東站站盾構井旋噴注漿加固示意圖