天津LNG项目输气干线穿越南港铁路工作坑支护施工技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 天津 LNG 项目输气干线穿越南港铁 路工作坑支护施工技术 【摘 要】工作坑是穿越工程项 目的重要内容，基坑支护关系着工程安 全、质量、进度。本文依托天津 LNG 项目输气干线穿越南港铁路实际工程项 目，重点介绍了基坑止水、支护加固的 施工工艺和方法，对顶管机头进出洞口 和在建铁路路基进行加固，保障了工程 进程，降低了施工风险。 中国论文网 /8/view-12933207.htm 【关键词】输气干管；穿越；基 坑支护；施工技术 中图分类号： TU753 文献标识 码： A 文章编号： 2095- 2457（2018）03-0178-003 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 Construction Technology of Support Engineering for Tianjin LNG Project Gas Transmission Trunk Passing through Nangang Railway WU Xing-zheng （Sinopec Jiangsu Oilfield Construction Co.， Ltd.， Yangzhou 225002， Jiangsu Province， China） 【Abstract】The work pit is an important part of the project. The pit support is related to the safety， quality and progress of the project. This article relies on Tianjin LNG project gas trunk through the actual project Nangang Railway， focusing on the foundation pit water， support reinforcement of the construction techniques and methods of pipe jacking machine head entrances and exits and reinforcement of railway embankment to protect the project Process， reducing the construction risk. -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 【Key words】 Gas pipe； Crossing； Foundation pit support； Construction technology 1 工程概况 天津 LNG 项目输气干线工程在 南港铁路（在建，设计时速 80Km/h， 双线）里程 DK25+921.41 和 DK25+925.84 处，D1016 与 D813 天然 气管道与铁路交叉，交叉角度分别为 7526和 675311，穿越处需要预埋 1750（燃气）-s 型和 1550（燃气）-s 型两根防护套管，套管顶高程分别为- 4.6m-4.82m，至铁路路基面的距离分 别为 9.09m 和 9.31m。铁路南侧工作坑 位于 645 专用线与南港铁路之间，北侧 接收坑分别距离南港铁路 149m 及 66m。勘察资料显示，深度 20.0m 范围 内的地基土属第四系全新统人工填土层， 陆相沉积层、海相沉积层，稳定水位埋 深 1.51.6m，最大冻土深度 0.7m，标 准冻土深 0.6m。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 LNG 即液化天然气，主要成分 甲烷，无色、无味、无毒且无腐蚀性， 是一种清洁、高效的能源。随着我国 “西气东输”工程的蓬勃开展，国家天然 气“十三五”规划、煤改气等引导、规划 政策的不断深入与落实，大力推广天然 气已成为我国的能源政策。由于我国的 天然庾试捶植疾痪 匀，西部约占全 国陆上天然气资源的 87%，为了促进能 源结构和产业结构调整，带动东部、中 部、西部地区经济共同发展，天然气长 距离输送网络干线、连接各地区的支线， 工程规模大、投资高，沿途需要穿越项 目多，例如穿越公路、铁路、江河等。 1本工程施工技术为该类项目提供了有 效的借鉴和参考。 2 工作坑支护设计 工作坑施工经常由于地下水控制 不合理，支护结构选型不科学，施工监 测和数据处理不到位等原因，导致施工 过程中出现了很多问题，给现场施工操 作带来了诸多不便，甚至造成了巨大的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 经济损失和引发施工安全事故。2本工 程地下水位较高，渗透性较强，采用双 排 700mm 桩长 12m 水泥搅拌桩作为 止水帷幕，搅拌桩的搭接不小于 150mm；综合基坑深度，土的性状及地 下水条件，基坑周边环境对基坑变形的 承受能力及支护结构一旦失效可能产生 的后果，经济指标、环保性能和施工工 期等因素，采用 1000mm 桩长 20m 钢 筋混凝土钻孔灌注桩防护，钻孔桩上设 置冠梁，高度为 900mm，基坑并采用 I45b 双拼钢板桩腰梁及 610mm 钢管支 撑进行支撑。设计要点如下： （1）搅拌桩止水帷幕要求室内 配合比设计 7d 无侧限抗压强度 Qu0.8MPa，完成后渗透系数10- 6cm/s。钻孔灌注桩及冠梁，混凝土等 级为 C30，钢筋采用 HRB400、HPB300 热轧钢筋，钢材、型钢采用 Q235 钢、 Q345 钢。 （2）支护结构最大水平位移 0.3%Hmm（H 为基坑开挖深度） ，且 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 30mm。 （3）工作坑开挖时应分层，分 段对称平衡开挖，每层先挖中间土后挖 两侧土，每层挖土厚度不宜超过 3m， 开挖至支撑下 500mm 后及时架设支撑， 在支撑未达到正常使用前，不得超挖下 层土方。 （4）工作坑及支护结构施工需 要进行营利和变形监测，通过动态信息 管理，对监测数据及时处理并反馈以指 导施工，发现排桩异常情况应立即做施 工处理，防止发生工程事故。 （5）施工前须详细做好沿线地 下管物的物探，核实场区地下水情况， 将工程影响范围内容挖槽暴露于明面并 根据具体情况进行加固、架设、防护并 派人看守。 3 施工技术 3.1 水泥搅拌桩施工 3.1.1 试验 本工程施工前 先根据设计要求进行了室内配合比实验， 确定了最佳配合比，然后进行了成桩工 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 艺性试验，确定了各项工艺参数，并报 监理单位确定。试验桩每个工作坑 2 根。 3.1.2 施工程序 场地平整桩机就位预搅钻进 至设计深度反转喷浆搅拌提升重复 喷射钻进搅拌重复搅拌提升成桩完 毕、移位。 （1）桩机就位：用白粉放好桩 位线后钻机就位，桩位误差不得大于 50mm，垂直偏差不得超过 1%，桩直径 和桩长不得小于设计值。 （2）搅拌下沉：搅拌机冷却水 循环正常后，启动搅拌机电机，放松起 重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架切土搅 拌下沉，使土搅松，下沉速度由电机的 电流监测表控制，工作电流不应大于 10A；如下沉速度太慢，可从输浆系统 补给清水以利钻进。 当搅拌机下沉到一定深度时，按 预定掺入比和水灰比拌制水泥浆，并将 水泥浆倒入集料斗内备喷。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 （3）喷浆搅拌提升：搅拌机下 沉到设计深度后，开启灰浆泵，其出口 压力保持 0.4 0.6Mpa，使水泥浆自动 连续喷入地基，搅拌机边喷浆边旋转边 严格按已确定的速度提升，直到设计要 求桩顶标高。 （4）重复搅拌下沉：为使以喷 入土中的水泥浆与土充分搅拌均匀，再 次将搅拌机边旋转边沉入土中直到设计 要求深度。 （5）清洗：向已排空的集料斗 注入适量清水，开启灰浆泵，清洗管道 中残留水泥，直至冲洗干净，同时将搅 拌头清洗干净。 （6）移位：重复上述步骤，进 行下一根桩的施工。 3.2 钻孔灌注桩施工 本工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩， 正循环钻机成孔，施工工艺为：确定桩 位护筒制作与埋设桩机就位钻孔 注入泥浆清孔验孔钢筋笼制作安 装安装导管、二次清孔水下灌注混 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 凝土桩头混凝土养护。 （1）护筒的制作与埋设：护筒 采用厚 4mm6mm 钢板制作，水中桩 节长 4m，陆地桩护筒节长 2 米，内径 比设计桩径大 20cm。护筒埋设时顶部 高出施工地面 30cm，高出孔外水位 200cm，其中心轴线应正对测量标定的 桩位中心。 （2）钻孔：钻机就位后，钻杆 中心准确对准孔位中心，底座和顶端保 证平稳，待泥浆性能符合要求后开始钻 进，轻压慢转数分钟后，逐渐增加转速 和增大钻压，并适当控制钻速，正常钻 进时，应合理调整和掌握钻进参数，不 得随意提动孔内钻具，控制水头高度， 并经常测定泥浆性能。钻孔达到要求后 采用灌注桩孔径检测系统进行检查 （3）清孔验孔：，钻孔各项指 标符合要求后立即进行清孔，重点检查 孔内排出或抽出的泥浆手摸无 23mm 颗粒，泥浆比重、含砂率、粘度。采用 检孔器验孔设备检查孔深、孔径、倾斜 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 度及孔底沉砟厚度，达到要求监理工程 师签证后方可进入下道工序。 （4）钢筋笼制作安装：钢筋笼 采用加工场集中加工，分段加工，孔口 对接，每隔 2m 设置一组定位钢筋，每 组 4 根均匀设于桩基加强筋四周。汽车 吊装，钢筋笼接长安装到位后固定在孔 口。 （5）安装导管、二次清孔：试 拼、检验、安放导管。利用导管二次清 孔，检查孔底沉碴厚度。 （6）水下灌注混凝土：关键控 制好首批封底混凝土数量，导管下口埋 入混凝土中不小于 1m，然后连续进行。 整个灌注过程中，及时提升导管，控制 导管埋深，导管在混凝土埋深不小于 2m。最后浇筑面按高出桩顶设计高程 1 个直径，保证桩顶混凝土的质量。 3.3 冠梁施工 钻孔桩检验合格后开挖破桩头， 绑扎钢筋，经监理检验合格后立模浇筑 砼，拆除模板后覆盖洒水养生。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 3.4 工作坑支撑 工作坑分层、分段平衡开挖，每 层先挖中间后挖两侧，开挖至支撑下 500mm 后及时设支撑。采用 I45b 双拼 钢板桩腰梁及 610mm 钢管进行，腰梁 下采用角钢焊接成三角进行承托，腰梁 与排桩的间隙采用 C30 细石混凝土充填 密实。 3.5 洞口地基加固 顶管机头进出洞时，有水泥搅拌 桩止水及钻孔灌注桩围护，正常情况能 满足顶管机头出洞要求，但本工程由于 工程的需要，钻孔灌注桩需要凿除至基 坑底部略高于洞口顶部，洞口临空面桩 体难以承受地层的土压力，因此进行加 固处理。具体加固方案为：在洞口围护 桩外圈增加一排水泥土搅拌桩，与围护 结构同时施工，该排桩度比洞口宽 度每边宽 1.5m，深度比洞口下沿深 4m，施工方法与洞口水泥土搅拌桩类同。 3.6 铁路路基加固 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 为了保证工后铁路路基基本稳定， 顶管及两侧各 15m 范围内沿南港铁路的 地基采用 500mm 桩长 18m 钉型桩加 固，桩间距 1.6m，具体布置见图 2，其 中顶管两侧呈正三角形布置，顶管管间 呈正方形布置。其中扩大头部分直径 1.0m，扩大头长 4.0m。 4 施工监测与管理 在基坑工程中，工程的实际工作 状态与设计工况往往存在一定的差异， 设计值还不能全面、准确的反映工程的 各种变化；由于工程的复杂性难从已有 的经验中借鉴，也难从理论上找到定量 分析、预测方法，需要依赖于施工过程 中的现场监测。特别是在基坑出现质量 问题或支护结构不稳定时，基坑监测就 成了决策者的耳目，时刻指引着基坑施 工工作向着安全、稳定的方向发展。 （1）监测的项目：围护桩顶水 平位移、钢管支撑轴力，桩身倾斜，水 位监测、地面沉降等。 （2）监测的程序：先根据设计 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 要求编制监测方案，布设控制网，设置 监测点，施工前测出初始值，施工时根 据设计频率观测。 （3）监测的等级及预警报警值： 基坑按照安全等级一级监测，地面最大 沉降量0.10%H，围护结构最大水平位 移 0.3%H（H 基坑开挖深度）的 80%时 应采取适当措施并加密观测次数；铁路 路基沉降值最大 3mm。控制值的 70% 为预警值，80%为报警值。 （4）仪器、观测精度、频率： 变形监测采用天宝 DNI12