高升北站高压旋喷桩施工方案(最终版).doc

中国中中国中铁铁九局九局 秦沈秦沈铁铁路客运路客运专线专线能力加能力加强强工程工程 旋旋喷桩专项喷桩专项施工方案施工方案 中中铁铁九局秦沈客运九局秦沈客运专线专线能力加能力加强强工程工程项项目目经经理部理部 2016 年年 4 月月 目目 录录 一 编制依据 编制原则及范围 3 二 工程概况 2 三 主要工程数量及机具 3 四 工期安排 3 五 封锁方案 3 六 总体施工方案 4 七 高压旋喷桩施工工艺 6 九 质量保证措施 10 十 安全保证措施及应急预案 12 十一 文明施工及环境保护 14 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 1 旋旋喷桩专项喷桩专项施工方案施工方案 一 一 编编制依据 制依据 编编制原制原则则及范及范围围 1 编制依据 1 1 高升北站路基横断面图 秦沈加强施站 07 1 2 铁路工程地基处理技术规程 TB10106 2010 1 3 铁路工程基本作业施工安全技术规程 TB10301 2009 1 4 铁路路基工程施工安全技术规程 TB10302 2009 1 5 路堤坡面防护设计图 秦沈加强施路 07 1 6 软土地段路堤设计图 秦沈加强施路 08 2 编制原则 2 1 严格按照相关施工规范 验收标准和设计文件进行编制 2 2 优化施工方案 确保工程质量达到验收标准要求 2 3 采用先进可靠的安全预防措施 确保施工生产 人身安全和行车安全 3 编制范围 改建铁路秦沈客专能力加强工程 QSJQS 标 高升北站地基处理旋喷桩施工 旋喷 桩施工区段内旋喷桩数量表如下 序 号 里程 长度 m 处理 形式 根数 桩径 m 总桩长 m 桩长 m 1K583 920 K584 00282 旋喷桩 3280 634788 78 13 27 2K584 746 K584 82983 旋喷桩 3280 634258 78 13 27 二 工程概况二 工程概况 本段路基加固施工地段位于秦沈加强工程新建高升北站内 施工里程段为 K583 920 K584 002 K584 746 K584 829 既有路基顶宽 8 0m 边坡 1 1 5 既有线 中心距离新路基为 4 4m 地基加固采用 60cm 旋喷桩加固 既有路基自上至下分为 三排进行加固 第一排桩长 8 78m 8 88m 角度为 5 和 10 顺线路方向间距 1 0m 间 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 2 隔布置 第二排桩长 11 08m 第三排桩长 13 27m 角度为 10 顺线路方向间距 2 0m 间 隔布置 旋喷桩采用 P O 42 5 普通硅酸盐水泥 设计水泥浆水灰比为 1 1 水泥浆水 灰比为由试验室进行配比选定 旋喷桩 28 天后钻芯取样检测水泥土无侧限抗压强度 不小于 2 0MPa 1 地质条件 地形地貌 地处辽河冲洪积平原 地势开阔 地势平坦 既有秦沈线贯穿场地 大 部分为耕地 地层岩性 人工填筑土 以粉质粘土为主 黄褐色 硬塑 含少量碎石及卵石 厚度为 0 0 0 6m 粉质粘土 灰黄色 黄褐色 软塑 硬塑 土质不均 局部夹薄层细砂 厚度 0 0 2 0m 粉 土 灰黄色 黄褐色 稍密 潮湿 厚度 0 0 1 5m 细 砂 黄褐色 中密 潮湿 饱和 主要成分为石英和长石 含云母 少量石砾 厚 度 0 0 20 0m 2 水文地质条件 土壤最大冻结深度 1 2m 3 物理地质 本段地震动峰值加速度为 0 05g 对应地震烈度为 VI 度 三 主要工程数量及机具三 主要工程数量及机具 1 本段软土地基加固 656 根 合计 6903 延米 2 机具数量 旋喷桩施工所需主要机具设备表 序号机具名称 型号数量用途 1钻机SP 30 B4钻孔 2高喷台车LZ5001旋喷 3灌浆泵BW 1202 4搅拌机1制浆 5高压管20mm若干输送泥浆和水 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 3 6挖掘机PC2001平整场地 四 工期安排四 工期安排 1 总体工期 2016 6 1 2016 7 31 2 节点工期 上行侧旋喷桩 2016 6 1 2016 6 30 下行侧旋喷桩 2016 7 1 2016 7 31 五 封五 封锁锁方案方案 一 京哈上行线封锁施工 1 施工地点 京哈线上行线台安站 盘锦北 585km200m 583km580m 2 施工项目 旋喷桩施工 3 施工日期及封锁时间 2016 6 1 6 30 4小时 天 4 限速要求 列车慢行时间 6 1 6 30 列车慢行速度 本线施工时邻线对应本线施工地段限160km h 运输组织 影响列车由调度调整 5 设备变化 无 6 主体施工单位及负责人 中铁九局六公司 项目副经理 宁锐7 配合单位 锦州车务段 山海关工务段 锦州电务段 8 施工等级 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 4 二 京哈下行线封锁施工 1 施工地点 京哈线下行线盘锦北 台安站 585km200m 583km580m 2 施工项目 旋喷桩施工 3 施工日期及封锁时间 2016 7 1 7 31 4 小时 天 4 限速要求 列车慢行时间 7 1 7 31 列车慢行速度 本线施工时邻线对应本线施工地段限 160km h 运输组织 影响列车由调度调整 5 设备变化 无 6 主体施工单位及负责人 中铁九局六公司 项目副经理 宁锐7 配合单位 锦州车务段 山海关工务段 锦州电务段 8 施工等级 六 六 总总体施工方案体施工方案 旋喷桩施工全部在 V 窗内进行 根据现场调查既有路宽度 8m 既有线中心距 离路肩 4 4m 路基高度 7 0m 坡度 1 1 5 坡长 13m 钻机采用 SP30 A B 型水平旋转 钻机 钻杆直径 50cm 钻孔倾斜角度 10 90 自上至下分为三排进行加固 第一排 桩距路基面垂直距离为 2 258m 桩长 8 78m 8 88m 角度为 5 和 10 顺线路方向间 距 1 0m 间隔布置 第二排桩长 11 08m 第三排桩长 13 27m 角度为 10 顺线路方向 间距 2 0m 间隔布置 按照封锁计划先是在既有上行线侧集中加固施工 首先由技术 人员对第一排旋喷桩进行放样 然后按照钻机与第一排桩高度进行碗扣式脚手架平 台搭设 脚手架搭设长度 10m 宽度 3 0m 脚手架两侧做好钢管斜撑 旋喷桩作业时 采用隔桩施工 每施工完成一根桩 迅速拔出注浆管 在注浆孔位上打入一根木桩或 堆放土袋进行止浆 如果发现浆液收缩大 及时进行补充浆液 施工过程中严格控制 喷射压力在 20MPa 内 接触网立柱基础附近喷射压力 10MPa 以内 第一排桩的喷射 压力控制在 16MPa 以内 旋喷桩浆液中加入亚甲基二奈磺酸钠 0 2 0 5 外加剂 和 HZC 速凝剂 1 2 待第一排桩施工完成后 从终点反向进行第二排桩进行施 工 循环作业 至到第三排桩施工完成 按照钻机提升速度 0 16 0 20m min 按平均 11m 桩长考虑 完成一根桩时间 1 2 小时 计划采用 4 台钻机同时作业 每天 4 小时 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 5 封锁施工 合计需要 2 个月全部完成 旋喷桩在施工时 需在对应的既有路肩及轨面 设置观测点 采用高精度水准仪全程跟踪测量 随时观察线路及路基的变化 确保行 车安全 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 6 七 高七 高压压旋旋喷桩喷桩施工工施工工艺艺 高压旋喷桩系利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头 以高速水平喷 入土体 借助液体的冲击力切削土层 同时钻杆一面以一定的速度旋转 一面低速徐 徐提升 10cm 25cm min 使土体与水泥浆充分旋喷混合凝固 形成具有一定强度 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 7 0 5 8 0MPa 的圆柱固结体 即旋喷桩 从而使地基得到加固 高压旋喷桩的工作 情况如图 高高压压旋旋喷桩喷桩工作示意工作示意图图 8 1 桩位测设 1 测量放线 根据设计的施工图和坐标网点测量放出施工轴线 2 确定孔位 在施工轴线上确定孔位 编上桩号 依据基准点进行测量各孔口地 面高程 桩位应严格按照图纸设计测设 偏差不得大于 50mm 8 2 确定工艺参数 该标段高压旋喷桩施工采用二重管法 采用 P O 42 5 级普通硅酸盐水泥 水泥及 水泥浆液的水灰比 1 1 为保证施工质量应严格遵守要求 校验施工工艺参数是否合 理 高压旋喷桩工艺参数如表所示 高压旋喷桩工艺参数 控制参数桩间旋喷桩 旋喷提升速度10 25cm min 水泥浆液流压力 25MPa 水泥浆液流量 30L min 空气压力 0 7MPa 水灰比0 8 经试桩验证高压旋喷桩工艺参数切实可行 桩质量高 则按照表中的各项控制参 数进行高压旋喷桩的后续施工 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 8 8 3 钻机钻孔 1 钻机就位 钻机主钻杆对准孔位 用水平尺测量机体水平 立轴垂直 钻机要 垫平稳牢固 2 钻孔口径应大于喷射管外径 20 50mm 以保证喷射时正常返浆 冒浆 3 施工场地勘察资料不详时 每间隔 20m 布置一先导孔 查看终孔时地层变化 4 造孔每钻进 5m 用水平尺测量机身水平和立轴垂直 1 次 以保证钻孔垂直 5 钻进过程中随时注意地层变化 对孔深 塌孔 漏浆等情况 要详细记录 6 钻孔终孔深度应大于开喷深度 0 5 1 0m 以满足少量岩粉沉淀和喷嘴前端 距离 终孔后将孔内残留岩芯和岩粉捞取置换干净 7 孔深达到设计深度后 进行孔内测斜 孔深小于 30m 时 孔斜率不大于 0 5 8 测量孔深 钻孔终孔时测量钻杆钻具长度 孔深大于 20m 时 进行孔内测斜 8 4 下喷射管 钻孔经验收合格后 方可进行高压喷射注浆 下喷射管前检查以下事项 1 测量喷射管长度 测量喷嘴中心线是否与喷射管方向箭一致 喷射管应标识 尺度 2 将喷头置于高压水泵附近 试压管路应小于 20m 试喷调为设计喷射压力 3 施工时下喷射管前进行地面气 浆试喷 即设计喷射压力 管路压力 4 设计喷射压力 管路压力为施工用的标准喷射压力 更换喷嘴时重新调试 5 摆喷施工下喷射管前 应进行地面试喷并调准喷射方向和摆动角度 6 在下喷射管过程中 为防止泥砂堵塞喷嘴 可边射水 边插管 水压力一般不 超过 1MPa 若压力过高 则易将孔壁射塌 8 5 旋喷制浆 旋喷机的转速和拌和能力应分别与所旋喷浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应 并应能保证均匀 连续地拌制浆液 保证高压喷射注浆连续供浆需量 本标段高压旋 喷桩施工采用二重管法 采用 P O 42 5 级普通硅酸盐水泥 水泥总用量为 550 水泥浆液的水灰比 1 1 在浆液使用前 检查输浆管路和压力表 保证浆 3 kg m 液顺利通过输浆管路喷入地层 旋喷用的水泥浆液在进入高压泥浆泵施喷之前 要进 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 9 行过滤 保证不超过 0 5mm 的颗粒进入 且无石块等杂质 以免堵塞喷管 配置的灰 浆应流动性好 便于泵送 喷射 8 6 喷射作业 高压喷射注浆法为自下而上连续作业 喷头可分单嘴 双嘴和多嘴 1 当注浆管下至设计深度 喷嘴达到设计标高 即可喷射注浆 2 开喷送入符合设计要求的气和水泥浆 待浆液返出孔口正常后 开始提升 水泥浆液流量大于 30L min 气压不宜小于 0 7MPa 旋喷提升速度 10 25cm min 3 高压喷射注浆喷射过程中出现压力突降或骤增 必须查明原因 及时处理 4 喷射过程中拆卸喷射管时 应进行下落搭接复喷 搭接长度不小于 0 2m 5 喷射过程中因故中断后 恢复喷射时 应进行复喷 搭接长度不小于 0 1m 6 喷射中断超过浆液初凝时间 应进行扫孔 恢复喷射时 复喷搭接长度不小 于 0 1m 7 喷射过程中孔内漏浆 停止提升 直至不漏浆为止 继续提升 8 喷射过程中孔内严重漏浆 停止喷射 提出喷射管 采取堵漏措施 9 为了提高桩的承载力和确保处理质量 在桩底部 1m 和桩顶 3m 范围内应适 当增加旋喷时间并复喷 8 7 冒浆 在旋喷过程中 往往有一定数量的土颗粒 随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出 地面 通过对冒浆的观察 可以及时了解土层状况 判断旋喷的大致效果和断定参数 合理性等 根据经验 冒浆 内有土粒 水及浆液 量小于注浆量 20 为正常现象 超 过 20 或完全不冒浆时 应查明原因及时采取相应措施 1 流量不变而压力突然下降时 应检查部位的泄漏情况 必要时拔出注浆管 检查其封密性能 2 出现不冒浆或断续冒浆时 若系土质松软则视为正常现象 可适当进行复喷 如系附近有空洞 暗道 则应不提升注浆管 继续注浆直至冒浆为止 或拔出注浆管 待浆液凝固后 重新注浆直至冒浆为止 必要时采用速凝浆液 便于浆液在注浆管附 近凝固 3 减少冒浆的措施 冒浆量过大的主要原因 一般是有效喷射范围与注浆不相 适应 注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 10 提高旋喷压力 喷浆量不变 适当缩小喷嘴直径 旋喷压力不变 加快提升和旋转速度 8 8 充填回灌 每一孔的高压喷射注浆完成后 孔内的水泥浆很快会产生析水沉淀 应及时向孔 内充填灌浆 直到饱满 孔口浆面不再下沉为止 终喷后 充填灌浆是一项非常重要 的工作 回灌的好与差将直接影响工程的质量 必须做好充填回灌工作 1 将输浆管插入孔内浆面以下 2m 输入注浆时用的浆液进行充填灌浆 2 充填灌浆需多次反复进行 回灌标准是 直到饱满 孔口浆面不再下沉为止 3 应记录回灌时间 次数 灌浆量 水泥用量和回灌质量 8 9 清洗结束 每一孔的高压喷射注浆完成后 应及时清洗灌浆泵和输浆管路 防止清洗不及时 不彻底浆液在输浆管路中沉淀结块 堵塞输浆管路和喷嘴 影响下一孔的施工 能满足设计技术指标又经济的施工参数作为正式施工的指导依据 报监理审核 九九 质质量保量保证证措施措施 1 保证质量的控制措施 1 1 工程工艺控制 1 单位工程开工前 认真编制施工组织设计 经监理工程师审批后 严格按照 施工组织设计施工 2 主要分部 分项工程编制施工方案 科学地组织施工 3 在施工过程中 经常检查施工组织设计及施工方案落实情况 以确保施工生 产正常进行 1 2 工程材料控制 对采购的原材料 构 配 件 半成品等材料 要建立健全进场前检查验收和取样 送检制度 杜绝不合格的材料进入现场 1 水泥等其它外购材料必须三证 出厂证 合格证 检验证 齐全 进场后按规定 抽检 合格后方可使用 2 地方材料先调查料源 取样试验 试验合格经监理认可后方可进料 3 现场设专人收料 不合格拒收 施工过程中若发现不合格材料及时清理出现 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 11 场 1 3 施工操作控制 施工操作者是工程质量的直接责任者 工程质量的好坏 单就工序质量来说 施 工操作者是关键 是决定因素 1 施工操作者必须具有相应的操作技能 特别是重点部位工程以及专业性很强 的工种工程 操作者必须具有相应工种岗位的实践技能 必须做到考核合格持证上岗 2 施工操作中 坚持 三检 制度 即自检 互检 交接检 所有工序坚持样板制 牢固树立 上道工序为下道工序服务 和 下道工序就是用户 的思想 坚持做到不合 格的工序不交工 3 按已明确的质量责任制检查落实操作者的落实情况 各工序实行操作者挂牌 制 促进操作者提高自我控制施工质量的意识 4 整个施工过程中 做到施工操作程序化 标准化 规范化 贯穿工前有交底 工中有检查 工后有验收的 一条龙 操作管理方法 确保施工质量 2 技术要求 2 1 注浆工艺 高压旋喷注浆 均是自下而上 连续进行 若施工中出现了停机故障 待修理好 后 需向下搭接不小于 500mm 的长度 以保证固结体的整体性 2 2 水泥用量的控制 在喷浆提升过程中 控制水泥用量是关键 水泥的用量与喷浆压力 喷嘴直径 提升速度及水灰比等有直接关系 具体控制方法 1 确定水泥用量后 若水泥量剩余 则措施如下 适当增加喷浆压力 加大喷嘴直径 减慢提升速度 2 确定水泥用量后 若水泥量不够 则措施如下 保证桩径的情况下适当减少压力 喷嘴直径适当减少 保证桩体强度的情况下适当加快提升速度 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 12 加大水灰比值 3 固结体控形 固结体的形状 可以通过调节旋喷压力和注浆量 改变喷嘴移动方向和提升速度 予以控制 由于本工程设计固结体的形状为圆柱形 在施工中采用边提升边旋转注浆 考虑到深层部位的成形 在底部喷射时 加大喷射压力 做重复旋喷或降低喷嘴的旋 转提升速度 而且针对不同土层 硬土 可适当加大压力和降低喷嘴的旋转提升速度 使固结体达到匀称 保证桩径差别不大 4 桩头部分处理 当旋喷管提升接近桩顶时 从桩顶以下 1 0 米开始 放慢提升速度 旋喷数秒后 再向上慢速提升至桩顶面 当浆顶面高度达到要求后停止水泥浆 水 风 的输送 将 旋喷浆管旋转提升出地面 关闭钻机 5 防止串孔的措施 在施工过程中 各机组采取跳打的施工方法 在高压缩土层适当减小喷浆压力 加快提升速度和旋转速度 3 关键工序质量保证措施 1 测量放线 根据设计的施工图测量放出的施工轴线 允许偏差为 10mm 当长度 大于 100m 时 允许偏差为 15mm 2 钻机造孔 钻机就位 主钻杆中心轴线对准孔位允许偏差不超过 5cm 3 测量孔深 钻孔终孔时测量钻杆钻具长度 允许偏差不超过 5cm 4 下喷射管 喷射管下至设计开喷深度允许偏差不超过 10cm 5 供气情况 气压力控制在 0 7MPa 6 喷射注浆 高压喷射注浆开喷后 待水泥浆液返出孔口后 开始提升 喷射过 程中出现压力突降或骤增 必须查明原因 及时处理 喷射过程中孔内漏浆 停止提 升 7 旋喷 旋摆次数 旋喷速度 r min 允许偏差不超过设计值的 0 5r min 8 充填回灌 终喷提出喷射管后 应及时向孔内充填灌浆 直到饱满 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 13 十十 安全保安全保证证措施措施及及应应急急预预案案 1 所有施工作业人员进场后立即组织安全教育和培训并考核 考核合格后持证 上岗 2 施工前 详细查清线路两侧地下管线情况 对位于边坡上的地下管线进行防 护 施工时 工点两端 800m 设施工作业标 并在路肩处挂好安全防护绳等 严禁作业 人员上道 3 为防止成桩时的膨胀对线路和既有构筑物的破坏 采用水准仪对轨道线路方 向高度变化情况进行监测 采用道尺对轨道的水平位移进行监测 监测时 严禁钢尺 等导电体搭接轨道 4 每台用电设备有各自专用的开关箱 开关箱中必须装设漏电保护器 实行 一 机一闸一保护 制 严禁用同一个开关电器直接控制两台及两台以上的用电设备 5 脚手架在使用前应进行认真检查验收 严禁出现探头板 大风大雨后 应对脚 手架进行严格检查 是否有倾斜 下沉 崩扣 松扣等现象 脚手架应自上而下逐步拆 除 严禁推到或拉到 拆下的脚手架材料严禁随意抛掷 拆除脚手架时 严禁非工作 人员进入作业区 6 吊装作业时 必须由已取得操作资格证的人员操作 全过程必须有专人指挥 7 在施工过程 对机具的运转情况 输浆管连接情况定期检查维修 防止设备构 件脱落伤人 严禁在机械运转过程中检修 保养 8 进场后立即对高压泵的各项仪表进行标定 以保证各项数据的准确性 施工 作业过程中 设专人监控各项仪表 若仪表读数超出设计范围立即停止作业 查明原 因后方可继续施工 9 定期对输浆管进行检查 严禁使用破皮 老化的输浆管 以防止注浆时爆管 10 营业线观测 1 观测桩设置 每一个观测点设置在营业线路肩上 间距 15m 设置 用于观测施工过程中营业 线线路水平 位移及沉降变化情况 2 观测频次 在施工旋喷桩期间观测频率为 2 小时 次 其余施工期间观测频次每天必须三次 改建铁路秦沈客专能力加强工程QSJQS 标段 旋喷桩施工方 案 14 直至旋喷桩施工完毕后 1 天 无异常情况停止观测 3 观测控制标准 临近线路一侧位移单日位移达 2 至 3 毫米且不收敛时或累计位移达 10 毫米时 当其余位移达 4 至 5 毫米且不收敛时或累计位移达 30 毫米时 时必须停工 与监理 和设备主管部门 工务段 共同分析原因 制定补强措施 11 驻站防护 1 营业线施工 临近既有线施工现场使用的施工机械高度 或作业时的伸展高 度 在机位的水平投影侵入既有线栅栏的 无栅栏的为相邻线路路肩 桥梁护栏等以 外 2m 位置 必须按规定指派现场防护员 驻站联络员 驻站联络时必须携带 沈阳铁 路局安全防护驻站联络派遣单 提前 施工作业提前 40 分钟 到车站信号楼 经车站 值班员 签认后方可驻站作业 施工派遣单应由公司