盾构接收端头加固方案.docx

南京地铁十号线TA03标 盾构接收端头地基加固转向施工方案专家评审回复意见2012年10月19日下午，南京地铁建设有限责任公司在中铁十四局南京地铁十号线TA03标项目经理部会议室邀请五位专家对南京地铁十号线TA03标盾构接收端头井地基加固转向施工方案进行了评审，现回复如下：1、根据专家意见，我方对排洪沟的实际情况进行了调查，并配合业主和排洪沟、需改迁树木的产权部门（江心洲办事处）、以及河道改迁需用地的产权部门进行了沟通协调，为端头加固的顺利施工提供了依据。2、我方对河道进行了充分调查，并上报河道改迁、清淤、换填的专项方案；对加固设备进行了比较选择，增加了防抱钻措施。3、根据专家意见对冻结测温孔的位置和数量进行了优化调整。中铁十四局南京地铁十号线TA03标 过江地铁项目经理部南 京 地 铁 工 程承包单位： 中铁十四局集团有限公司 合同号： D10-TA03 监理单位： 上海建通工程建设有限公司 编 号： A3.11-（2012） 盾构到达端头加固方案监理审核意见回复针对监理审核意见的修改情况1、P5页中已经加入换算的单桩水泥数量（吨）。2、监理意见第2、3条所涉及的围堰方案已经另外上报。3、在以后的施工中，回填河道的粘土将经过我试验室严格检测合格后方可批准进入场地内使用。4、P27页严格按照监理意见执行，所有进场设备经过监理审核通过后方可使用。5、P30页已经按照监理意见修改。6、用电负荷问题，我部和业主单位已经与江心洲站施工单位上海机施进行沟通，对方确保用电供应。南京地铁十号线土建工程D10-TA03标中间风井江心洲站区间盾构到达端头地基加固方案编制： 审核： 审批： 中铁十四局集团有限公司二一二年十月32目 录一、编制依据及适用范围11.1编制依据11.2适用范围1二、工程概况12.1区间及盾构接收井结构概况12.2盾构接收端头水文、地质情况2三、盾构接收端头加固方案43.1端头加固的范围及技术要求43.2端头加固的主要方式43.3端头加固的主要施工工程量6四、施工筹划64.1施工总体方案64.2施工人员、材料、设备机具配置6五、施工方案及技术措施85.1端头加固前的施工准备工作85.2三轴搅拌桩加固施工95.3高压旋喷桩加固施工145.4冻结加固施工175.5应急降水方案26六、质量保证措施276.1 三轴搅拌桩质量保证措施276.2 高压旋喷质量保证措施276.3 冻结施工质量保证措施28七、安全、文明施工保证措施297.1施工现场297.2机械操作安全技术要点297.3供电及照明安全措施30一、编制依据及适用范围1.1编制依据本标段工程施工合同文件；中间风井江心洲站区间相关设计图纸；中间风井江心洲站区间地质勘查报告；江心洲站相关设计图纸；盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008)；建筑地基基础设计规范GB50007-2002；建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002；盾构区间接收端头现场踏勘所采集的资料；国家以及江苏省现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准；我单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配套能力。1.2适用范围本方案为中间风井江心洲站区间盾构接收端头加固方案，主要说明接收端头情况及端头加固措施，确保盾构的安全成功接收。二、工程概况2.1区间及盾构接收井结构概况中间风井江心洲区间概述中间风井江心洲区间设计起讫里程：右DK14+850.039右 DK11+251.065，区间全长3598.974m，为单洞双线断面，采用盾构法施工。盾构隧道管片内径10.2m，外径11.2m，厚度0.5m，管片环宽2m。管片衬砌圆环分为8块，结构形式为5(标准块)+2(邻接块)+1(K块)。管片错缝拼装,连接采用斜螺栓。区间采用一台海瑞克生产的复合式泥水气压平衡盾构机施工，盾构刀盘开挖直径11.64m，盾体直径11.5711.61m，盾体长度（含刀盘）14.23m，盾尾设计有4道盾尾刷+1道钢板束。盾构接收井概述盾构机穿越长江后，在江心洲站大里程端（西端头）接收，江心洲站为地下两层（局部三层）岛式站台车站，总长300.0m，盾构接收井宽24.1m,基坑深24.507m。西端大盾构接收井围护结构为1200mm厚地下连续墙。江心洲站西端盾构接收井平、纵剖面如图1-1、1-2所示。 图1-1 江心洲站西端盾构接收井平剖面图 图1-2西端盾构接收井纵剖面图2.2盾构接收端头水文、地质情况水文地质情况施工场区场地标高+6.2米，范围内地下水主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水。潜水含水层岩性主要由1层填土、2层黏土、淤泥质粉质黏土夹粉砂薄层组成，埋深浅，厚度4.5020.30m；场区微承压水含水层岩性主要由2层粉砂、细砂及4层砂、卵砾石层组成，层顶埋深4.5020.30m，厚度38.3045.90m。孔隙潜水主要补给来源为大气降水、地表水渗入、灌溉水回渗，水力坡度仅在千分之几至万分之几；微承压水主要补给来源为上部孔隙潜水下渗和长江水的侧向渗流，排泄方式以径流及向长江水体侧向渗流为主。孔隙潜水地下水位埋深0.301.80m、平均0.78m；微承压水水位埋深2.53.0m、标高+4.50+5.00m。 工程地质情况图1-4盾构接收端头地层分布图根据盾构区间隧道地质勘察资料，区间隧道接收端洞口土体加固地层隧道拱顶处淤泥质粉质粘土（-2b4，层厚4m5.6m）和粉砂、细砂各占一半（-3d3-4, 层厚9m7.5m），隧道顶部以下以粉细砂（-3d3-4、-4dl-2, 层厚16.48m15.12m）为主，夹杂部分粉质粘土（-3b2-3, 层厚1.5m4.7m），如右图1-4所示。（各种地质分布及物理性质详见表2-1,2-2所示）。 表2-1洞口土体加固范围地质土层特征表层号层底标高(m)层底深度(m)分层厚度(m)岩性描述-25.9410.40.4杂填土：局部为耕植土，以粉质黏土、粉砂为主，含植物根系及少量生活垃圾。-2b-41.8414.54.1淤泥质粉质粘土：细腻光滑，含贝壳碎片及腐殖质，有腥臭味，夹粉砂、粉土薄层，单层厚0.11.0cm，具层理。-3d3-4-7.15913.59粉细砂：呈透镜体分布于浅部-2b4层土中，厚度小，含云母碎屑。-3b2-3-8.659151.5粉质粘土：局部揭露，呈透镜体分布于-3d3-4层之中，土质不均，夹粉砂、粉土薄层，单层厚0.210cm，具层理。-3d3-4-11.35917.72.7粉细砂：呈透镜体分布于浅部-2b4层土中，厚度小，含云母碎屑。-4d1-2-26.15932.514.8粉细砂：饱和，颗粒级配较差，主要矿物成分以石英、长石为主，含云母碎片，局部夹粉质黏土薄层，单层厚0.52cm，底部偶含石英质卵、砾石，粒径13cm，亚圆形，含量一般小于5%。表2-1洞口土体加固范围土层物理性质指标(平均值)层号名称含水量土重度孔隙比压缩系数压缩模量垂直渗透系数水平渗透系数wea1-2Es1-2KvKh%KN/m3MPa-1Mpacm/scm/s2-1a2-3黏土36.7 18.5 1.033 0.543.792-2b4淤泥质粉质黏土夹粉砂40.2 18.0 1.129 0.623.501.09E-062.01E-052-2d3-4粉砂、细砂24.4 19.3 0.733 0.1412.502.13E-032-3b2-3粉质黏土37.1 18.2 1.059 0.494.412-3d3-4粉砂、细砂25.6 19.4 0.752 0.1412.941.67E-032-4d1-2粉砂、细砂20.4 19.9 0.643 0.1114.672.67E-032-5d1粉砂、细砂20.2 19.6 0.607 0.1116.532.20E-031.3周边环境和地下障碍物情况江心洲站位于江心洲（梅子洲）上，纬七路公路过江隧道出口南侧，车站西端头井为中间风井江心洲站盾构区间接收井。接收井西侧为原江心洲居民村落，目前已全部拆迁完成，南侧约20m处仍有两处两层民居尚未拆迁。江心洲车站西端头西侧7.79米20.91米处为一条排洪沟，盾构接收端头加固侵入整个泄洪沟宽度。施工前需首先施作围堰截断泄洪沟并进行清淤换填，回填至设计标高。沿泄洪沟边现有一排柳树，为保证端头加固施工，需对其中12棵柳树进行迁移。盾构接收井周边布置及现状如图1-5所示。盾构接收井端头加固区 图1-5 盾构接收井现状三、盾构接收端头加固方案3.1端头加固的范围及技术要求鉴于本工程实际工况，盾构接收端头加固区平面尺寸：21.2m22m（盾构隧道两侧各5m，5+5+11.2=21.2m，沿盾构掘进方向纵向加固长度为22m）。盾构接收端头加固区加固深度为拱底以下6m，其中拱顶以上5m、拱底以下6m范围为强加固区，其余为弱加固区。 加固范围如下图3-1、图3-2所示。弱加固区要求强度不低于原状土，强加固区土体加固强度指标：无侧限抗压强度qu0.8MPa，渗透系数110-7cm/s，同时确保加固土体的均匀性、密封性和自立性。 3.2端头加固的主要方式盾构接收端头加固采取三种方式进行加固：水泥土三轴搅拌桩+三重管高压旋喷桩+垂直冷冻固结。水泥土三轴搅拌桩由于盾构接收端头地层以粉细砂层为主，根据以往类似地层的施工经验，搅拌桩在粉细砂层施工过程中容易因塌孔产生抱钻现象，选用功率较大的动力头施工更为安全，故采用动力头功率225kw桩径1000750的三轴机搅拌桩施工。图3-3三轴搅拌桩布置形式示意图搅拌桩垂直度要求控制在1/200之内，按照最不利情况（即相邻两根搅拌桩向相反方向倾斜）考虑，其在底部形成的偏移量为：成桩深度垂直度2=27.671/2002=277mm。为保证盾构接收加固区的加固效果，搅拌桩施工组（排）间的搭接长度定为350mm，组间距定为2150mm，排间距定为650mm。桩长27.47127.858m，三轴搅拌桩布置形式见图3-3所示。根据中间风井盾构始发端头加固等类似地层的施工经验，三轴搅拌桩单桩强加固区（实桩）水泥掺量25%，单根水泥用量为21.28吨；弱加固区（空桩）水泥掺量10%，单根水泥用量为2.1吨。按照整个搅拌桩加固体核算，强加固区水泥掺量37.9%，弱加固区水泥掺量15.2%。三重管高压旋喷桩由于车站围护结构地下连续墙可能存在施工偏斜、塌孔等不确定性因素，搅拌桩无法紧贴地下连续墙施工，搅拌桩加固区与地下连续墙之间的800mm缝隙采用两排800600三重管高压旋喷桩施工填补，布置形式见图3-4所示。同时在端头井角部和搅拌桩加固区角部相接处各设置4根三重管高压旋喷桩进行包角处理，防止外侧地下水渗入。高压旋喷桩桩长27.471m。为避免地下连续墙塌孔等地下障碍物影响旋喷桩施工，有效保证旋喷桩的垂直度和施工效率效率，采用一台地质钻机提前引孔，而后进行三重管高压旋喷桩作业。图3-4高压旋喷桩布置形式示意图根据中间风井盾构始发端头加固等类似地层的施工经验，三重管高压旋喷桩强加固区（实桩）每延米水泥用量定为421.8Kg，弱加固区（空桩）每延米水泥用量定为100Kg。垂直冷冻为提高接收端头加固体与江心洲站围护结构的胶结强度，确保接收洞门破除安全，拟在西端盾构接收井围护结构外侧，布置三排垂直冻结管（孔、排距均为800mm，第一排距离地连墙400mm），总设置82根冻结管，冻结管深度为隧道拱底以下4m，长度25.47m。图3-5垂直冻结管布置形式示意图3.3端头加固的主要施工工程量表3-1接收端头加固区域工程数量表名称单位数量备注三轴搅拌桩（强加固区）m6809.18320组三轴搅拌桩（弱加固区）m670.429320组三重管高压旋喷桩（实桩）m1931.487根三重管高压旋喷桩（空桩）m458.57787根垂直冷冻固结钻孔m2088.5482孔积极冻结天45维持冻结天30估算土方清淤M3499.2估算土方换填M3873.6估算四、施工筹划4.1施工总体方案接收端头加固施工前必须首先截断泄洪沟，清淤换填后将河道改道，而后平整场地，依次施工三轴搅拌桩、高压旋喷桩和垂直冷冻，其总体施工安排及进度计划如下表所示：表4-1中间风井江心洲站区间盾构接收端头加固施工安排表序号施工项目施工时间工期主要施工内容1施工准备2012年12月1日2012年12月15日15天进场后进行场地平整、河道处换填土方。2搅拌桩2012年12月16日2013年2月18日65天290组三轴搅拌桩，桩长27.665m。3旋喷桩2013年2月19日2013年3月5日15天 87根三重管高压旋喷桩，桩长27.471m。4冻结钻孔及冻结设备、管路安装2013年3月6日2013年4月4日30天82根垂直冻结管钻孔；冻结站安装、管路布置。5积极冻结2013年4月5日2013年5月19日45天积极冻结45天。6维护冻结2013年5月20日2013年6月18日30天维护冻结，保证接收安全7水中进洞接收准备2013年5月20日2013年6月18日30天洞门破除15天，水土回填15天。冻结加固首先按工期计划完成钻孔和设备安装，开始积极冻结的时间根据盾构区间实际施工进度再做相应调整。4.2施工人员、材料、设备机具配置4.2.1施工人员配备项目部现场人员配置工区经理1人（吴奎），技术主管1人（栾磊），技术员2人（薛清涛、袁堂龙），质检员1人（巢达），专职安全员1人（蒋伟）。施工劳动力配置各分项工程施工劳动力配置见表4.1。表4-2 劳动力配置表施工项目工 种人数（人）备注清淤换填场地平整现场调度2机械设备司机10普工6现场配合小计18三轴搅拌桩施工机长（领班）2分两班桩机操作工8分两班后台水泥浆拌制6分两班机修工（电工）2分两班挖掘机司机1小计19三重管高压旋喷桩施工机长（领班）2桩机操作工6分两班后台水泥浆拌制4分两班挖掘机司机1小计48冻结施工钻孔、冻结管安装10电焊工4测量、技术员2冻结设备安装维护4普工4小计244.2.2施工设备配置三轴搅拌桩施工主要设备表4-3三轴搅拌桩施工设备配置表序号设备名称规格型号数量单位功率1中空三轴搅拌钻机1000 动力头1台225KW2履带式桩架LTZJ-42.5 重型桩机1台3全自动拌浆注浆系统1台75KW4挖掘机0.7M3 PC2001台5空压机9M31台6吊车25T1台旋喷桩施工主要设备表4-4旋喷桩施工设备配置表序号设备名称规格型号数量单位备注1旋喷机械SJ-G1001台2引孔钻机XP-30B2台垂直造孔3高压水泵3D22台4高压浆泵XP-90ED2台5空压机4.5M32台6全自动拌浆注浆系统1套75KW7挖掘机0.7M3 PC2001台垂直冻结施工主要设备 不能 表4-5冻结施工设备配置表序号设备名称规格型号数量单位备注1引孔钻机XP-30B2台垂直造孔2泥浆泵BW2502 台垂直造孔3螺杆冷冻机组W-YSLGF6002台冻结制冷4清水、盐水输送IS150-125-3152台盐水清水输送5冷却塔KST-802台冻结制冷6电焊机BX1-315 4台通用设备7加热箱1个强制解冻4.2.3施工材料计划表4-5端头加固材料计划用量表名称单位名称数量备注水泥吨三轴搅拌桩7479.613单桩强加固区25%，弱加固区10%吨三重管高压旋喷桩860.522实桩421.8Kg/m，空桩100Kg/m五、施工方案及技术措施5.1端头加固前的施工准备工作盾构接收端加固区为21.2m20m，向大里程方向侵入整幅排洪沟（排洪沟宽约8米）。施工端头加固前，首先进行河道改迁，并且对岸边的12棵树木进行迁移，而后施做围堰截断排洪沟，对端头加固施工需占用范围进行清淤换填，平整场地至标高+6.2，并完成水电接入等施工准备工作。加固区现状如图5-1所示。 图5-1 接收端头加固区现状图接收端加固区为21.2m22m，考虑施工设备用地等因素，河道换填范围长度为加固范围两侧各延伸5m，即31.2m，换填宽度为整个河道宽，换填深度考虑现状河底以下2m（目前河底标高约为+4.7m）。清淤工程量约为31.2m长8m宽2m深=499.2m3；清淤后标高+2.7m，而后素土回填至标高+6.2m，回填土方工程量约为31.2m长8m宽(6.2-2.7)m深=873.6 m3。1、泄洪沟清淤换填围堰施工完成后进行加固区范围的清淤换填工作（围堰方案另报），河道回填宜用灰土、粘性土回填，土中不得含有石块、碎石、灰渣及有机物。回填施工应均匀对称进行，并分层夯实。人工夯实每层厚度不大于250mm，机械夯实每层厚度不大于300mm。2、加固区域场地平整，测量放线在加固设备进场前应进行场地平整，场地平整标高与原上海机施场地标高相同，定为+6.2m，采用压路机压实。测量班对加固区域的边界进行定位，并放样搅拌桩施工控制点。3、施工用电、用水接入端头加固施工用电由上海机施现场总配电箱引出一个二级配电箱；施工用水由上海机施现场用水点接入或直接由泄洪沟中取水。5.2三轴搅拌桩加固施工三轴搅拌桩布置形式1000750，排距650mm，咬合350mm，组间距定为2150mm，排间距定为650mm。加固范围定为横向盾构隧道两侧5m，深度方向地面至盾构底部以下6m。从地面标高加固至拱顶5m为弱加固区；从拱顶5m至拱底6m为强加固区。加固区尺寸沿盾构掘进方向纵向加固长度为22m，垂直于盾构掘进方向宽度为21.2m，三轴搅拌桩成桩深度27.665m。三轴搅拌桩加固断面尺寸及如下图所示： 图5-5搅拌桩加固平面图 图5-6搅拌桩加固剖面图三轴搅拌桩平面布置图详见附图一5.2.1三轴搅拌桩施工参数（1）三轴搅拌桩浆液配合比根据设计要求，弱加固区洞口土体加固范围内土体强度不低于原状土，强加固区土体加固范围内的无侧限抗压强度不得低于0.8Mpa，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥。成桩28天后，在洞门加固区域钻10个孔对桩基进行钻心取样，每个孔按上、中、下三个部位取三组试样送检。钻孔取样位置示意图弱加固区单桩水泥掺入量为土体重量的10，强加固区单桩水泥掺入量为土体重量的25，采用水泥浆液配比为：水 : 水泥 =1.5:1（2）三轴搅拌桩施工技术参数表5-1三轴搅拌桩施工参数表项 目实桩段技术参数空桩段技术参数下沉速度（m/min）0.40.60.81提升速度（m/min）0.40.60.81注浆压力 （Mpa）12125.2.2三轴搅拌桩施工流程三轴深层搅拌的加固机理是采用三轴搅拌机向设计深度进行旋转掘进，同时在灰浆系统及高压风系统作用下，在钻头喷射出水泥浆液，钻头及螺旋钻杆将水泥浆与原位土体反复搅拌，各桩之间采取咬合方式施工，提高土体的强度。该施工方法的主要施工步骤如下：施工准备工作桩位放样根据测量点准确放好桩位，并复检，做好桩位定点标记。试桩施工搅拌桩机共试桩3组，主要确定了钻进速度、地层变换电流变化值、喷浆量大小、桩的深度、成桩时间、搅拌次数，为正式施工提供较准确的参数。施工步骤清除障碍：清除施工范围内的场地及地下障碍物。平整场地：先将施工场地加以平整，确保桩机正常行走，工作面宽度必须保证桩机正常施工，再按设计图纸准确测放桩位轴线后，桩机方可进入施工现场，施工要求水源充足，通电正常，合理布置施工现场。桩机就位：按照测放的桩位，将桩机移至桩位上，桩尖对准桩位，桩位偏差不大于5cm，调平机台，以线垂调整机身垂直度，垂直误差小于0.5%。配制水泥浆：接照设计要求的掺入比、桩长，将规定的P.O42.5普通硅酸盐水泥用量放入搅拌池中，加规定的水进行搅拌配制浆液，浆液的搅拌时间大于3分钟，不长于2小时，采用两次搅拌法。搅拌成桩：将桩机钻头尖部对准桩位下钻，一边打开送浆泵送浆至钻头出浆口,成桩过程需均匀喷浆，自拱底向下6米加固区为两喷四搅，其余加固范围为两喷两搅（具体如图5-7所示）。图5-7 三轴搅拌桩施工流程图成桩过程中根据已知的钻杆长度控制机头提升下沉速度，桩顶标高及桩长，复搅时间及深度。根据压力计及水泥流量计控制喷浆压力和喷浆量。施工时为避免堵管需带浆下钻，钻头下沉的喷浆量应小于总量的1/2,严禁带水下钻。为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端；随后以匀速提升，提升过程中只搅拌不喷浆；钻头提升至复搅区顶端后，开始下沉进行复搅，复搅时边下沉边喷浆；再次下沉至桩底后开始提升，提升时在复搅区内只搅拌不喷浆；提升至复搅区顶端后开始喷浆搅拌，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆量应不小于一根桩的设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。成桩后，关闭送浆泵，移机至下一桩位进行施工。搅拌桩工艺流程图见图5-8。5.2.3搅拌桩施工控制要点搅拌桩施工控制结合工作量及施工场区等因素，使用1台搅拌桩机施工。指派管理人员负责文明安全施工，编制好水灰比、桩长等制成标牌统一悬持于桩机明显指定位置。开钻前，应用水清洗送浆管道，检查有无堵堵塞现象，检查机具各部件是否完好。为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，桩机应平稳平正，利用桩机内水平、垂直仪表校核桩机的垂直度，定期用经纬仪校正桩机的垂直度。为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备深度仪和比重计，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验孔深与水泥浆水灰比是否施工下一根桩清淤换填、场地平整、测量放桩位及复核桩机就位喷浆搅拌下沉复搅区二次喷浆搅拌重复喷浆搅拌提升提升至设计桩顶标高清 除 障 碍双向垂直度控制制备水泥浆、送浆满足设计要求。图5-8三轴搅拌桩施工流程图水泥搅拌配合比为水：水泥=1.5:1。水泥浆严格按照设计的配合比配制，水泥中不得有结块或杂物。为防止水泥离析，搅拌机应不断搅动。水泥搅拌桩实桩区施工采用两喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管需带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2,严禁带水下钻。每一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位，喷浆压力12Mpa。为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。施工中发现喷浆量不足，应整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。如果因返浆较多，将原施工桩位标志埋没时，必须重新利用引出的护桩布置桩位。质量检验水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做（3个一组）28天龄期的无侧限抗压强度试验，其强度不小于0.8Mpa。留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。对搅拌取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。三轴搅拌桩质量检验内容及方法详见下表5-2三轴搅拌桩质量检验标准。表5-2 三轴搅拌桩质量检验标准序号项目检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值1主控项目水泥及外掺剂质量符合出厂要求查产品合格证或抽样送检2水泥用量满足设计要求查看流量计3桩体强度或完整性检验满足设计要求按规定方法1一般项目桩底标高mm200侧机头深度2桩顶标高mm+100，-50水准仪3桩位偏差mm200用钢尺量5.3高压旋喷桩加固施工5.3.1旋喷桩施工参数距离江心洲西端头接收井地连墙外侧800mm范围内布置两排800600咬合200mm的旋喷桩，对加固体与中间风井围护结构接缝进行补强，加固深度27.471m，长度21.2m。为避免地下连续墙塌孔等原因造成旋喷桩成孔困难，施工前首先使用地质钻机引孔。施工平面图详见附图二。施工工艺参数见表5-3。表5-3 旋喷桩施工主要技术参数项目技术参数压缩空气气压（MPa）0.7水压力（MPa）2530水泥浆压力（MPa） 23水灰比1:1提升速度（cm/min）1520旋转速度（r/min）15205.3.2旋喷桩施工工艺及流程施工工艺流程见图5-9。（1）施工准备场地平整正式进场施工前，进行管线调查后，清除施工场地地面以下1米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。桩位放样施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，打设木桩作为标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。修建排污和灰浆拌制系统旋喷桩施工过程中将会产生1020%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。灰浆拌制系统主要设置在水泥罐附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。引孔钻机就位旋喷桩钻机就位深度检查下钻至指定深度回灌钻机移位三重管旋喷准备移位施工下一孔位引孔启动空压机送风启动高压泵送水试喷检查先喷射高压水浆液配制泵送喷浆作业观察旋喷参数孔内保持满浆测放桩位图5-9 旋喷桩施工流程图（2）钻机引孔引孔钻机钻头直径100mm，钻机就位后，对桩机进行调平、对中(采用水平靠尺与钻井机架吊锤球相结合的方法整平机架，对准设计桩位；而后用经纬仪或全站仪进行复核)，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在50mm以内，钻孔垂直度误差小于1.5%；钻孔前校验钻杆长度，过程中详细记录钻孔过程，保证孔底标高满足设计深度。引孔完成后钻机移位进行下一孔位引孔施工。（3）旋喷桩钻机定位、下钻引孔完成后旋喷桩钻机定位，与引孔钻机采取相同的方式进行调平、对中。旋喷桩机下钻施工前，应首先在地面进行试喷，并在机架和钻杆上做好标记，保证下钻深度的准确。在钻孔机械试运转正常后下钻，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边钻进，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。（4）旋喷提升当喷射注浆管到达设计深度后，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力，待喷浆正常后再逐渐提升旋喷管，以防止旋喷管被扭断。为保证桩底部的的成桩质量，喷嘴下沉到设计深度时，应在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，同时立即检修排除故障。（5）旋喷桩机移位旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头，清洗注浆泵及输送管道，然后将旋喷桩机移位，开始下一根旋喷桩的施工。5.3.3旋喷桩施工控制要点及质量检验施工控制要点施工前检查：在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面：原材料（包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂）的质量合格证及复验报告，拌和用水的鉴定结果；浆液配合比是否合适工程实际土质条件；机械设备是否正常，在施工前应对高压旋喷设备、地质钻机、高压泥浆泵、水泵等做试机运行，同时确保钻杆（特别是多重钻杆）、钻头及导流器畅通无阻；检查喷射工艺是否适合地质条件，在施工前也应做工艺试喷，试喷在原桩位位置试喷，试喷桩孔数量不得少于2孔，必要时调整喷射工艺参数。施工前还应对地下障碍情况统一排查，以保证钻进及喷射达到设计要求。施工前检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。施工中检查：施工中重点检查内容有：钻杆的垂直度及钻头定位，桩间搭接长度；水泥浆液配合比及材料检验；使用的水泥浆比重和注入的总的水泥用量钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等；喷射注浆时喷浆（喷水、喷气）的压力、注浆速度及注浆量；孔位处的冒浆状况；喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度；施工记录完备，施工记录应在每提升1m或土层变化处记录一次压力、流量数据。施工后检查：施工后主要对加固土体进行检查，包括：固结土体的整体性及均匀性；固结土体的有效直径；固结土体的强度；质量检验措施旋喷桩的检验采用钻孔取芯方法进行。在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度。检验点的数量为施工注浆孔数的2%5%，对不足20孔的工程，至少应检验2个点，不合格者应进行补喷。5.4冻结加固施工在前述三轴搅拌桩+高压旋喷桩加固土体的基础上，为了增强加固区的止水效果，利用垂直冻结孔冻结加固地层，使盾构机外围及洞口范围内土体冻结成强度高和不透水的板块，为破洞门提供条件。经过积极冻结后，通过测温孔观测计算，确定冻结满足洞门凿除条件后，开始破除洞口槽壁，盾构进洞前强制解冻，同时将洞口范围内冻结管拔出至盾构机上部维持冻结，待盾构机进洞完毕后拔出冻结管，融沉注浆。5.4.1冻结设计（1）冻结壁厚度设计根据工程的地质概况和前期搅拌加固情况，结合工程特点、土层条件及施工现场情况对本工程的冻结帷幕厚度进行设计。因进洞侧已进行了搅拌和旋喷加固，2.4m厚的冻结加固体主要起到封水作用，不再进行受力计算。冻结帷幕物理参数冻土平均温度取-10，冻土强度指标取抗压强度3.5MPa，抗拉强度2.1MPa，抗剪强度1.8MPa。加固体尺寸深度：加固深度为25.47m（至隧道底部以下4m）。宽度：盾构两侧边缘向外5m，加固宽度21.2m。厚度：2.4m。（2）冻结孔的布置采用三排冻结孔，第一排孔距槽壁0.4m，孔间距为0.8m，排距0.8m，总计82个，总钻孔深度为2088.54m。冻结孔的布置如图5-10所示。图5-10垂直冻结管布置图（3）测温孔布置盾构进洞加固区布置不少于4个测温孔，分别布置在隧道边缘两侧各1.5米处，如图5-11所示。根据钻孔的偏斜情况对测温孔的位置进行调整，目的主要是测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，以便采用相应控制措施，确保施工的安全。5.4.2制冷系统设计（1）参数选取冻结管选用1274.5冻结期去路盐水温度为-28-30，回路盐水温度为-25-28盐水比重1.26冻结管内盐水流量5m3/h冻结管散热能力：260Kcal/m2.h冷量损失系数：1.2（2）需冷量计算冻结需冷量计算：Q=1.2dHK式中:H冻结总长度, H=2089m；d冻结管直径, d=127mmK冻结管散热系数；进洞冻结加固时需冷量为：31.2104 Kcal/h（3）冻结站设置、机组选型及数量冻结站选用W-YSLGF600型螺杆冷冻机2台。每台机组制冷量28104 Kcal/h，电机功率220kw。（4）盐水系统盐水干管、集配液圈选型：1595焊管加工制作。氯化钙（80晶体）总用量：15吨盐水泵选型：选用3台IS150-125-315型离心式水泵（其中一台备用），流量200m3/h,电机30kw。（5）清水系统清水管选型：1334.5焊管加工制作。选用8m3清水箱3个。新鲜水补充量：30m3/h设备选型选用3台IS150-125-315型离心式水泵，流量200m3/h,电机30kw。选用KST80型冷却塔4台。（6）冻结管设计冻结管采用1274.5无缝钢管，供液管选用454无缝钢管。局部冻结的冻结管安装如下图所示。（7）冻结壁形成预测根据经验,取冻结帷幕发展速度25mm/天，冻结管最大孔间距取800mm，则交圈时间为t1=800/2/25=16天，冻结壁交圈时间取20天，整个积极冻结时间取45天。5.4.3施工工艺及流程钻孔施工冻结器安装施工准备监测系统安装冻结站安装探孔槽壁凿除冻结积极运转强制解冻隧道区域内冻结管拔出盾构进洞拔出所有冻结管，融沉注浆图5-11施工工艺流程图5.4.3.1钻孔施工工艺（1）钻孔设备选型考虑到打孔处已采用高压搅拌加固，钻孔难度较大。故选用XP-30B工程钻机2台，配特拉斯空压机GR20020空压机一台，采用冲击钻进工艺。在钻好孔内采用下套管测斜，使用灯光测斜，必要时采用JDT-5型陀螺测斜仪测斜以保证钻孔垂直精度。（2）钻孔技术要求钻进时，应按深度及地层情况的需要，及时增减钻铤，要求作到均匀、匀速钻进，严禁忽快忽慢，压力忽大忽小。合理掌握转速、压力及冲洗量，加尺或更换钻头时，钻具应下到距孔底0.30.5m处扫孔，不准将钻具停在一个深度长期冲洗。停电时，应将钻具提至安全深度，停电超过2小时，应将钻具全部提出，对所有钻具应经常详细检查，弯钻杆和磨损过大的钻杆禁止使用，终孔时应复核钻具全长，并冲孔将岩粉排净，再下管。冻结管应进行地面配组，丈量全长，做好记录，下管时应清除管内异物，保持清洁，试压封口后，应及时将冻结管周围的空隙用土填实，防止泥浆串孔。偏斜：冻结孔平均偏斜率不得大于5，冻结孔终孔间距不大于设计值，否则应予以补孔，冻结深度应满足设计要求，下管长度应不小于设计冻结孔深度。冻结孔测量定位测斜钻孔准备钻孔结束钻机安装找正正常钻进复测、检漏单孔完成纠偏测斜：冻结孔施工过程中使用灯光经纬仪进行终孔和成孔测斜并及时绘制冻结孔偏斜平面图。钻场基础：鉴于本工程打钻工期短，为了保证钻孔质量，现场应铺设简易泥浆沟槽。（3）钻孔施工流程钻孔施工流程如右图所示。图5-12 钻孔施工流程图5.4.3.2冻结施工工艺（1）冻结施工主要设备序号设备名称数量型号设备功率(KW)设备性能1螺杆机组2台W-YSLGF6002202盐水泵3台IS150-12531530备用台3清水泵3台IS150-12531530备用台4冷却塔4台KST-804其他30合计666冻结期间总用电负荷约666kw，在考虑线路电压损失较大的情况下，整个冷冻站选用YC3120225低压橡套电缆3根，分别供2台冻结机组及相应配套设备。生产准备基础施工安 装试压，包扎保温充氟、试运转正常运转盾构进洞撤 场冷却水供给冻结器安装冻结孔验收设备试压检 测拆 除（2）冻结施工流程图5-13冻结施工流程图（3）冻结站安装 冻结站布置在一侧，2台机组并联安装，可相互备用，冷冻站占地约200平方米。（4）冷冻机组的安装就位与固定按照冻结站布置图，将冷冻机组就位后，用螺栓与基础进行可靠固定。固定时注意要用水平尺对机组进行找平，通过不断调整垫铁将机组调平。根据现场的管路布置，可以灵活调整冷凝器两头盖板，已达到优化管路布置的目的。将机组启动柜可靠布置在机组旁边，利于操作方便的位置，同时注意与机组之间留下一定的空间，要对平时的操作维护带来方便。管路连接盐水管路与清水管路与机组之间采用法兰连接，要合理地布置安装阀门，利于平时开启与关闭操作，又要对维护时的拧螺栓等提供方便。机组密封检测冷冻机组一定要保证机组的密封性能可靠，否则造成机组漏氟，制冷效率下降，达不到理想的制冷效果。首先进行制冷系统的检漏，在确保系统无泻漏后，再充氟加油。机组加油检查机组里冷冻机油的量，如果过少，要向机组加油，冷冻机组选用46#冷冻机油。（5）清、盐水泵的安装检查水泵和电机，确保在运输和装卸过程中没有损伤。检查工具和起重机械，并检查机器的基础。安装装泵的基础平面应水平找平，放置好后再检查一下整台机组的水平度。 泵的吸入管路和吐出管路应有各自的支架，不允许管路重量直接由泵承受。泵轴与电机旋转方向应一致。泵的吸入口不宜过高，要高于清、盐水箱底20cm左右。在清水泵的吸入口安装一道滤网，在盐水箱中间设置一道滤网，以防止有杂物被吸入管路内。检查泵及管路及结合处有无松动现象。用手转动泵轴，检查泵轴转动是否灵活。向轴承体内加入轴承润滑机油，观察油位应在油标的中心线处，润滑油应及时更换或补充。（6）冷却塔的安装冷却塔安装过程中应注意防火，严禁在塔体及其邻近使用电焊（或气割）等明火，也不允许在场人员吸烟等。如动用明火，应采取相应的安全措施。冷却塔基础应保持水平，要求支柱与基面垂直，各基面高差不超过1mm。中心距允许差为2mm。塔体拼装时，螺栓应对称紧固，不允许强行扭曲安装，拼装后不得漏水。冷却塔塔脚与基础固定牢固。冷却塔零部件在运输、存放过程中，其上不允许压重物，不得暴晒，且注意明火。冷却塔进、出水管及补充水管应单独设置管道支架，避免将管道重量传递塔体。风机叶片应妥善保管，防止变形。电机及传动件应上油，在室内存放。为避免杂物进入喷嘴、孔口，组装前应仔细清理。冷却塔安装完毕后，应清理管道、填料表面、集水盘等污垢及塔内遗物，并进行系统冲洗。（7）冷冻机组调试在制冷系统调试前，一定要做好系统内部的清洁和干燥工作。制冷剂的充注现场安装后，外观检查如果未发现意外损伤，如果发现制冷剂已经漏完或者不足，应首先找出泄漏点并排除泄漏现象，然后加入制冷剂。充注时，可直接从专用充液阀门充入。制冷剂充注量不足会导致冷量不足。制冷剂充注量