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广州市轨道交通三号线北延段施工十标【高增-人和】盾构区间1#联络通道土层加固施工方案编 制： 审 核： 审 批： 中铁十一局集团有限公司广州市轨道交通三号线北延段施工10标项目部二零零九年三月目 录1编制依据12工程概况12.1工程简介12.2与招标设计和施工设计蓝图的不同点12.3工程地质情况13施工难点24联络通道土体加固施工方案34.1加固范围34.2土体加固工艺选择34.3加固土体渗漏检查45施工部署55.1工期55.2设备及人员配置56主要工序施工顺序及施工方法66.1施工安排及工艺流程66.2施工步骤66.3成桩质量检验86.4旋喷桩施工技术要求96.5技术措施96.6常见问题及处理方法107联络通道土体加固施工注意事项118文明施工、环境保护措施118.1文明施工保证措施118.2文明施工保证措施1212中铁十一局集团广州轨道交通三号线10标工程1#联络通道土层加固施工方案1 编制依据（1）广州市轨道交通三号线北延段工程【高增人和盾构区间】土建施工项目招标文件(广州市地下铁道总公司2007年3月)；（2）广州市轨道交通三号线10标段详细勘察阶段高增至人和区间岩土工程勘察报告(广东省重工建筑设计院2007年4月)；（3）广州市轨道交通三号线10标段详细勘察阶段高增至人和区间补充岩土工程勘察报告(广东省重工建筑设计院2007年12月)；（4）广州市轨道交通三号线工程招标设计高增人和盾构区间(广州市地下铁道设计研究院)；（5）1#联络通道地层加固图(3B239-S-QJ-01-732)；1#、3#联络通道结构设计图。（6）国家及广州市相关法规、技术标准、规范等。2 工程概况2.1 工程简介本标段共有联络通道4座，其中2#联络通道在中间风井内和废水泵房结合设置；4#联络通道在盾构始发井段的明挖结构内结合设置。1#联络通道位于广州市白云区人和镇科技园内空地处，中心里程YDK23+990.0（ZDK-23+985.906），周边房屋为空置三层门面房，房屋与1#联络通道距离最近处约20m。联络通道在左右两线盾构掘进通过前进行地表加固，加固完成后对加固体进行检验，满足28天后无侧限抗压强度和渗透要求及两线盾构掘进通过后，即可进行联络通道结构的施工。2.2 与招标设计和施工设计蓝图的不同点与招标设计相比， 1#联络通道北移42m，竖井直径由2m变为3.9m，竖井范围内旋喷桩间距由800mm减为600mm，竖井周围两排旋喷桩实桩桩长由11.85m变为13.574m，其他基本无变化。2.3 工程地质情况 2.3.1 工程地质联络通道所处位置，地下水位在地面以下约1.22.5m，随季节降雨量变化而升高降低。地质情况自上而下主要是：人工填土层（Q4ml）：主要为杂填土和素填土，部分地段地表为耕植土，颜色较杂，主要为灰黄色、灰红色、灰褐色、褐红色等，素填土组成物主要为人工堆填的粉质粘土、中粗砂、碎石等，杂填土则含有砖块、砼块或生活垃圾，大部分欠压实稍压实，耕植土一般呈可塑状，含植物根，标贯击数为913击，平均9击。本层分布广泛，平均厚度2.0m。冲积洪积粉细砂层（Q4al+pl）：呈浅黄色、土黄色、灰白色等，组成物为粉砂、细砂，含粘粒，级配较差，饱和，主要呈松散稍密，局部中密状。标贯击数为529击，平均12击。钻孔揭露厚度为5.9m；冲积洪积中粗砂层（Q4al+pl）：呈灰白色、灰黄色、灰色等，组成物主要为中砂、粗砂、砾砂，含少量粘粒。局部为圆砾、卵石，呈稍密中密状，局部为松散状或密实状，标贯击数1317击，平均15击。本层分布较广泛，且厚度较大，钻孔揭露厚度为7.9m。冲积洪积土层（Q4al+pl）：呈褐黄色、青灰色、灰白色等，主要由粉质粘土、粘土、粉土组成，含少量砂粒，粘性土呈可塑状，软塑状或硬塑状；粉土呈稍密状，局部中密状或密实状。标贯击数910击，平均击数为9击。本层分布广泛，层厚6.8m。岩石中等风化带：本层为第三系下统莘庄组地层，岩性复杂，主要为泥岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、粉砂岩、粗砂岩、炭质页岩及炭质粉砂岩等，呈褐红色、青灰色、灰黑色等，陆源碎屑结构，薄层中厚层状构造，岩石结构部分破坏，矿物成分基本未变化，风化裂隙、节理发育，泥质、钙质胶结，岩芯呈短柱状、块状，岩质较软，本层分布广泛，层厚0.1012.90m，平均层厚3.52m。2.3.2 地质条件评价1#联络通道地层加固施工范围内为、地层，重叠构造，上部7.3m为地层、下部4.55m为地层。、砂层富含地下水，渗透性好，容易引起水、砂突出。因此，在施工联络通道时，必须对施工影响范围内的土体进行稳妥的加固处理措施。3 施工难点本联络通道全部位于、细砂、中粗砂层，含水量饱和，水源补充丰富。如果土体加固质量控制不好，旋喷桩可能出现桩与桩之间咬合不好或出现断桩现象，加固土体不能连成一体，在开挖过程中容易出现掌子面坍塌以及冒顶漏水等现象。4 联络通道土体加固施工方案4.1 加固范围1#联络通道所处位置，左右两线隧道中线间距15.706m，通道顶部覆土厚度11.10m。联络通道中间设出渣圆形竖井，外径3900mm。其土体加固范围，沿盾构隧道线路方向长为7.560m，宽24.706m，加固深度为20.204m，其中实桩长11.850m，空桩长8.354m；竖井周边加固厚度为1.320mm。如图2所示，图中阴影部分为三管旋喷桩加固部分。4.2 土体加固工艺选择1、借鉴以往地铁施工经验，一般认为三管旋喷桩比双管及单管旋喷桩成桩质量好，在较深地层施工更能保证旋喷桩成桩质量。本1#联络通道土体加固选择采用800mm三管旋喷桩施工工艺，桩与桩之间咬合200mm。2、针对砂层的地质情况，结合我单位施工实际经验，采用双高压三管旋喷桩施工工艺。即先从设计桩顶标高采用高压水和压缩空气旋喷下行切割松散桩周土体，直到设计桩底标高；然后采用高压水泥浆和压缩空气旋喷提升成桩。要求下行喷射的水压力和提升喷射的水泥浆压力均大于2530MPa。此工艺在砂层成桩质量较易保证。旋喷桩布置如图2所示。3、盾构隧道掘进通过联络通道时，必须严格做好钢管片背后的注浆，堵塞好钢管片与加固旋喷桩之间的缝隙。图2 土层加固三管旋喷桩平面布置520520600600本工程三管旋喷桩，共分为14排旋喷桩，每排41根。共计574根，除人工挖孔桩护壁部分以及三根试桩外，其余桩体实桩长11.85m，空桩长8.354m。人工挖孔桩周边1.32米范围内实桩长为13.574m。图三 旋喷桩布置详图4.3 加固土体渗漏检查在盾构到达前应对联络通道加固土体进行渗漏水检查，以防止上部砂层失水或流砂，造成地面沉降或建筑物破坏。具体办法是从地面钻孔取芯检查旋喷桩成桩完整性，取芯位置避开盾构隧道结构，选取旋喷桩咬合部位，钻孔必须用水泥砂浆回填密实。对加固体质量检查有两个标准：一是对加固体取芯，芯样28天后其无侧限抗压强度应满足以下要求，否则应采取补救措施。粉土：0.81.1Mpa粘性土：0.81.0Mpa砂土：1.42.0Mpa渗透系数应小于1.010-5cm/s二是观察取芯钻孔内有无水渗流出，有无流砂等现象，以确认其防水效果是否达到要求，否则要补充加固。补充加固一般采用注水泥浆或双液浆的方法进行。注浆完成后再重复取芯检查。直至满足要求。5 施工部署5.1 工期按三管旋喷桩成桩80m/台天、进场2台桩机作业进行计算，加上设备、物资进场及前期准备工作，同时考虑机器维修和阴雨天气的影响，预计工期如下：1#联络通道，三管旋喷桩574根，实桩总长6900m，施工工期为60天。施工时间：2009年4月2009年5月。5.2 设备及人员配置5.2.1 设备配置旋喷桩施工采用2台GD-2型地质钻机引孔，2台XP-300高压旋喷台车旋喷提升，喷浆采用三重管法、三喷嘴喷浆，设备配置见表1旋喷桩施工设备配套表。表1 旋喷桩施工设备配套表序号设备名称规格型号单位数量1地质钻机GD-2台22高喷台车XP-300台23高 压 泵3D2-5Z台24灌 浆 泵HB-80台25空 压 机P-0.8MPa，Q-6m3/min台26泥 浆 泵BW-150台27拌 浆 机WJG-80台25.2.2 施工人员组织表2 主要施工人员组织表岗位名称岗位职责管理人数施工人数项目经理全面管理1技术负责施工技术管理1生产副经理负责班组间现场协调工作2旋喷桩工班旋喷施工216工程管理部技术交底、质量检查，测量放线、试验52安全环保部安全检查23设备物资部材料、设备管理22人数合计15236 主要工序施工顺序及施工方法6.1 施工安排及工艺流程旋喷桩施工采用2台GD-2型地质钻机引孔，2台XP-300高压旋喷台车旋喷提升，喷浆采用三重管法、双喷嘴喷浆。施工工艺流程见图4旋喷桩施工工艺流程图。noyes桩机就位，调平、对中试 运 转泥浆配置钻 孔高喷台车就位、调试废浆排放下喷射管至设计桩顶标高停喷旋喷下行台车移位灰浆搅拌、过滤注 浆 泵高压清水泵空 压 机清洗注浆泵终孔检查沉 淀 池桩位测放回灌浆液旋喷提升泥浆清理排出图4 三管旋喷桩施工工艺流程图6.2 施工步骤6.2.1 测量放线施工前用全站仪测放旋喷桩施工的控制点，做好标记，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20mm。6.2.2 场地布置施工现场应做到“三通一平”，严格按照场地规划布置搭建材料堆场及各种施工、生活、安全、保卫和消防设施。6.2.3 修建排污系统旋喷桩施工过程中将会产生1020%的冒浆量，为此需要修建排污系统，将废浆液引入专设的沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在今后隧道掘进和碴土一并运走。6.2.4 机械设备进场机械设备进场要保证设备完好，机械性能良好，能够正常施工。平时要做好设备维修、保养，并储备必要的设备零件，维持施工的连续性。钻机跟机操作人员要求具备旋喷桩施工基本的专业常识和工作能力，并有一定的实践经验，能够保证安全施工。6.2.5 钻孔钻机就位后，对钻机进行调平、对中误差要小于20mm；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证桩体顶底标高满足设计深度。钻孔时采用泥浆护壁，泥浆的主要性能指标控制为：比重1.21.3，粘度2530s，含砂率小于5%；钻孔完成后经检查验收合格后钻机移位，高喷台车就位，进行喷浆作业。6.2.6 旋喷下行台车就位，接通高压水泵、空压机和注浆泵(泥浆泵)，调试水泵、空压机、泥浆泵，使设备运转正常，高压水压力应达到2630Mpa，流量7080L/min，压缩空气压力应达到0.60.8Mpa，流量13m3/min。 调试完成后，将旋喷管插入孔内至设计桩顶标高，喷射高压水和压缩空气切割土体，按3040cm/min速度下沉到设计桩底标高。喷浆时先送高压水，再送压缩空气。6.2.7 旋喷提升调试完成后，将旋喷管插至孔底，插管时边喷水边下沉，防止堵塞喷嘴，喷水压力小于1MPa，防止孔壁坍塌。喷浆时先送高压水，再送浆液，压缩空气晚送约30s。旋喷管插至孔底，将高压水换成高压水泥浆，要先达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量，喷嘴在设计深度要原地旋转1分钟左右，待孔口返浆后，再按确定的技术参数进行正常旋钻提升。在旋喷过程中，随时注意各设备的工作情况，以及水、气、浆的压力与流量，作好详实的施工记录。旋喷提升过程中如中途发生故障，立即停止施工，等检查排除故障后再继续施工。旋喷时的技术参数为：压缩空气压力0.60.8Mpa，流量13m3/min；水泥浆压力2630Mpa，流量90L/min，水灰比1:10.65:1；旋喷管提升速度812cm/min，旋转速度812r/min；水嘴直径：216mm，喷嘴夹角180。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，及时调整旋喷参数。6.2.8 台车移位，回灌浆液旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位，回灌浆液。6.3 成桩质量检验6.3.1 检验的时间、内容对旋喷桩施工质量的检验，在高压喷射注浆结束后4周，检查内容主要为：桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体均匀性等。6.3.2 质量检验的数量、部位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。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。6.3.3 检验方法（1）检验方法采用钻孔取芯的试验方法进行。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、强度，及其抗渗能力。(2)加固土体渗漏水检查在盾构到达前应对加固土体进行渗漏水检查，以防止上部砂层失水或流砂，造成地面沉降或建筑物破坏。具体办法是从地面钻垂直孔，孔要深入加固体内一定距离，然后观察，如孔内没有明显的水流出，并无流砂现象，可认为加固体防水效果达到要求，否则要补充加固，补充加固一般采用注水泥浆或水玻璃双液浆的方法进行。6.4 旋喷桩施工技术要求见表3 旋喷桩施工技术要求表。表3 旋喷桩施工技术要求表序号项 目 名 称技 术 标 准检 查 方 法1钻孔垂直度允许偏差1.0%实测或经纬仪测钻杆2钻孔位置允许偏差50mm尺量3钻孔深度允许偏差200mm尺量4注浆压力按设定参数指标查看压力表5桩体搭接200mm尺量6桩体直径允许偏差50mm开挖后尺量7水泥浆液初凝时间不超过20小时8水泥土强度Qu(28)1.2MPa试验检验9水灰比1:10.65:1试验检验6.5 技术措施1、引孔钻孔施工时要及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。为保证顺利安放注浆管，引孔直径采用130成孔，岩芯管长不小于2.0米。2、安放注浆管前，先在地表进行射水实验，待高压水、气、浆压正常后，才能下注浆管施工。3、采用32.5级普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样送检，合格后才能投入使用。水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。4、浆液水灰比采用1:10.65:1，浆液比重1.501.65kg/L，每米桩体掺入水泥350kg。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，实行定量加灰制，严格控制水泥用量。灰浆搅拌要均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液要连续搅动，防止水泥沉淀。5、施工前进行成桩试验，在设计规定的范围内调整施工参数，保证成桩直径不小于设计要求。6、严格控制喷浆提升速度，其提升速度要小于0.12m/min。喷浆过程要连续均匀，若喷浆过程中出现压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.4米重复喷射接桩，防止出现断桩。7、高喷孔喷射成桩结束后，采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因空孔的存在而引起周边土体的位移加剧。8、因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。9、实行技术人员随班作业制，及时发现和处理施工中的质量隐患，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。10、根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保旋喷桩的施工质量。调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告，经同意后调整。11、配备一台备用发电机组。旋喷桩施工，进入旋喷作业应连续施工，若施工过程中停电时间过长，启用备用发电机，保证施工正常进行。12、施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。6.6 常见问题及处理方法表4 旋喷桩常见问题及处理方法常见问题产生原因预防措施及处理方法1、固结体强度不均、缩颈喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择根据设计要求和地质条件，选用不同的喷浆方法和机具喷射设备出现故障（管路堵塞、串、漏、卡钻）中断施工喷浆前进行压水压浆压气试验，一切正常后方可配浆准备喷射，保证连续进行。配浆时必须用筛过滤。拔管速度、旋转速度及注浆量不配合，造成桩身直径大小不均，浆液有多有少。根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量穿过较硬的粘性土产生缩颈对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法喷射的浆液与切削的土粒强制拌和不充分、不均匀，影响加固效果控制浆液的水灰比及稠度，严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径，保证喷浆效果2、钻孔沉管困难，偏斜遇有地下埋设物，地面不平实放桩位点时同钎探，遇有地下埋设物清除或移桩位点钻杆垂直度超过1%喷射注浆前先平整场地，钻杆垂直度控制在1%以内3、注浆流量不变，压力突然下降注浆系统泄露检查各部位的泄露情况，必要时拔出注浆管检查密封性能4、压力陡增超过最高限值、流量为零，停机后压力不变动喷嘴堵塞拔管疏通喷嘴5、冒浆过大，超过25%有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过喷浆固结所需提高喷射压力；适宜缩小喷嘴孔径；加快提升和旋转速度。6、不冒浆地层有较大空隙在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间；在空隙地段增大注浆量，填满空隙后继续正常喷浆。7 联络通道土体加固施工注意事项1、在施工通道和作业面，挂设醒目的、具有针对性的警示牌、安全标志，如指令标志、提示标志、警告标志、禁止标志、高处作业标志等。工地主要出入口设置交通指令标志和警示灯，保证车辆和行人安全。2、雷雨天不进行桩基施工作业。3、电缆线路应采用“三相五线”接线方式，并安装漏电保护装置，做到用电设备“一机、一闸、一漏”。8 文明施工、环境保护措施8.1 文明施工保证措施8.1.1 文明施工具体措施1、制定文明施工管理目标：争创广州市双优文明样板工地。2、建立文明施工管理责任制为了全面落实市建委和市政府关于创建文明工地的要求，强化“谁承包，谁负责”的原则，本工程实行文明施工责任制。项目经理是施工现场的直接管理者，对管理的施工现场的文明施工负直接责任。项目副经理、作业队长对各自管辖的范围负管理责任。3、文明施工管理网络文明施工是涉及到人民群众的切身利益，同时也是取信于民、维护企业声誉的大事，一旦在文明施工中掉以轻心，造成的损失和影响是无法弥补的。我们将遵循“快速施工、集中施工、文明施工”原则，组织管理和施工，并指定文明施工管理网络。建立文明施工领导小组，加强文明施工管理。建立、健全以分管领导和文明施工员具体指导、项目经理现场负责，各施工队、班、组具体落实的管理网络，增强管理力量。8.2 文明施工保证措施1、严格遵守国家、广州市有关文明施工的规定。认真贯彻业主有关文明施工的各项要求，制定出以“方便居民生活，利于生产发展，维护环境卫生”为宗旨的文明施工措施。全力配合广州市筹建亚运会的准备工作，达到广州市文明安全工地的标准。2、本工程建设将全面开展创建文明工地活动，切实做到“两通三无五必须”。 a.两通：施工现场人行道畅通；施工工地沿线单位和居民出入口畅通。b.三无：施工无管线事故；施工无重大伤亡事故；施工现场周围道路平整，无坑塘和积水。c.五必须：施工区域必须严格分离；施工现场必须挂牌施工和工作人员配卡上岗；工地现场材料必须堆放整齐合理；工地生活设施必须清洁文明；工地现场必须开展以创建文明工地为主要内容的思想政治工作。3、实行施工现场平面管理制度，各类临时设施、施工便道、加工场、堆放场和生活设施均按经过业主审定的施工组织设计和总平面布置图实施，如因现场情况变化，必须调整平面布置，应画出总平面布置调整图报上级部门批准，不得擅自改变总平面布置或搭建其他设施。4、结合本标段工程实际情况，成立以项目经理为组长的文明施工领导小组，对项目经理部及各作业队负责人进行明确分工，落实文明施工现场责任区，制定相关规章制度，确保文明施工现场管理有章可循。