光伏桩孔护壁施工方案

光伏桩孔护壁专项施工方案一、工程概况本工程为光伏电站桩基施工项目，位于内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特中旗风电场内，场区总面积约2500亩，规划安装容量50MWp。根据地质勘察报告，场地土层分布自上而下依次为：①素填土（厚0.5-1.2m，松散状态）；②粉砂土（厚2.3-4.8m，稍密-中密，地下水位埋深3.5-6.2m）；③细砂层（厚3.5-7.2m，中密-密实）；④中风化花岗岩（揭露厚度5.8-12.3m）。本项目共设计光伏支架桩基8640根，桩径分为Φ400mm（7200根）和Φ500mm（1440根）两种规格，有效桩长8-15m，混凝土设计强度等级C30，采用机械钻孔灌注桩工艺，成孔过程中需对不稳定土层实施护壁措施。二、编制依据1.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）2.《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）3.《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）4.《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）5.本工程地质勘察报告（编号：2024-GC-078）6.光伏支架基础结构图（图号：GF-01~GF-15）7.施工组织设计及专项施工方案审批表三、施工准备3.1技术准备组织技术人员进行图纸会审，编制护壁施工专项技术交底文件，重点明确以下内容：不同土层对应的护壁类型选择（粉砂层采用泥浆护壁+钢套筒，细砂层采用泥浆护壁，基岩段干钻施工）护壁泥浆性能指标（比重1.15-1.25，黏度18-22s，含砂率≤4%，胶体率≥95%）钢套筒规格参数（Φ400mm桩配套Φ426×6mm螺旋钢管，Φ500mm桩配套Φ529×8mm螺旋钢管，每节长度2m，连接方式为法兰盘螺栓连接）3.2材料准备材料名称规格型号技术参数单位数量备注膨润土Na2O·Al2O3·4SiO2·nH2O蒙脱石含量≥75%t120造浆材料羧甲基纤维素CMC粘度≥50000mPa·skg300泥浆增稠剂纯碱Na2CO3纯度≥99%kg150泥浆调节剂螺旋钢管Φ426×6mmQ235Bm4800标准节长2m法兰盘Φ500mm厚度12mm套2400含螺栓螺母水泥P·O42.53d抗折强度≥3.5MPat860护壁混凝土砂子中砂细度模数2.3-3.0m³1520护壁混凝土碎石5-20mm压碎值≤16%m³2180护壁混凝土3.3机械设备准备设备名称型号规格数量技术参数用途旋挖钻机XR150D8台最大钻孔直径1.5m，扭矩180kN·m桩孔钻进泥浆循环系统ZJ-2008套流量200m³/h，功率37kW泥浆制备循环钢套筒液压锤YD20004台冲击能量2000J，频率45次/min钢套筒沉拔混凝土输送泵HBT604台理论输送量60m³/h护壁混凝土浇筑超声波成孔检测仪JJC-1D2台检测深度≤60m，精度±1mm孔径垂直度检测全站仪TS602台测角精度0.5"，测距精度1mm+1ppm桩位放样水准仪DSZ24台每公里往返误差±1.5mm标高控制3.4作业条件准备场地平整：采用推土机（SD16）进行场地整平，压实度达到85%以上，场地排水坡度不小于2%，设置环形排水沟和集水井临时用电：在场区设置8台315kVA变压器，采用TN-S接零保护系统，电缆埋地敷设深度≥0.7m临时用水：打井4眼（深度80-120m），每眼井配备200QJ32-108/6型潜水泵，铺设Φ110mmPE供水管网测量控制网：建立三等平面控制网和二等高程控制网，设置永久性控制点12个，采用混凝土现浇（1m×1m×1.2m）并加装防护栏杆四、主要施工方法4.1泥浆护壁施工工艺4.1.1泥浆制备泥浆池设置：每个钻机作业区设置4个泥浆池（沉淀池2个、循环池1个、储备池1个），单个池体尺寸4m×3m×2m，采用240mm厚MU10砖墙砌筑，M5水泥砂浆抹面，池底铺设200mm厚C15混凝土垫层+防水土工膜泥浆配合比：膨润土12%+水85%+CMC0.2%+纯碱0.8%（重量比），每立方米泥浆材料用量：膨润土120kg、CMC2kg、纯碱8kg搅拌工艺：采用立式泥浆搅拌机（JJB-200）搅拌，先加入计算量的水，再投入膨润土搅拌3min，然后加入纯碱和CMC继续搅拌5min，静置24h后使用4.1.2钻进成孔桩位放样：采用全站仪按坐标法放样，钉设十字护桩（20mm钢筋，长50cm，埋深30cm），用红油漆标记桩位中心钻机就位：调整钻机垂直度偏差≤0.3%，钻头中心与桩位偏差≤20mm钻进参数：素填土层：转速30r/min，进尺速度0.5m/min，泥浆比重1.25粉砂层（地下水位以上）：转速25r/min，进尺速度0.3m/min，泥浆比重1.20粉砂层（地下水位以下）：转速20r/min，进尺速度0.2m/min，泥浆比重1.18细砂层：转速18r/min，进尺速度0.15m/min，泥浆比重1.15泥浆循环：采用正循环钻进，泥浆从钻杆中心注入，携带钻渣从孔壁与钻杆间隙返回泥浆池，经三级沉淀后重复使用4.2钢套筒护壁施工工艺4.2.1钢套筒加工钢管切割：采用等离子切割机（LGK-100）切割，切口垂直度偏差≤1°，每节长度误差±5mm法兰盘焊接：采用CO₂气体保护焊（NBC-500），焊接电流280-320A，电压28-32V，焊接速度35-45cm/min，焊脚高度≥8mm，法兰盘平面与钢管轴线垂直度偏差≤0.5mm防腐处理：喷砂除锈达Sa2.5级，喷涂环氧富锌底漆（干膜厚度80μm）+氯化橡胶面漆（干膜厚度60μm）4.2.2钢套筒沉放首节套筒安装：将第一节钢套筒对准桩位中心，调整垂直度偏差≤0.5%，采用液压锤缓慢沉放，入土深度1.5m接长套筒：当钻机钻进至距套筒底口0.5m时停止，采用汽车吊（25t）吊装第二节套筒，法兰盘连接时加设3mm厚橡胶密封垫，螺栓对称预紧（扭矩350N·m）沉放控制：每节套筒沉放后检查垂直度，累计偏差超过1%时采用液压纠偏装置调整，套筒底口始终超前钻头底面0.3-0.5m4.3混凝土护壁施工工艺当桩孔穿越地下水位以下的粉砂层时，采用泥浆护壁与混凝土护壁复合措施，具体做法如下：分段开挖：按1.2m为一个护壁段，开挖直径比设计桩径大150mm钢筋绑扎：护壁钢筋采用Φ8mmHPB300钢筋，环向筋间距200mm，竖向筋间距300mm，保护层厚度30mm，钢筋搭接长度30d模板安装：采用钢模板（高度1.2m，厚度5mm），分4块拼装，模板接缝处加设海绵条，采用Φ12mm对拉螺栓固定（水平间距600mm，竖向间距800mm）混凝土浇筑：采用C25细石混凝土（坍落度180±20mm），通过串筒下料，分层振捣（每层厚度≤500mm），振捣时间15-30s，直至表面泛浆模板拆除：混凝土强度达到1.2MPa后拆除（常温下养护24h），养护期间保持护壁表面湿润五、质量控制措施5.1成孔质量控制桩位偏差：采用全站仪复核，允许偏差≤50mm（群桩）、≤100mm（单排桩）孔径控制：每钻进3m采用超声波成孔检测仪检测孔径，允许偏差+50mm、-20mm垂直度控制：每节钢套筒沉放后采用两向测锤检查，垂直度偏差≤1%，全孔累计偏差≤1.5%孔底沉渣：清孔后采用测绳检测沉渣厚度，允许偏差≤50mm（端承桩）、≤100mm（摩擦桩）5.2泥浆性能控制检测项目控制指标检测方法检测频率不合格处理措施比重1.15-1.25泥浆比重计每2小时1次比重过大加清水稀释，过小加膨润土黏度18-22s漏斗黏度计每2小时1次黏度大加水或分散剂，小加CMC含砂率≤4%含砂率计每4小时1次超标时进行沉淀池清理胶体率≥95%量筒法每8小时1次加CMC提高胶体率pH值8-10pH试纸每4小时1次过低加纯碱调节5.3钢套筒施工质量控制套筒连接：法兰盘连接螺栓必须齐全（每法兰盘12套螺栓），对称拧紧，外露丝扣2-3扣沉放深度：套筒底口必须进入稳定土层≥1.0m，或进入地下水位以下2.0m接缝密封：法兰盘连接处采用双组分聚硫密封胶（密度1.6g/cm³，邵氏硬度60±5A）密封，胶层厚度3-5mm5.4混凝土护壁质量控制配合比控制：每工作班检查2次混凝土坍落度，允许偏差±20mm，制作混凝土试块（150mm×150mm×150mm）3组/100m³护壁厚度：采用钢筋探杆检查，允许偏差+30mm、-10mm外观质量：不得出现露筋、蜂窝、孔洞、裂缝等缺陷，表面平整度偏差≤10mm/2m六、安全保证措施6.1危险源辨识危险源类别危险因素可能导致事故风险等级高处作业桩孔口未设防护栏杆人员坠落重大机械伤害钻机旋转部位无防护罩卷入伤害较大触电伤害临时用电线路破损电击事故较大坍塌事故孔壁失稳坍塌掩埋伤害重大物体打击工具材料坠落孔内物体打击一般中毒窒息孔内有害气体超标中毒窒息重大6.2专项安全措施6.2.1孔口防护每个桩孔口设置钢制防护栏杆（高度1.2m，横杆间距0.6m），刷红白警示漆（间距200mm）孔口1.5m范围内严禁堆放杂物，设置0.3m高挡脚板作业暂停时必须覆盖孔口（采用20mm厚钢板，尺寸1.2m×1.2m，周边用混凝土固定）6.2.2用电安全施工现场临时用电必须符合“三级配电两级保护”要求，配电箱加装防雨罩，接地电阻≤4Ω泥浆循环系统等潮湿环境作业设备必须设置漏电保护器（额定漏电动作电流≤15mA，动作时间≤0.1s）夜间施工照明采用镝灯（2000W），高度≥5m，照明度≥50lux6.2.3防坍塌措施建立地质条件动态监测机制，配备地质雷达（SIR-4000）对孔壁稳定性进行实时监测当遇到以下情况时必须立即停止作业：孔内水位突然上升或下降（变化量＞50cm/h）孔壁出现裂缝或坍塌征兆砂层钻进时扭矩突然增大（波动＞30%）配备应急救援设备：每个作业区设置2台柴油发电机（50kW）、4台潜水泵（流量100m³/h）、8套应急爬梯（Φ50mm钢管，每节1m）6.2.4孔内作业安全孔内作业人员必须佩戴安全帽、安全带（安全带固定在孔口防护栏杆上），穿防滑胶鞋每次下孔前必须进行气体检测（O₂含量19.5-23.5%，CO≤24ppm，H₂S≤10ppm），配备四合一气体检测仪（量程：O₂0-30%，CO0-1000ppm，H₂S0-100ppm，可燃气体0-100%LEL）孔内与孔口设置专用通讯设备（防爆对讲机，距离≥50m），每15分钟联络一次七、环境保护措施7.1扬尘控制场区主要道路采用200mm厚C20混凝土硬化（宽度4m），两侧设置排水沟，配备4台洒水车（5m³），每天洒水4次（上午8:00、10:00，下午14:00、16:00）钻孔弃渣集中堆放（设置8个弃渣场，每个50m×30m），表面覆盖防尘网（2000目），堆高超过3m时进行阶梯式堆放（坡度1:1.5）7.2废水处理施工废水经三级沉淀池处理（沉淀池尺寸5m×4m×3m，分三级，停留时间≥2h），pH值调节至6-9后回用（用于场地洒水、泥浆制备）油料废水设置隔油池（采用钢制隔油池，处理量5m³/h），废油由有资质单位回收处理7.3噪声控制选用低噪声设备，对钻机、空压机等设备设置隔声罩（降噪量≥25dB）施工时间控制在6:00-22:00，确需夜间施工时办理夜间施工许可，噪声限值：昼间≤70dB，夜间≤55dB在场区周边设置4个噪声监测点，每2小时监测1次，数据实时上传至环保部门监管平台7.4固废处理生活垃圾集中收集（设置60个分类垃圾桶），由环卫部门定期清运（每天1次）危险废物（废机油、废液压油、废油漆桶）单独存放于危险品仓库（防渗混凝土浇筑，设置泄漏收集槽），委托有资质单位处置（签订危废处置协议）八、施工进度计划8.1进度计划安排本项目总工期90天，划分为三个施工阶段：准备阶段（第1-7天）：场地平整、设备进场、测量放线、泥浆池开挖主体施工阶段（第8-85天）：共8640根桩，平均每天完成104根，配置8台钻机，每台钻机每天完成13根验收阶段（第86-90天）：桩身完整性检测、承载力检测、资料整理8.2进度保障措施资源保障：备用旋挖钻机2台、钢套筒500m、水泥200t，确保材料设备供应连续人员保障：实行三班制作业（每班8小时），每台钻机配置6人（机长1人、操作手2人、泥浆工2人、普工1人），高峰期总人数288人技术保障：成立技术攻关小组，针对复杂地质条件制定专项钻进方案，提前7天进行技术交底机械保障：建立机械设备台账，每台设备配备专职维修工，实行“日检、周保养、月大修”制度，设备完好率保持在95%以上九、应急处置9.1孔壁坍塌应急处置预警信号：当监测到孔壁位移超过5mm/h或出现掉块现象时，立即发出警报（连续急促哨声）人员撤离：孔内人员立即沿应急爬梯撤离，地面人员迅速转移至安全区域（距离孔口≥10m）抢险措施：轻微坍塌：立即停止钻进，提高泥浆比重至1.30-1.35，投入黏土块（直径10-20cm），静置24h后采用小冲程钻进严重坍塌：立即回填孔口（采用砂袋+黏土混合料），待稳定后重新扫孔，必要时全孔下入钢套筒9.2触电事故应急处置立即切断电源（拉闸或用干燥木棒挑开电线），对伤者进行初步诊断（意识、呼吸、心跳）如无呼吸心跳，立即实施心肺复苏（按压频率100-120次/min，按压深度5-6cm）拨打120急救电话，同时向项目应急指挥部报告（电话：XXX-XXXXXXX）9.3中毒窒息应急处置立即启动轴流风机（风量≥300m³/h）向孔内送风，佩戴正压式呼吸器（工作时间≥45min）的救援人员下孔施救将中毒者转移至通风良好