高压旋喷桩加固方案

1、南京地铁二号线TA07标集庆门大街站茶亭站区间盾构到达端头补强加固方案编 制 审 核 审 批 中国中铁一局集团南京地铁二号线TA07标项目经理部二OO八年三月目 录1、编制依据12、加固原则和要求12.1、到达端头土体加固的原则12.2 、加固要求13、工程概况13.1、端头管线情况23.2、端头地质情况23.3、盾构机基本参数43.4、集庆门大街站到达端头原设计加固方法43.5、集茶区间到达端加固检测结果53.6、原因分析54、端头加固方案54.1、端头管线改移64.2、端头补强处理64.3、端头加强加固64.3.1、原加固体加强64.3.2、将加固体加长74.4、高压旋喷桩施工工艺84.4

2、.1、施工工艺流程84.4.2、旋喷桩施工参数84.4.3、施工方法94.4.4、旋喷桩施工技术要点95、施工管理与安排105.1、人员管理105.2、物资设备管理105.3、工程数量115.4、工期安排116、施工安全措施116.1、安全管理措施116.2、应急预案117、文明施工措施128、质量保证体系12南京地铁二号线TA07标集庆门大街站茶亭站区间盾构到达端头补强加固方案1、编制依据（1）南京市地铁二号线一期工程TA07标土建工程合同文件；（2）南京市地铁二号线一期工程TA07标集庆门大街站茶亭站区间平纵断面及衬砌环布置图；（3）集庆门大街车站、集茶区间岩土工程详细勘察及补堪报告；（4

3、）井巷工程设计规范；（5）国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准，以及南京地区在安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定；（6）本单位类似工程的相关施工经验。2、加固原则和要求2.1、到达端头土体加固的原则（1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层的地质水文情况，确定加固方法和范围；（2）充分考虑洞门破除的时间和方法，选择合适的加固方式、方法和范围，确保盾构机始发与到达端的安全和洞门破除的安全。（3）施工方案应在不影响工程工期的条件下具备优化能力；（4）施工方案及措施必须满足城市环保及节能要求；2.2 、加固要求（1）加固后的土体具有良好的均匀性和自立稳定性；（2）加固土体无侧限抗压强度

4、达到0.8Mpa以上；（3）渗透系数1.010-8cm/sce。3、工程概况集庆门大街站茶亭站区间到达端头隧道范围内地层为淤泥质粉质粘土，具有微透水性，隧道中心标高为-4.275m，隧道埋深为8.75m，两隧道中心间距10m，集庆门大街站围护结构为1000800mm咬合钻孔灌注桩；车站内地基加固采用的是高压旋喷桩满堂加固；为保证车站围护止水效果，在围护桩外侧又加设一排800550mm的高压旋喷桩。在地基加固期间，车站内降水井距加固区域最近为40m，据十九局介绍，在离降水井远的高压旋喷桩成桩质量要明显好于离降水井近的。目前，车站地基加固已经结束，车站开挖到距到达端头25m的位置。端头附近有6口降

5、水井在进行坑内降水，每口降水井日抽水量为800m3。3.1、端头管线情况在端头加固区距围护桩7m位置有一1500mm的雨水管，其顶部埋深为2.5m，与线路垂直，横穿端头加固区；在加固体范围有两条800mm的自来水管与线路方向斜交，其中右线加固区与一条管线在加固区角部相交，相交部位面积为1.44m2。管线具体位置见下图：端头管线位置示意图3.2、端头地质情况区间场地上部以淤泥质粉质粘土为主，局部为粉土、粉砂，下部以粉砂为主。场地赋存于粘土中的地下水类型属孔隙潜水，赋存于下部粉土、砂性土层中地下水具一定的承压性。承压水层中地下水与长江及秦淮河均有一定的水力联系场地地面下饱和的-2d3层、-3c2-

6、3层、-3d2-3层（零星）为液化土层，场地地基土具轻微液化。集庆门大街站到达端头地层情况见下表：层号层底标高（m）层底深度（m）分层厚度（m）岩性描述-17.230.70.7杂填土：灰黄杂色，以砼块、碎砖、碎石等建筑垃圾为主，夹有粘性土，结构松散。-2b4.533.42.7素填土：灰黄褐黄色，含少许碎砖、碎石，主要由粘性土组成，局部为含石灰的三合土，结构松散，均匀性差。-2b4-6.5714.511.1淤泥质粉质粘土：灰色，含有机质及少许腐植质，夹有薄层粉土或粉砂，土质较为均匀，流塑。切面光滑，摇振反应无低，干强度中等，韧性中等。-2d3-8.07161.5粉砂：灰色，夹粘性土薄层。松散稍密

7、湿。-3b3-4-11.07193淤泥质粉质粘土：灰色，含有机质及少许腐植质，呈互层状，层间夹有粉土或粉砂薄层，流塑，局部软塑。切面稍有光滑，摇振反映无低，干强度中等，韧性中等。-3d2-3-20.5728.59.5粉砂：灰色，含云母，夹有机质，夹粉土薄层，偶含少许腐植质，稍密中密，饱和。-4b3-4-22.5730.52淤泥质粉质粘土：灰色，含有机质，夹粉土薄层，软塑流塑，切面光滑稍有光滑，摇振反应无，干强度中等，韧性中等。集庆门大街站到达端头地质剖面图3.3、盾构机基本参数本区间采用小松 TM634PMX 土压平衡盾构机始发掘进。该盾构机适宜在粉质粘土、粉土、淤泥质粘土、粉砂、细砂等土层中

8、的掘进施工；盾构机掘进最小曲率半径水平 R=150m，最大坡度40。盾构机设备总重量约为330T，盾体长度为9.03m，后配套总长52.846m，总长61.526m。盾构机分为盾构机主机和后配套设备两大部分，后配套设备分别安装在5节后续台车上。盾构机盾尾间隙30mm，最大掘进速度6cm/min，最大推力37730KN。盾构机刀盘直径为6.36m，刀盘的结构为辐条面板型，刀盘开口率为40%。在刀盘上配置安装了66把先行刀及12把周边先行刀，主切削刀配置78把，周边刮刀12把。3.4、集庆门大街站到达端头原设计加固方法集庆门大街站采用的是850mm600mm三轴深层搅拌桩加固方法加固，600mm5

9、00mm的高压旋喷桩进行接缝处理。加固范围为：长6m，盾构（左右线）外径外侧、顶部3.0m，隧道底部3m范围内为加固区，水泥掺入量为18%，隧道顶部以上3.0m至地面为弱加固加固，水泥掺入量为7%。加固采用满堂加固的方法进行。集庆门大街站盾构到达端头原设计加固范围平面图集庆门大街站盾构到达端头原设计加固范围断面图3.5、集茶区间到达端加固检测结果加固施工时间为2007年7月份，于2007年8月份进行地基加固取芯强度检验，共取3个监测点。在取芯的过程中发现在距地面14m以上部分芯样桩体完整性较好，水泥搅拌均匀，芯样完整性较好且断口吻合较好；在14m16m处桩体芯样较碎，局部断口不吻合；16m以下

10、的芯样不连续，芯样水泥含量少。3.6、原因分析根据以上取芯检测结果，结合施工情况和场地地层情况分析认为加固效果不理想的原因为：（1）集庆门附近地层复杂，达到端头的地层较车站内地层更为复杂。隧道范围内地层为淤泥质粉质粘土（-2b4）、粉砂（-2d3）和淤泥质粉质粘土（-3b3-4）。粉砂层具有轻微液化，且地下水具有承压性，承压含水层中地下水与长江及秦淮河均有一定的水力联系。（2）经调查在三轴搅拌桩加固施工期间，车站内在降水。虽经业主和监理协调，降水仅停止一天。在加固过程中，粉砂层中的水泥随地下水的流动而扩散，不能达到加固的效果。4、端头加固方案在端头加固前对端头地层进行地质补堪，在加固体两侧两对

11、角一共设2个地质补堪点，每个探孔深25m，对端头地层进行勘察。在加固前在加固区附近做两根试桩，通过试桩确定高压旋喷桩的施工参数。4.1、端头管线改移在加固前将加固范围内1500mm雨水管改移到加固范围外。改移位置见下图：端头管线改移位置示意图由于改移的雨水管下穿一自来水管，在改移管线时要注意保护自来水管线。（1）在自来水管挖出暴露时要对管线支撑保护。（2）改移位置避开自来水管接头位置。（3）管线铺好后，要用细碎石回填密实。4.2、端头补强处理在盾构机到达前要将原加固不理想的部位重新进行补强加固，加固采用800mm600mm双重管高压旋喷桩进行加固，使原设计加固范围的土体强度达到设计要求。由于上

12、部土体为原加固体，土体强度高，在高压旋喷桩施工时需引孔，在施工时要采取间距不小于4m跳打的方式进行加固施工，防止高压旋喷时浆液从相邻已引孔中冒浆，影响加固效果。4.3、端头加强加固4.3.1、原加固体加强在端头补强的同时，将原加固体的加固范围加深到隧道底部以下6m，加固体与车站止水帷幕搭接部位搭接长度增加到300mm，减小盾构机到达时隧道底部粉砂地层出现涌水、涌砂的风险。4.3.2、将加固体加长由于该区间盾构机盾体总长度为9.03m，且刀盘直径大于盾体外径，为了保证盾构机破开洞门土体时后方带承压水的粉砂不沿着盾体与土体之间得缝隙涌出，将加固体范围加长到12.3m，保证在盾构机破开洞门土体前，盾

13、体全部进入加固体，并最少有两环管片脱离盾尾进入加固体，通过同步注浆和二次注浆将加固体与非加固体之间进行封堵，防止后方水土涌出。加长加固采用800mm600mm（搭接长度为200mm）双重管高压旋喷桩进行加固，在与原加固体搭接部位，加固体与车站止水帷幕搭接部位，及新延长加固体四周进行加强，高压旋喷桩搭接长度分别增加到300mm和250mm。加固范围为隧道左、右两侧，顶部以上3m及隧道底部以下6m。对于自来水管线与加固区相交部位，由于相交处为1.8m1.6m的三角形状，距线路中线4.3m，影响加固区的长度为1.6m。未加固对整个加固体的影响不大，在沿管线走向方向打一排高压旋喷桩，以弥补相交部位未加

14、固的影响。施工时，将距加固区较近的管线挖出，在管线下方出槽；要及时将管线下方过多的泥浆清除，防止泥浆过多将管线顶起；加强对管线及附近地面的监测，时刻关注施工对管线的影响。端头加强加固水平范围示意图端头加强加固断面示意图4.4、高压旋喷桩施工工艺4.4.1、施工工艺流程旋喷桩施工流程见下图旋喷机就位插入双重管旋喷提升移至下一桩位钻机就位冲洗施工流程图4.4.2、旋喷桩施工参数本次采用了双重管高压旋喷施工，拟采用施工参数见下表，实际施工参数通过试桩确定。在四周加强部位，注浆压力控制在2530Mpa，每米水泥用量增大到500Kg。高压旋喷桩施工参数表项目单位参数备注浆液材料及配方以PO32.5硅酸盐

15、水泥为主，水灰比为1：1压力Mpa2833浆量L/min4070灰浆比重Kg/L1.51每米水泥量Kg/m450提升速度cm/min710旋转速度rpm1020气压Mpa0.50.74.4.3、施工方法（1）定位放线按设计要求放线定孔位，误差不大于5cm，并准确测量孔口地面高程。（2）钻孔采用PY-50型钻机钻进，钻进过程中，须随时注意观察钻机的工作情况，钻孔垂直度偏差控制在0.5%范围内。（3）下喷射管将高喷台车移至孔口，先进行地面试喷以调整喷射压力。为防止气嘴堵塞，下管前可用胶布包扎。下喷射管至设计喷射深度。（4）制浆按设计要求制备浆液，并准确测量浆液比重。高喷灌浆采用PO32.5普通硅酸

16、盐水泥。根据地层条件，可以利用回浆与水泥料混合拌制水泥浆液，根据灰浆浆液比重适当调整水泥加入量。（5）喷射提升喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的气、浆。待浆液冒出孔口后，即按设计的提升速度、旋转速度，自下而上开始喷射、旋转、提升，到设计的终喷高度停喷，并提出喷射管。（6）回灌喷射灌浆结束后，应利用水泥浆进行回灌，直到孔内浆液面不下沉为止。（7）冲洗喷射结束后，应及时将管道冲洗干净，以防堵塞。4.4.4、旋喷桩施工技术要点（1）设备安装平稳对正，开孔前须严格检查桩位和开孔角度。（2）确保引孔深度达到设计要求。（3）保持引孔泥浆性能，孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下至孔底。（4）高喷管下井前

17、需在井口试验检查，防止喷嘴堵塞。（5）高喷管下至距孔底0.5m时，应先启支浆泵送浆，同时旋转下放，下到孔底（开喷深度）后，再启动高压泵和空压机，各项参数正常后方可提升。（6）浆液配制必须严格按照配比均匀上料，经常检查测定浆液比重，并做好记录。（7）高喷作业中，必须注意观察气、浆压力和流量达到设计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处理。（8）分节拆卸高喷管时，动作要快，尽量缩短停机时间。因故停机（卸管或处理故障）时，需将近高喷管下放至超过原高喷深度0.50.7m处，重新开机作业，以避免固结体出现新层。（9）采用两序施工（间隔一个）防止串孔。（10）及时回灌，保持孔内浆满。连续施工时可

18、采用冒浆回灌。（11）为确保固结体强度，冒浆不得回收和利用。（12）遇漏浆孔段，应停止提升，继续注浆，待冒浆正常后再提升；漏失严重时应采取堵漏措施，并做好记录。5、施工管理与安排5.1、人员管理端头高压旋喷桩加固施工采用3台钻机进行高压旋喷桩施工，1台引孔钻机进行引孔，24小时轮流施工。高压旋喷桩施工人员配置表编号工种名称数量（人）备注1总指挥12土木技术人员23机械技术人员24技术工人165普通工人40合计615.2、物资设备管理端头补强加固所需设备见下表：加固设备配置表编号设备名称规格型号数量备注1高压旋喷桩钻机32引孔机13高压注塞泵34空压机35搅拌机35.3、工程数量端头加固工程数量

19、表编号项目单位数量备注1800高压旋喷桩m86472钻机引孔m36203空孔m82334试桩m30.42个5补堪探孔m753个，每个25m深。5.4、工期安排集庆门大街站茶亭站区间到达端头补强加固计划于2008年3月28日开始对端头地层进行补堪，3月28日开始试桩，3月27日4月27日开始管线的改移。待试桩结果出来后开始高压旋喷桩的加固施工，施工时间预计为2008年4月6日2008年5月6日。6、施工安全措施6.1、安全管理措施“百年大计、质量第一”、“工程建设、安全第一”，安全生产始终是项目管理的头等大事。（1）制定和实施安全生产责任制，建立健全各项规章制度，并严格执行。（2）建立安全生产保

20、证体系，管理有力，保障运行。（3）组织工程项目施工的安全教育和技术培训，特殊工种作业人员必须持证上岗，并进行开工前技术考核。（4）建立安全检查制度，实行安全生产奖惩制，消除事故隐患，引导职工齐抓共管，提高其安全生产的积极性。（5）编制和呈报安全计划、安全技术方案和安全措施，做到组织、制度、措施之落实。（6）加强防火安全，动火前要办好动火证，监护人要在现场进行监护。6.2、应急预案（1）成立应急预案领导小组，对抢险工作进行总体协调指挥，以做到万无一失。应急预案领导小组成员组成：组 长: 饶伟文 贺卫国副组长: 吴 昊 邓剑峰组 员：石银生 李 旭 高 贞 岳东敏 赵立锋 刘启刚 马 龙 石 平 王联江 马 滨等现场配合：项目部综合班 盾构队（2）在端头加固期间，要加强对管线的监测，现场派值班人员24小时值班，确保管线的安全。（3）施工时要对钻杆进行编号，现场值班人员在每次下钻和提钻时都要及时对钻杆数量进行清点，防止钻杆掉入隧道范围内。（4）当出现钻杆掉入隧道范围内，要及时上报领导小组，对钻杆进行打捞。7、文明施工措施文明施工不仅是圆满完成工程的一个重要组成部分、共同塑造一个清洁有序文明城市的表现，也是体现施工队伍技术、能力、文化素质的一个侧面。对此，本公司努力从以下方面入手搞好文明施工。决执行南京市政工程管理局颁发的有关“市政文明施工条例”，对全体职工进行文明施工重要