高压三重管旋喷桩加固--施工方案

1、深圳地铁一号线续建工程土建20标段【固戍后瑞盾构区间】盾构工程右线地面高压三重管旋喷桩加固施工方案编制： 审核： 审定： 广州市盾建地下工程有限公司深圳地铁1020标项目经理部二00九年九月目 录一、工程概况11.1工程概述11.2加固区概况及地质条件11.2.1 1号加固区概况及地质条件11.2.2 2号加固区概况及地质条件21.2.3 3号加固区概况及地质条件21.2.4 4号加固区概况及地质条件31.2.5 5号加固区概况及地质条件41.2.6 钻孔探测区概况及地质条件41.3水文条件51.4环境条件51.4.1周边建筑物情况51.4.2周边管线情况61.5工程数量6二、施工方案6三、施

2、工计划7四、施工准备84.1机械准备84.2材料准备84.3人员准备8五、高压三管旋喷桩施工工艺及方法85.1 高压三管旋喷桩施工流程85.2 高压三管旋喷桩施工方法95.3 高压三管旋喷桩施工注意事项10六、质量保证措施11七、安全保证措施127.1 安全生产措施127.2 文明施工措施127.3 应急救援措施12一、工程概况1.1工程概述本工程位于深圳市宝安大道，是深圳地铁1号线续建工程固戍站后瑞站右线盾构区间地面提前加固工程。为确保盾构机顺利完成隧道掘进施工，在不良地层区段，进行地面提前土层加固，为盾构机刀具检查及更换提供有利的地层条件。本工程共设置5个地面提前加固区，并且设置一个钻孔探

3、测区，探测区段内是否存在孤石，及了解岩面的高程；加固区平面位置及纵断面关系详见附件：地面提前加固及钻孔探测平面布置图及地面提前加固地层示意图。根据现场情况和结合有关项目的施工经验，为确保本地层加固满足设计要求和盾构机刀具检查更换顺利的进行，采用高压三重管旋喷桩工法进行加固施工。1.2加固区概况及地质条件【固戍-后瑞区间】右线隧道线路位于海冲积平原，地形较为平坦，地面高程一般4.35.4m，原地貌分布坑塘，现已为修路及人工填筑。各加固区域地质情况如下：1.2.1 1号加固区概况及地质条件1号加固区里程为SK36+199.460，旋喷桩平面施工范围为5.8m8.6m，加固深度为桩顶在隧道拱顶以上3

4、米，桩底在隧道拱底以下1米，隧道左侧1.5米，右侧1.1米，共施工92根桩，其中空桩共977米，实桩共920米。1号地面加固区域的地质资料为：素填土，0.001.34m,泥质粉质粘土1.343.64m,粉质粘土3.648.74m,全风化花岗片麻岩8.7419.14m,强风化花岗片麻岩19.1421.94m，中风化花岗片麻岩21.9429.44m。1号加固区设计图1.2.2 2号加固区概况及地质条件2号加固区里程为SK36+175.000，旋喷桩平面施工范围为5.8m8.6m，加固深度为桩顶在隧道拱顶以上3米，桩底在隧道拱底以下1米，隧道左侧1.5米，右侧1.1米，共施工92根桩，其中空桩共97

5、8米，实桩共650米。2号地面加固区域的地质资料为：素填土00.5m，淤泥0.55.25m,粉质粘土5.258.75m,全风化花岗片麻岩8.7512.45m,强风化12.4513.75m,中等风化13.7514.95m,强风化14.9516.75m,中等风化16.7518.85m，微风化花岗片麻岩18.8523.55m。2号加固区设计图1.2.3 3号加固区概况及地质条件3号加固区里程为SK36+152.000，旋喷桩平面施工范围为5.8m8.6m，加固深度为桩顶在隧道拱顶以上3米，桩底在隧道拱底以下1米，隧道左侧1.5米，右侧1.1米，共施工92根桩，其中空桩共975米，实桩共503米。3号

6、地面加固区域的地质资料为：素填土00.28m,淤泥0.288.08m,粗砂8.089.28m，全风化花岗片麻岩9.2812.28m，中风化花岗片麻岩12.2815.58m,微风化花岗片麻岩15.5818.28m。3号加固区设计图1.2.4 4号加固区概况及地质条件4号加固区里程为SK35+503.300SK35+479.200，旋喷桩平面施工范围为9.3m24m，加固深度为桩顶在隧道拱顶以上3米，桩底在隧道拱底以下1米（其中一段为隧道顶部3m至隧道顶），隧道左侧1.65米，右侧1.65米，共施工425根桩，其中空桩共3534米，实桩共1975米。4号地面加固区域的地质资料为：素填土00.67m

7、，淤泥0.674.00m，细砂4.007.19m，粉质粘土7.199.58m,全风化花岗片麻岩9.5813.86m,中风化花岗片麻岩13.8616.49m,微风化花岗片麻岩16.49m以下。4号加固区设计图1.2.5 5号加固区概况及地质条件5号加固区里程为SK35+390.576SK35+362.376，旋喷桩平面施工范围为9.3m28.2m，加固深度为桩顶在隧道拱顶以上3米，桩底在隧道拱底以下1米（其中一段为隧道顶部3m至隧道顶），隧道左侧1.65米，右侧1.65米，共施工500根桩，其中空桩共3840米，实桩共1759米。5号地面加固区域的地质资料为：素填土00.73m，淤泥1.472.

8、57m，中砂2.574.07m，全风化花岗片麻岩4.077.34m，强风化花岗片麻岩7.3413.02m，中风化花岗片麻岩13.02m以下。5号加固区设计图1.2.6 钻孔探测区概况及地质条件地面钻孔探测区钻孔平面施工长度为80m，每个隧道横断面钻两个孔，没隔3米施工一个断面，钻孔深度至隧道底部，共施工52根桩，总桩长暂定990米。钻孔探测区设计图1.3水文条件（1）本场地地下水按赋存条件主要分为孔隙水及基岩裂隙水。（2）孔隙水主要赋存在第四系砂层及粘性土、残积层、加里东期全风化混合花岗岩和震旦系全风化花岗片麻岩中，砂层地下水略具承压性。基岩裂隙水主要赋存在混合花岗岩、花岗片麻岩强中等风化层中

9、，略具承压性。（3）地下水的排泄途径主要是蒸发。主要补给来源为大气降水。1.4环境条件1.4.1周边建筑物情况加固区位于宝安大道马路面，周边无建筑物，加固区东西两侧靠近道路绿化带，其中1、2、3号加固区南靠近下锚段施工工地。1.4.2周边管线情况1、2、3号加固区西侧绿化带下方位置存有一根供水管及一根电力管，走向为平行马路南北方向;钻孔探测区中间有一根电力管及一根雨水管,走向为垂直马路东西方向；5号加固区存有一根电信管,走向为垂直马路东西方向，管线具体情况见下表：管线情况一览表序号类型材质规格埋深所属单位上水塑胶500.4m水务集团电力10KV塑胶100X50/2孔/2根0.44m供电公司雨水

10、砼600014001.51m水务集团电力10KV塑胶6孔1.5m供电公司电信塑胶6孔1.01m电信集团1.5工程数量详见下表主要工程数量表：二、施工方案本工程采用高压三管旋喷桩施工工法进行施工。高压喷射法就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液)，同时钻杆以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。三管高喷法用压缩空气包裹高压喷射水流冲击破坏搅动土体，同时用低压灌浆泵灌入浆液，浆液被高压水、气射流卷吸带入，同时与

11、被搅动土体混合形成固结体。1、高压喷射流切割破坏土体作用：喷流动压以脉冲形式冲击土体，使土体结构破坏出现空洞。2、混合搅拌作用：钻杆在旋转和提升的过程中，在射流后面形成空隙，在喷射压力作用下，迫使土粒向与喷嘴移动相反的方向(即阻力小的方向)移动，与浆液搅拌混合后形成固结体。3、置换作用：三重管高喷法又称置换法，高速水射流切割土体的同时，由于通入压缩空气而把一部分切割下的土粒排出灌浆孔，土粒排出后所空下的体积由灌入的浆液补入。 4、充填、渗透固结作用：高压浆液充填冲开的和原有的土体空隙，析水固结，还可渗入一定厚度的砂层而形成固结体。5、压密作用：高压喷射流在切割破碎土体的过程中，在破碎带边缘还有

12、剩余压力，这种压力对土层可产生一定的压密作用，使高喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。三、施工计划【固戍后瑞盾构区间】右线隧道现完成150环的掘进及管片拼装，距始发井最近的1号加固区在400环的位置，盾构机和1号加固区之间的距离为250环（375米），根据目前施工情况，再经过约40天时间的掘进，盾构机机头可到达1号加固区，因此，1加固施工必须在40天内完成并达到强度要求。针对时间紧迫的条件，制定加固施工的总体计划，主要节点如下：2009年9月8日 试验桩施工（3根）2009年9月12日 1号加固区开始施工2009年9月19日 2号加固区开始施工2009年9月27日 1号加固区完成施工2009

13、年9月29日 3号加固区开始施工2009年10月13日 2、3号加固区完成施工4号、5号加固区及钻孔探测区施工在1、2、3号加固区全部完成后组织，根据路面的恢复情况、水电供应情况及交警部门具体批复再确定施工时间。四、施工准备4.1机械准备根据本工程的工程量和施工工期要求，拟采用2套高压旋喷设备进行施工。详见下表：主要施工设备一览表序号设备名称规格型号单位数量功率Kw备注1工程钻机XY-2台2钻孔2高喷台车GP-500台210喷桩3高压清水泵PP-/20台275喷水4空气压缩机YV6/8台218.5压喷空气5浆液搅拌机WJG-80台23造浆液6150注浆泵台28注浆液7小型排污泵台23.0排污整

14、套喷桩设备施工用电计划为260Kw。4.2材料准备1、施工用电/施工用水：经和甲方中建一局协商，首先施工的1、2、3号加固区施工用水用电从下锚段施工工地接出，现已完成。2、施工材料围蔽板若干，现已完成1、2、3号加固区施工围蔽；基础施工用砖及水泥砂，现已施工完成；旋喷桩施工用水泥，根据现场试桩试验进行确定，根据工程需要分批进场。4.3人员准备本工程施工人员根据2套设备施工进行安排，进场人员采用每班12小时工作制，分两班进行，间断施工。五、高压三管旋喷桩施工工艺及方法5.1 高压三管旋喷桩施工流程三管旋喷法通过使用三通道三重注浆管同时喷射出高压水和低压浆液及空气三种介质的喷射流冲击破坏土体，土粒

15、从土体剥落下来。一部分细小土粒随着浆液冒出，其余土粒在喷射流作用下与浆液搅拌混合，并按一定比例和土粒质量大小有规律地重新排列。浆液凝固后，在土中形成一个固结体。后台制浆高压送浆测量放线定桩旋喷机定位钻进成孔（至设计深度）喷浆、旋转、提升成 桩移 位三管旋喷桩施工工艺流程图5.2 高压三管旋喷桩施工方法1本工程桩径采用900mm，桩间距700mm梅花形布置的高压三重管旋喷桩加固，水泥浆液采用P.C32.5R早强复合硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为0.8：11.1：1,水泥浆喷射压力0.81.2Mpa,高压水压力大于35Mpa，空气喷射压力大于0.7Mpa，喷射提升速度10-15cm/min，旋转速度

16、5-20rpm。施工前先进行试桩，并进行抽芯检测，最终以试桩确定的施工参数组织施工。2高压喷射注浆的全过程分为测量放孔位、钻机就位、钻孔、钻孔并置入注浆管、高压喷射注浆和拔出注浆管等基本工序。 测量放孔位在施工前，根据设计施工图在施工区定孔位，并作好孔位标记。并核实设计孔位处有无妨碍施工和影响安全的障碍物。如遇有上水管、下水管、电缆线、煤气管、人防工程、旧建筑基础和其他地下埋设物等障碍物影响施工时，则应与有关单位协商清除或搬移障碍物或更改设计孔位。 钻机就位根据施工的进行，将钻机或高喷台车移动至预先定好的孔位处。钻机就位时钻杆中心要正对桩位，保证机身水平，立轴垂直，并保证钻机稳定以确保钻进过程

17、中钻机不发生倾斜和移动。 钻孔并置入注浆管根据施工场地采用工程钻机钻孔，钻至设计高程后，下喷射注浆管。 高压喷射注浆高压喷射注浆均自下而上进行。当注浆管不能一次提升完成而需分数次卸管时，卸管后喷射的搭接长度不得小于 100mm，以保证固结体的整体性。高压喷射注浆时提升速度为1015m/min，旋转速度一般为520r/min。 拔出注浆管高压喷射注浆至设计高程后，停止喷浆并拔出注浆管。5.3 高压三管旋喷桩施工注意事项(1) 保证现场施工的平整，施工前清除地上和地下一切障碍物。开机前必须调试，检查桩机运转和输料管畅通情况。(2) 保证施工时停浆面高出桩顶设计标高0.5m。(3) 保证旋喷桩的垂直

18、度偏差不得超过1%，桩位布置偏差不得大于50mm，桩径偏差不得大于4%。(4) 施工前确定旋喷机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达旋喷机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过成桩试验，确定旋喷桩的各项参数和施工工艺。控制高压水泥浆压力大于20MPa，并应使旋喷提升速度与输浆速度同步。(5) 保证制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等有专人记录。应经常检查桩机冷却循环水的进水和回水温度，回水温度不能过高；应经常注意检查压浆泵及输浆管路，并应定期拆开清洗，以保证管路畅通(6) 旋喷机喷浆提升的速度和转速必须符合施工工艺的要

19、求，应有专人记录旋喷机每米提升的时间。深度记录误差不得大于100mm；时间记录误差不得大于5s。(7) 旋喷冒浆处理：在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面，冒浆(内在土粒、水及浆液)量小于注浆量20为正常现象，超过20或完全不冒浆时需查明原因，采取相应措施。地层中有较大的空隙而引起不冒浆，可在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定范围内凝固，此外，或可在空隙地段增大注浆量，填满空隙再继续正常旋喷。冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致。减少冒浆量措施：提高喷射压力；适当缩小喷嘴孔径；加快提升和旋喷速度。（8）流量不变而压力突然下降时，应检查各部位的泄

20、漏情况，必要时拔出注浆管，检查密封性能。（9）压力稍有下降时，可能系注浆管被击穿或有孔洞，使喷射能力降低。此时应拔出注浆管进行检查。（10）压力陡增超过最高限值、流量为零、停机后压力仍不变动时，则可能是喷嘴堵塞，应拔管疏通喷嘴。六、质量保证措施(1) 水泥搅拌桩使用的水泥标号、水泥浆的水灰比及水泥掺入量必须符合设计要求。收集水泥出厂合格证等质保资料，对进场原材料严格把关。(2) 严格按照桩位图进行桩位测定，要求桩位误差小于5cm，如施工过程中遇到障碍，应上报施工主管，不得擅自偏移桩位。(3) 在进钻平台用水平尺不同方向上测量，将机调整水平，注意校验导向架垂直度，确保桩的铅直度偏差小于1%。(4

21、) 施工前先进行试桩，以利确定或修正旋喷桩施工参数。最终施工参数以通过试桩、技术主管认可的施工参数为准。(5) 控制水泥浆配制水灰比，在临压浆时，才把水泥浆倒入浆槽内以防离折。(6) 在浆槽上口装一个筛网对水泥浆进行过筛处理，以防堵管。(7) 压浆阶段不允许发生断浆现象。如因故停浆，为防止断桩，在旋喷重新启动后需将喷嘴下沉至原位以下0.51.0m搭喷浆成桩。若停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，先拆卸输浆管路，妥为清洗。(8) 严格控制重复搅拌时的下沉和提度升速，以保证加固范围每一深度内得到充分搅拌。(9) 认真及时做好原始施工记录，使用统一附表格，随时接受检查。七、安全保证措施7.1 安全生产措施 加强现场施工人员安全教育，提高安全施工及自身保护意识。 注意安全用电，工地内电线应理顺，不能乱拉乱挂，统一使用标准安全电箱，教育职工自觉遵守安全用电制度，防止用电事故发生。 严格按照安