动走线特大桥钻孔桩(旋挖钻)施工方案

1、新建沪宁城际铁路工程站前标 南京动车走行线特大桥钻孔桩南京动车走行线特大桥钻孔桩 旋挖钻法施工方案旋挖钻法施工方案 编 号： 版 本 号： 发放编号： 编 制： 复 核： 审 核： 批 准： 有效状态： 中铁四局沪宁城际铁路工程站前标项目部 二九年八月 目 录 1 1 编制依据及原则编制依据及原则.3 1.11.1 编制依据编制依据.3 1.21.2 编制原则编制原则.3 2 2 工程概况工程概况.4 2.12.1 工程简介工程简介.4 2.22.2 主要技术标准主要技术标准.4 2.32.3 气象特征气象特征.4 2.42.4 地质条件地质条件.5 2.52.5 水文地质特征及评价水文地质特

2、征及评价.6 2.62.6 施工条件施工条件.6 2.6.1 施工用水.6 2.6.2 施工用电.6 2.6.3 施工场地.7 2.6.4 施工材料.7 2.72.7 钻孔桩数量及持力层情钻孔桩数量及持力层情况况.7 3 3 适用范围适用范围.8 4 4 施工部署及资源配置施工部署及资源配置.9 4.14.1 现场组织机构现场组织机构.9 4.24.2 人员配置人员配置.10 4.34.3 机械设备配置机械设备配置.11 5 5 施工工艺及方法施工工艺及方法.13 5.15.1 施工准备施工准备.14 5.25.2 护筒埋设与护壁泥浆护筒埋设与护壁泥浆.14 5.2.1 护筒埋设.15 5.2

3、.2 护壁泥浆.15 5.35.3 钻机就位钻机就位.16 5.45.4 钻孔钻孔.17 5.55.5 清孔清孔.18 5.65.6 钢筋笼制作吊装钢筋笼制作吊装.19 5.6.1 钢筋笼加工.19 5.6.2 钢筋笼运输及吊放.20 5.75.7 水下混凝土水下混凝土.21 5.7.1 导管制作及安装下放.21 5.7.2 混凝土搅拌、运输.22 5.7.3 灌注水下混凝土.22 5.85.8 桩基质量检测桩基质量检测.25 5.95.9 常见水下砼灌注出现的事故预防及处理常见水下砼灌注出现的事故预防及处理.26 5.9.1 导管进水.26 5.9.2 卡管.27 5.9.3 坍孔.28 5

4、.9.4 埋管.29 5.9.5 钢筋笼上浮.29 5.9.6 灌短桩头.30 5.9.7 桩身夹泥断桩.31 5.9.8 灌注桩补强方法.31 6 6 环保措施环保措施.33 7 7 安全保证体系、安全保证措施安全保证体系、安全保证措施.33 7.17.1 安全管理组织机构安全管理组织机构.33 7.27.2 安全保证体系安全保证体系.34 7.37.3 安全保证措施安全保证措施.41 7.3.1 钻孔桩施工.41 7.3.2 安全用电.41 7.3.3 施工机械.42 7.3.4 其它.43 8 8 质量保证体系、质量保证措施质量保证体系、质量保证措施.43 8.18.1 质量保证体系质量

5、保证体系.43 8.1.1 建立健全质量管理组织机构.43 8.1.2 强化全面质量管理意识.44 8.1.3 建立工程质量奖励基金和质量保证金制度.44 8.1.4 建立质量检查制度.46 8.28.2 质量控制管理措施质量控制管理措施.46 8.2.1 严格执行质量交底制度.46 8.2.2 建立“五不施工” 、 “三不交接”制度.46 8.2.3 对工序实行严格的“三检”.46 8.2.4 严格隐蔽工程检查和签证.46 8.2.5 严格材料、成品和半成品验收.46 8.2.6 加强原始资料的积累和保存.47 8.2.7 强化计量工作，完善检测手段.47 南京动车走行线特大桥钻孔桩旋挖钻法

6、施工方案南京动车走行线特大桥钻孔桩旋挖钻法施工方案 1 1 编制依据及原则编制依据及原则 1.11.1 编制依据编制依据 1.1.1 上海至南京城际轨道交通南京动车走行线特大桥施工图 1.1.2 铁道部颁布的现行客运专线设计、施工、验收规范及其它有关文件资 料 1.1.3 工地现场调查、采集、咨询所获取的资料 1.1.4 我单位类似工程施工积累的施工经验及设备 1.21.2 编制原则编制原则 积极响应和遵守建设指挥部的工期、质量、安全、环境保护、文明施 工等的规定及铁路建设工程施工合同、施工合同协议条款内容。 安全无事故，执行 GB/T19001 标准。确保质量第一，保证施工人员人 身安全。

7、坚持专业化作业与综合管理相结合。充分发挥专业人员和专用设备的 优势，综合管理，合理调配，采用先进的施工技术，科学安排各项施工程序， 运用网络技术，组织连续、均衡、紧凑有序地施工。 采用先进施工技术、先进施工机械、先进的施工工艺为原则。 文明施工，重视环保，珍惜土地，合理利用。严格执行 GB/T24001- 1996 环境管理体系，整个施工过程中以保护自然生态、施工环境、创建文 明标准工地的原则。 以确保水土保持、保护地下管线和既有构筑物且减少扰民、公共交通 配合的原则指导施工，切实维护建设单位及地方群众的利益。 执行 GB/T280012001 职业健康安全管理体系，关心职工健康安全。 2 2

8、 工程概况工程概况 2.12.1 工程简介工程简介 本桥位于江苏省南京市下关区境内，桥梁主要上跨中央北路、京沪铁 路。桥梁中心里程为 DCDK1+075.225，桥梁全长 1187.28m；全桥孔跨布置为： (5-32m+4-24m+3-32m)简支 T 梁+(40+64+40)m 连续梁+(1-32m+3-24m+1-32m +3-24m+14-32m)简支 T 梁。全桥共设 38 个墩台，钻孔桩 304 根（门式墩部 分暂未设计，不含） 。 2.22.2 主要技术标准主要技术标准 铁路等级：客运专线联络线 正线数目：双线 设计速度：80km/h 线间距：4.2m 设计活载：ZK 荷载 轨道

9、结构：有砟轨道 2.32.3 气象特征气象特征 本工程地区属亚热带海洋性季风气候，寒暑变化明显。四季分明，温和 湿润。年平均降雨量约 1440mm 左右，一般集中在夏季，雨日 110-130 天左 右。全年无霜期 230 天，气温一月份最冷，月平均 0.4-4.9。全年以东南 风居多，西北及东北风属次，西南风最少，最大风力可达 12 级，最大风速 27.8m/s。 2.42.4 地质条件地质条件 桥址区地形平坦，无滑坡、泥石流等不良地质，无地震液化层。 经设计地质勘探钻孔揭示，桥址范围内地层特征如下： (0)人工填土(Q4ml):灰黄色、褐灰色，主要由黏性土、碎石机建筑垃圾、生 活垃圾组成；

10、(1)粉质黏土(Q4al+pl)：褐黄色，硬塑，局部为软塑；0=160Kpa； (1)1 淤泥粉质黏土(Q4al+pl):灰黑色、褐灰色，流塑；0=80Kpa； (1)2 粉质黏土(Q4al+pl):深灰色、褐黄色，软塑局部为硬塑； 0=150Kpa； (2)粉质黏土(Q3al):褐黄色、深灰色，硬塑，土质较均匀；0=200Kpa； (2)1 粉质黏土(Q3al):深灰色，软塑，为(2)夹层；0=130Kpa； (2)2 粗砂(Q3al)：灰黄色、褐灰色，饱和；0=300Kpa； (3)粉质粘土(Q3al)：灰色、深灰色，硬塑局夹薄层粉土、粉砂 0=180Kpa； (3)1 粉质粘土(Q3al

11、)：灰色、深灰色，软塑，0=150Kpa； (3)2 中砂(Q3al)：灰黄色、褐黄色，饱和，0=250Kpa; (3)2-1 粉质粘土(Q3al)：褐黄色，硬塑，为夹层，0=180Kpa; (3)3 细圆砾土(Q3al)：灰黄色，黑灰色，中密-密实，饱和 0=300Kpa； (3)4 粉质粘土(Q3al)：黑灰色，软塑，变形，0=130Kpa; (3)5 粉质粘土(Q3al)：黑灰色、灰绿色，硬塑，0=200Kpa; (4)1 泥质砂岩(J):紫红色，全风化，岩芯呈砂土状，0=250Kpa; (4)2 泥质砂岩(J):紫红色、褐红色基浅青绿色，强风化，岩芯呈碎块状、 块状，0=350Kpa;

12、 (4)3 泥质砂岩(J):紫红色、褐红色基浅青绿色，弱风化，岩芯呈柱状、少 呈块状，0=550Kpa; (5)1 砂岩(J):灰白色、灰绿色、灰黄色，全风化，岩芯呈砂土状、土状夹 少量强风化块状，0=250Kpa; (5)2 砂岩(J):灰白色、灰黄色，强风化，岩芯呈块状，0=400Kpa; (5)3 砂岩(J):灰白色、灰黄色，弱风化，岩芯呈柱状，0=650Kpa; (6)1 角砾岩(J):紫红色，全风化，岩芯风化呈砂土状、局夹强风化块状， 0=250Kpa； (6)2 角砾岩(J):浅灰色、紫红色，强风化，岩芯多呈块状、少量短柱状， 0=400Kpa； (6)3 角砾岩(J):浅灰色、紫

13、红色，弱风化，岩芯多呈柱状，0=650Kpa； 2.52.5 水文地质特征及评价水文地质特征及评价 本桥地表水无化学侵蚀性，无氯盐侵蚀性；地下水具二氧化碳侵蚀，环 境作用等级为 H2, 无氯盐侵蚀性。故本桥桩基和承台砼均采用 C40 耐久性 混凝土。 2.62.6 施工条件施工条件 2.6.1 施工用水 本桥沿线地下水出露，钻孔桩施工用水可就地取水；混凝土拌和用水采 用拌合站内打井取水。 2.6.2 施工用电 在本桥 DCDK0+150、DCDK1+500 各设 500KVA 变压器 1 台，作为施工时主 要电源，在工程前期使用 1 台 200Kw 发电机作为施工电源，并供后期以备地 方电网停

14、电时工程施工的连续进行。 2.6.3 施工场地 施工前用推土机对施工场地进行平整，清除地表杂物；淤泥处清淤换填 山皮石。跨京沪线门式墩往小里程端施工便道设置在线路走向右侧，门式墩 往大里程端施工便道设置在线路左侧，便道设置宽 6m，厚 80cm，采用山皮 石分两层填筑，挖掘机修筑整平，压路机碾压。在 DCDK0+100 和 DCDK1+500 附近各设置一座钢筋加工棚，合计面积 2000m2；由于本工程位于市区内， 为利于环保，混凝土搅拌站设置于 DK12+000 处（312 国道右侧） 。废弃的泥 浆存于设置在两墩之间的泥浆池内，定期用泥浆罐车拉至指定弃渣场地。 2.6.4 施工材料 钢材、

15、水泥、外加剂等材料为甲供料，石子、砂、粉煤灰等是甲控自购 材料，混凝土采用经业主和监理审批通过的配合比拌制。 2.72.7 钻孔桩数量及持力层情况钻孔桩数量及持力层情况 南京动车走行线特大桥桩基工程数量及各墩钻孔桩持力层详见下表。 墩台号 桩径(m) 单根桩长（m）桩数桩长小计(m)持力层地层编号 01.0299261(3) 11.0278216(3) 21.0298232(3) 31.027.58220(2) 41.031.58252(2) 51.0318248(5)3 61.028.58228(4)2 71.027.58220(2) 81.0278216(2) 91.0318248(3)

16、101.038.58308(5)3 111.036.58292(4)1 121.2541.510415(4)3 131.546.510465(4)3 141.55311583(5)3 151.2544.510445(4)2 161.041.511456.5(3)2 171.03810380(3)2 181.03910390(4)1 191.038.510385(4)1 231.0418328(4)2 241.0478376(4)2 251.04310430(3) 261.037.510375(3) 271.0418328(3) 281.0378296(3) 291.0378296(3) 301

17、.034.58276(2) 311.032.58260(2) 321.0338264(2) 331.035.58284(2) 341.036.58292(2) 351.0408320(3) 361.036.58292(3) 371.0289252(2) 30411129.5合 计 3 3 适用范围适用范围 考虑到旋挖钻机具有成孔速度快、施工效率高、移动灵活方便、不使 用循环泥浆、产生废浆少、对环境污染小的特点，特别适合于本工程较为松 软的地层。采用旋挖钻法施工的钻孔桩(即适用于本方案的钻孔桩)为：南京 动车走行线特大桥 0#台4#墩、7#墩9#墩及 16#墩37#台钻孔桩。 4 4 施工部署及

18、资源配置施工部署及资源配置 4.14.1 现场组织机构现场组织机构 本项目由中铁四局沪宁城际铁路站前 I 标一队施工，我部针对本桥特成 立第一架子队对其实施专项施工管理，现场组织机构详见图 4-1 工 程 部 ： 李 刚 安 质 部： 程 多 金 试 验 室： 宛 卢 物 机 部： 唐 俊 益 办 公 室： 吴 俊 常务副队长：徐学 松 项目队长：田传毕 第一架子队负责人：李 平 安 全 员： 刘 建 勋 质 检 员： 陈 立 海 试 验 员： 孙 三 民 领 工 员： 叶 长 远 测 量 员： 周 林 各作业班组 安全总监：夏安伟项目总工：周练兵 技 术 员： 梁 皓 图 4-1 南京动车走

19、行线特大桥施工组织机构图 4.24.2 人员配置人员配置 根据本桥各施工阶段工程进度要求随时对劳动力进行调整，并满足施工 需要。劳动力配置详见表 4-1。 表 4-1 南京动车走行线特大桥钻孔桩施工劳动力配置表 序号数量（人）备注 1架子队领导2 测量人员3周 林等 安全员、防护员6刘建勋等 质检员2陈立海等 试验人员2孙三民等 领工员3叶长远等 312 412 512 630 712 84 1 10 00 0 2 第三班组 钢筋制作班组 人员类别 管理 人员 汇汇总总： 混凝土运输班组 后勤、看守 第一班组 第二班组 4.34.3 机械设备配置机械设备配置 表 4-2 南京动走线特大桥钻孔桩

20、施工主要使用机械设备表 机械名称规格、型号 数量（台） 进场时间备注 一、桥梁机械 旋挖钻机 R-622HDM 3 台09 年 8 月 10 日 冲击钻机CC-6、CZ4 台09 年 7 月 20 日其他墩位使用 泥浆泵 3PNL 8 台09 年 7 月 20 日1 台备用 二、钢筋机械 切断机 GQ40 2 台 09 年 7 月 20 日 调直机 GT4/14 2 台 09 年 7 月 20 日 弯曲机 GQ40D 2 台 09 年 7 月 20 日 电焊机 BX-315 6 台 09 年 7 月 20 日 对焊机 UN-100 2 台 09 年 7 月 20 日 三、其他机械 发电机 20

21、0GF 1 台09 年 7 月 13 日 变压器 500KVA 2 台09 年 7 月 25 日 汽车吊 20t 2 台09 年 7 月 15 日 四、混凝土设 备 搅拌机HZS120、90 2 台 配料机 PLD2400 2 台 混凝土运输车 8m3 15 台 搅拌站 表 4-3 主要材料试验、测量、质检仪器设备表 序号仪器设备名称规格型号单位数量备注 （一）砂、石料 1 新标准砂筛 200 个 1 自有 2 新标准石子筛 300 个 1 自有 3 摇筛机 XSB-70A 台 1 自有 4 针片状试验规 个 1 自有 5 压碎值测定模 套 1 自有 6 石子压碎值筛 个 1 自有 7 视比重

22、测定仪 台 1 自有 （二）水泥、混凝土、钢材 1 万能实验机WE-600B，600KN台 1 自有 2 压力机TYA-2000，2000KN台 1 自有 3 新水泥胶砂搅拌机 NRJ-160B 台 1 自有 4 新水泥胶砂震动机 GZ-75 台 1 自有 5 抗压夹具 40*40mm 套 1 自有 6 负压筛析仪 FSY-150 台 1 自有 7 雷式沸煮箱 RAF-150 台 1 自有 7 电动抗析机DKI-5000A，5000N台 1 自有 9 混凝土震动台GE-75，F=50H23H2台 1 自有 10 强制式混凝土搅拌机JG50，50L台自有 11 浸水膨胀附件 套 1 自有 12

23、净浆机 NRJ-160B 台 1 自有 13 冷弯冲头 个 1 自有 14 雷式测定仪 LD50 台 1 自有 15 雷式夹 17.5 个 12 自有 16 水泥稠度仪 NO153 台 1 自有 17 水泥试模 套 20 自有 17 李式比重瓶 个 4 自有 19 电动脱模仪 LQ-T150D 台 1 自有 20 CBR-1 承载比试验仪 台 1 自有 21 硬度仪 HR-150A 台 1 自有 22 坍落度测定仪 个 2 自有 序号仪器设备名称规格型号单位数量备注 23 回弹仪 HT225 台 2 自有 24 钢筋保护层测定仪 CBH-1 台 1 自有 25 磅秤 100kg 台 5 自有

24、26 标准养护箱 HWXLAB 个 1 自有 27 水压式混凝土含气量测 定仪 0.6MPa 台 1 自有 27 泥浆测试箱 个 1 自有 29 混凝土强度快速测定仪 20KN 台 1 自有 30 混凝土取芯机 QZ-160 台 1 自有 （三）测量、检测仪器 1 水准仪 DSZ2 台 2 自有 3 电子全站仪莱卡 802台 1 自有 5 5 施工工艺及方法施工工艺及方法 根据地质条件、工期要求、机械设备配备状况，结合桩基设计参数， 确定本桥 0#台4#墩、7#墩9#墩及 16#墩37#台钻孔桩采用旋挖钻机施 工成孔、混凝土采用拌合站集中生产，钢筋笼一次绑扎成型、整体吊装，导 管法灌注水下混凝

25、土。钻孔桩旋挖钻法施工工艺流程如下图： 图 5-1 钻孔桩施工工艺流程图 5.15.1 施工准备施工准备 5.1.1 测量放样：采用徕卡 802 全站仪对桥位、墩台中心桩位进行准确 放样，对桥位桩基进行防护、校核，据其确定各孔位，并将计算资料和放样 资料保存完好，以备核查，用木桩标示各孔位中心。 5.1.2、场地平整：场地平整在桥位放样后孔位确定前进行，采用推土 机平整、压路机压实施工场地作钻孔平台。场地平整过程中不能破坏桥位定 位桩。 5.1.3 场地布置：规划作业、材料存放、机械修整、人员休息场地，修 通进场道路，接入水电设施；物资、机械、人员到位。 5.25.2 护筒埋设与护壁泥浆护筒埋

26、设与护壁泥浆 钢筋笼制作 泥浆制备与循环 净化 护筒制作与埋设 钻机就位 第一次清孔 安装钢筋笼 下导管 第二次清孔 灌注混凝土 移机 施工准备 桩位放样 钻进 泥浆系统布置 5.2.1 护筒埋设 a、护筒制造与埋设 钻孔用护筒采用 =6钢板制作，护筒长度为 2 米，直径比设计桩径 大 20cm，护筒顶端高出地下水位 1.5m,高出地面 40，护筒中心线应与桩 中心线重合,平面允许误差不大于 50,竖直线允许误差1%。埋深 12 米。 先在桩位处挖至少比护筒底深 50cm，直径比护筒大 40-50cm 的圆坑， 然后在坑底回填 50cm 厚的粘土，护筒四周用土填筑，并分层对称夯实。地 下水位较

27、高时，可在原地面先填筑粘土再埋设护筒，如护筒底土质较松软， 可用上面的方法处理，必须使护筒稳固并且不下滑。 、护筒埋设检验 护筒埋设完毕后对其进行验收：护筒必须垂直，倾斜度不大于 1%；其 顶面中心与设计桩位中心偏差不大于 2cm；护筒必须稳固且不下滑。 5.2.2 护壁泥浆 （1）泥浆要求 护壁泥土要求水化快、造浆能力强、粘度大、主要技术指标满足下列要 求: a 胶体率不低于 95%。 b 含砂率不大于 4%。 c 造浆能力不低于 2.5l/kg。 d 塑性指数17（砂粘土应15，大于 0.1mm 的颗粒6%） ， e 如果粘土较差可加入 0.10.2%Na2CO3或 NaOH，以改善泥浆。

28、 护壁泥土选择由试验室试验确定。 配制 1m3泥浆粘土与水的重量可根据粘土比重 r1和需要的泥浆比重 r2 计算。 即每立方泥浆粘土需要量 G=r2-1/(r1-1)r1。 根据现场情况可设置制浆池，沉淀池和泥浆槽以形成一个泥浆循环系 统。 （2）泥浆池设置 采用两个墩桩基共用一个泥浆循环池的方式。泥浆处理池由造浆池与沉 淀池两部分组成，在两桥墩间地面挖坑设置。钻孔施工时，对沉淀池中沉渣 及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，随时采用泥浆罐车弃运至指定弃渣场，以 防泥浆溢流污染环境。 （3）泥浆配置 本工程泥浆采用粘土造浆，相应地质情况下泥浆技术指标见表 5-1。泥 浆充分拌制均匀备用，开钻前，充分备

29、足制浆用粘土。 表 5-1 钻孔泥浆指标要求 5.35.3 钻机就位钻机就位 泥浆性能指标备注 钻孔 方法 地层 情况 相对 密度 粘度 Pa.s 静切力 Pa 含砂 率% 胶体 率% 失水率 ml/30m in 酸碱度 PH 旋挖 钻机 亚粘 土 1.2 1.45 192 8 3584 9615 810 钻机就位前，对钻机的各项准备工作进行检查,包括钻机基座处平整、 加固,主要机具的检查、维修与安装、配套设施的就位等。安装好的钻机钻 头。钻头中心和桩孔中心在同一竖直线上，偏差控制在 20以内，以确保 钻孔桩竖直度1%的要求。 5.45.4 钻孔钻孔 （1）开钻前检查各种机具设备是否状态良好，

30、泥浆制备是否充足。水 电管路是否电畅通，以确保正常。 （2）正式钻进前先启动泥浆泵，配制合适的泥浆。 （3）钻头着地，旋转开钻，以钻头的自重并加压钻进，旋转并挤压钻 头，使钻头内充满泥浆后提起钻头，钻头提升过程中及时补充泥浆并保持水 头。 提出钻头后将钻头中的泥砂倾卸掉。关闭钻头的阀门，将钻头转回钻进 地点，并将旋转体的上端固定，降落钻头继续钻进。 （4）钻孔完成后，进行第一次清孔，清除孔底沉渣。 （5）钻孔作业连续进行，不得中断。因故停钻，则在孔口加盖防护罩， 并且把钻头提出孔道，以防埋钻,同时保持孔内泥浆面高度和泥浆比重、粘 度符合要求。 （6）钻孔前，绘制孔位处地质剖面图，挂在钻台上，作

31、为对不同土层 选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重的参考。并且经常注意土层变化， 在土层变化处捞取渣样鉴别土层，并记录表中，与设计地层核对。 （7）钻进过程中，及时补充损耗、漏失的泥浆，使之高出孔外水位或 地下水位 1.01.5m;保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔，缩孔等质量 事故。 （8）钻孔过程中用检孔器随时检查孔的情况，防止发生弯孔等事故。 （9）当钻孔距设计标高 1 米时注意控制钻进速度和深度，防止超钻， 并核实地质资料判断是否进入设计持力层。 （10）当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔形进行检查，确 认满足设计要求后进行清孔。 5.55.5 清孔清孔 （1）当钻孔深度达到设

32、计要求后，立即进行清孔，以免时间过长沉渣 沉淀，造成清孔困难。 （2）清孔采用捞渣法，钻孔达到设计标高后，将钻头慢速提出取下钻 头换上捞沙桶，捞出孔内沉积的泥渣，然后注入净化泥浆（相对密度 1.031.10，粘度 1720s，含砂率2%） ，孔内含渣泥浆。严禁用加深孔 底的方法代替清孔。 （3）清孔时，注意保持孔内泥浆面高度始终在地下水位或河流水位以 上 1.52.0m，以及泥浆比重是否合适，防止坍孔缩孔。 （4）当从孔内取出泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与净化 泥浆相近，测量孔底沉渣厚度不大于设计要求时，即停止清孔作业，放入钢 筋笼进行水下混凝土灌注。成孔质量标准见表 5-2 表 5-2 成孔质量标准表 项