阜宁至建湖高速公路阜宁二标气压劈裂真空预压法施工组织设计.docx
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阜宁至建湖高速公路阜宁二标气压劈裂真空预压法施工组织设计
阜宁至建湖高速公路FJ-FN2施工标段
气压劈裂真空预压法东益互通匝道
（CK0+939~CK1+190）
施工组织方案
气压劈裂真空预压法施工组织方案
东益互通匝道
（CK0+939~CK1+190）
一、工程概述
阜宁至建湖高速公路FN-2施工标段路线起点桩号K19+540.000，终点桩号K28+323.600，设计长度为8.784公里。
本标段路线区内软土连续分布，土性为淤泥、淤泥质粉质粘土（粉土），局部地段夹粉砂、粉土薄层，具高孔隙比，高压缩性。
施工采用了气压劈裂联合真空预压法加固深厚软土地基的新技术。
该工法的基本原理就是在常规真空预压法的基础上增加了气压劈裂技术——向深部土体中喷入高压气体的方法产生较大的超静孔压，形成气压劈裂裂隙。
在土体深部喷入高压气体等效于施加瞬时荷载，从而克服了地表堆载附加应力沿深度衰减的局限性，使得加固深厚软土地基成为可能；另外，气压劈裂裂隙和真空预压法中打设的塑料排水板组成的排水导气网络加速了超静孔压的消散。
该工法将气压劈裂法和真空预压法有机地结合起来，形成一种全新的软土地基处理技术——气压劈裂真空预压法（见QPZY-1图）。
二、工程规模
施工段落位于阜宁至建湖高速公路FJ-FN2标东益互通C匝道，里程桩号：
CK0+939~CK1+190，施工面积：
10143m2，塑料排水板：
163940m。
三、施工组织及进度
1、设备组织
选用一台静压式履带插板机进行塑料排水板及塑料注气管施工，12台3m3的空压机及13套真空射流泵系统。
2、人员组织
为严格控制施工质量，保证施工进度，我公司筹建了系统全面的组织管理制度，分工明确，责任到人，主要机构力量见施工管理组织框图。
现场施工设正、副机长2名，施工机械配操作工人6人，分两班制，每班3人。
其中机长1名兼主操作机手，负责按技术要求组织施工，并负责安全、质量和检查桩位，钻杆垂直度，做好原始资料的记录和整理。
3、材料组织
气压劈裂真空预压法材料统计表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
塑料排水板
m
163940
2
注气塑料管
m
28662
3
砂垫层
m3
3550.05
4
注气系统支管
m
8865.6
5
注气系统干管
m
1200
6
注气系统三通
个
1976
7
注气系统四通
个
162
8
注气系统出膜装置
个
48
9
注气系统出膜管连接装置
个
48
10
空压机
台
12
11
抽真空滤管
m
1560
12
抽真空滤管套
m
1560
13
抽真空干管
m
480
14
抽真空四通
个
76
15
抽真空三通
个
4
16
抽真空二通
个
156
17
抽真空出膜装置
个
13
18
出膜钢丝胶管
m
78
19
真空泵
套
13
20
膜下无纺布
m2
10143
21
密封膜
m2
22666
22
密封沟
m3
535.5
23
真空度测头
个
35
24
分层真空度测头
个
78
25
真空度测头连接软管
m
2059
26
真空表
个
113
27
沉降标
个
35
28
膜上无纺布
m2
10143
上表所列的材料严格按照工期要求，按施工顺序陆续进场，使得每个工序所需的材料能够衔接上，不出现因材料短缺的停工现象。
4、工期安排
本项目计划在2013年5月1日开工，进行场地整平、砂垫层施工，于2013年6月1日开始塑料排水板及塑料注气管等施工，计划2013年9月1日停止抽真空施工，进行联合堆载。
四、资金流动计划
由于气压劈裂真空预压法施工前期投入较大，计划筹集150万元作为前期启动资金，保证施工材料及现场施工费用。
保证人员工作及各项津贴足额准时发放。
中期及后期的资金由工程进度款来保证。
五、施工安排及方法
1、施工准备工作
（1）按本地情况，施工用水取地下水及河中水，生活用水取自来水。
地下水及河中水经检验合格后方可使用。
（2）用电：
采用国家电网。
（3）场地平整和便道，进场前用挖掘机整平，平整后用压路机压实，场地硬化。
（4）熟悉设计图纸和施工规范，施工前进行技术交底、安全交底。
（5）根据批准的布桩方案，现场定位放样，经监理工程师验收合格后按施工工艺实施。
2、材料准备
（1）砂垫层：
采用中、粗砂，泥质等杂质含量小于5%，现场干密度大于16kN/m3。
（2）塑料排水板：
选用滤膜连接为胶粘式槽形塑料排水板C型。
3、施工机械准备
为保证施工质量，我部对进场机械进行全面的维修和保养，使机械完好率达到100%，以保证连续施工。
4、气压劈裂真空预压法施工工艺
平整场地、调拱→铺设砂垫层20cm→打设塑料排水板→打设喷气管→埋设真空度测头→铺设喷气管路和抽真空管路→安装喷气设备→铺设剩余15cm砂垫层，在砂垫层顶部铺设一层无纺土工布→挖密封沟、铺密封膜、回填密封沟、安装喷气和抽真空设备→安放地表沉降→联合堆载→卸载、监测。
5、施工注意要点
在施工过程中，注意塑料排水板和注气塑料管的相对位置，同时也要该注意注气塑料管不同深度的相对位置，在具体的施工过程中，要严格按照对应的图纸施工。
塑料排水板与塑料注气管的相对位置及塑料注气管不同深度的布置见QPZY-2图。
施工技术方案
一、气压劈裂真空预压法施工工艺
平整场地、调拱（1%~2%）→铺设砂垫层20cm→打设塑料排水板（按正三角形布置，间距1.2m，板长20m，塑料排水板在砂垫层面上外露20cm）→打设喷气管（按正三角形布置，间距4.8m，管长12m、14m、16m和18m，外露60cm）→埋设真空度测头→铺设喷气管路和抽真空管路→安装喷气设备（试喷、检查、进行抽真空前的气压劈裂试施工）→铺设剩余15cm砂垫层，在砂垫层顶部铺设一层无纺土工布→挖密封沟、铺密封膜、回填密封沟、安装喷气和抽真空设备→安放地表沉降（试抽气、检查、正式喷气和抽真空）→联合堆载（真空度达到80kPa负压后7天进行联合堆载，堆载前真空膜上铺一层无纺土工布）→卸载、监测。
二、整理施工场地
根据测量控制基准点进行场地高程测量，场地整平、碾压、调拱（1%~2%）；铺设施工机械进出现场的施工便道；布设施工测量基线，按施工图布放施工区域边界线及布点，经监理工程师验收合格。
三、铺设砂垫层
在塑料排水板施工前，先铺设20cm砂垫层，剩余的15cm砂垫层在塑料排水板施工后，抽真空及注气管路铺设完毕后再铺设，砂垫层施工采用机械施工法及人工铺设法。
砂垫层采用中、粗砂，泥质等杂质的含量小于5％，现场干密度≥16kN/m3，严禁砂中混有尖石、铁器等利刃硬物，发现后必须清除干净。
砂垫层厚度误差容许偏差为3cm，每100m2一个检测点。
四、打设塑料排水板
1、塑料排水板的施工工艺如下：
a、根据塑料排水板板位标记进行插板机定位。
b、安装管靴。
c、打设套管。
d、开机打设至设计标高。
e、提升套管。
f、剪断塑料排水板。
g、检查并记录板位等打设情况。
h、移动插板机至下一板位。
施工图见附图QPZY-3。
2、气压劈裂真空预压法处理段的塑料排水板均按正三角形布置，间距1.2m，板位偏差不得大于５cm。
排水板选用滤膜连接为胶粘式槽形塑料排水板，本次地基处理加固选用C型排水板。
3、本工程塑料排水板材料根据施工图纸说明及《塑料排水板质量检验标准》（JTJ/T257-96）选用SPB-IC型塑料排水板。
塑料排水板进场后，码放整齐，用油布盖好，避免雨淋，防止日晒。
塑料排水板材料具备出厂自检报告及合格证，并经抽检合格后方可使用。
塑料排水板性能指标表
项目
单位
C型
条件
外形尺寸
宽度
mm
100±2
厚度
mm
≥4
纵向通水量
cm3/s
≥40
侧向压力350kPa
滤膜渗透系数
cm/s
≥5×10—4
试件在水中浸泡24h
滤膜等效孔径
μm
＜75
以O98计
复合体抗拉强度（干态）
kN/10cm
≥1.5
延伸率为10%时
滤膜抗拉强度
纵向干态
N/cm
≥40
延伸率10%计
横向湿态
N/cm
≥35
延伸率15%时，试件在水中浸泡24h
塑料排水板工艺流程图
合格不合格
4、塑料排水板接长时将待接排水板的滤膜完整地剥开，将板芯对插搭接，搭接长度不小于300mm，再将滤膜包好、裹紧后，用大号钉书钉钉接。
排水板施插垂直度控制在1.5%以内。
施工时回带长度不超过0.5m，否则在该板位旁450mm内重新补插一根，回带排水板根数不超过打设总根数的5%。
排水板的外露长度不小于20cm，经监理工程师验收合格后，将其埋入砂垫层中。
当一个施工段落施工完成后，及时将打设塑料排水板时形成的孔洞用砂填好。
打设塑料排水板时，严禁出现扭结，断裂和撕破滤膜等现象。
5、施工塑料排水板的质量控制措施
为了确保塑料排水板工程的施工质量，本工程推行全面质量管理办法，除设置专职质量管理人员外，从机台操作工到机长，从管理员到项目经理，都明确相应的质量责任制，下一级对上一级负责，绝对保证上一级对下一级工程质量进行检查的权力，确立质检人员的否决权，严格督促各工序质量，做好以下几点：
a、建立完善的质量保证体系，实行项目经理负责制并组织技术、质检、安全、材料、试验相关人员参与塑料排水板的施工管理。
b、开工前，技术负责人召开技术交底和安全交底会，对所有施工人员进行培训，认真学习图纸设计文件，体会设计意图，加强质量意识，确保在施工中提高施工质量。
c、建立岗位责任制，配备专职现场质检员，对施工全过程进行监督，加强施工现场管理。
对塑料排水板的施工板长、回带长度、外露长度、板距、垂直度、塑料排水板材料的质量以及有否漏打等情况进行全方位、全过程、全天候监督。
对施工方法不当的责令其纠正。
施工中的原始记录登记清楚、详细、及时。
d、施工机组实行机长负责制。
机长对其机组施工的质量问题负全面责任，工地负责人及技术负责人定期召集机长开会，认真学习《塑料排水板施工规程》（JTJ/T256-96）及设计文件的质量要求，牢固树立“百年大计，质量第一”的思想，督促机长每天检查机组施工质量，发现隐患及时解决，禁止拖延。
e、对塑料排水板施工机械进行编号，施工现场悬挂施工标志牌、责任牌、安全警示牌、机号牌，注明岗位责任，明确到人，所有施工人员佩戴胸卡上岗。
塑料排水板材料在进入施工现场前进行自检，自检合格后报监理工程师抽检，抽检合格后使用。
做好塑料排水板台帐登记工作，施工现场做好防污染工作。
f、工地负责人、技术负责人及专职质检员定期、不定期到施工现场进行质量检查。
根据《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTGF80/1-2004）中规定的实测项目对已施工完的塑料排水板进行检查，发现不符合要求的，立即责令补打。
g、加强同业主、监理工程师及设计单位的联系，在施工过程中，发现地层有变异情况立即上报，及时处理，保证施工质量。
h、参加施工的所有人员接受业主和监理工程师的检查、指导，严格执行公路工程施工规范及施工设计要求规定。
6、塑料排水板的施工控制重点：
a、根据施工设计文件编制塑料排水板平面布置图（采用AtuoCAD制成A4图），该平面图经审批后使用；根据审批合格后的水准、导线点，依照平面布置图放样，在砂垫层上放出路基中心线、边线，塑料排水板板位逐点放样，板位偏差不大于5cm，板位布置好经监理工程师验收合格后施工。
ｂ、插板机上标有醒目的刻度，以控制打设深度。
c、施工中注意插板机的定位及机架调平，定位偏差不超过5cm，垂直度偏差小于1.5%。
d、严格检查塑料排水板的回带长度，当其超过50cm时，必须在相邻板位处补打一根，且回带的根数不超过打设总根数的5%。
e、当塑料排水板接长时，先将两根塑料排水板的滤膜剥开，使板芯直接相连，再将滤膜套在一起，然后用大号订书机将其订牢，搭接的长度不小于30cm。
f、塑料排水板的外露长度大于20cm，经监理工程师验收合格后，将其埋入砂垫层中。
当一个施工段落施工完后，及时将打设塑料排水板时形成的孔洞用砂填好。
g、打设塑料排水板时，严禁出现扭结，断裂和撕破滤膜等现象。
h、施工过程中，随时检查插板机的打设深度，发现地层有变异情况时，及时上报监理工程师，及时处理，待相应的修改或认可后再进行施工，保证施工质量。
i、打设过程中，进行自检，按要求认真作好原始施工记录，要求记录登记详实、清楚、及时。
五、打设注气塑料管
注气孔采用正三角形布置，间距4.8m。
注气塑料管选用直径25.4mm,壁厚3mm,压力大于1Mp。
喷气孔深度分别为12m、14m、16m、18m。
打设注气塑料管的设备与打设塑料排水板的设备相同，施工工艺相同。
施工图见附图QPZY-4。
在施工过程中，不得将注气管损坏，同时不得将已施工完的塑料排水板损坏。
六、埋设分层真空度测头
施工完塑料排水板及注气塑料管以后，进行埋设分层真空度测头的施工，其设备与打设塑料排水板设备相同。
在埋设过程中，注意不得将测头及连接软管损坏。
见QPZY-5。
七、铺设抽真空系统和注气系统
塑料排水板和注气塑料管施工完后，铺设注气支管和干管及抽真空的滤管和干管。
具体施工工艺如下：
1、先铺设注气系统的支管和干管。
在第一次铺设的20cm砂垫层上开挖管沟，将注气塑料管和注气系统的支管用三通联接起来，然后将注气支管和干管用四通联结好，同时将出膜装置安装在干管上，安装过程中注意塑料注气管和注气系统的连接，分别按区一一对应，对应关系见附图QPZY-6。
支管和干管的布置形式为鱼刺形。
注气系统铺设完毕后，用空压机注气，检查系统是否漏气，这是一个极为重要的环节，否则在以后的施工中无法进行补救。
布置图见附图QPZY-7。
2、注气系统安装好后，铺设抽真空系统。
铺设滤管及干管，用三通将滤管和干管联结起来，同时将出膜装置安装在干管上，铺设15cm砂垫层。
滤管和干管的布置形式为羽毛状。
施工图见附图QPZY-8。
3、分层真空度、表层真空度测头和引出的PVC软管必须埋设在砂垫层中，引出的直径6mmPVC软管经密封沟与真空表连接。
4、砂垫层表层清理。
在清理时，必须将外露的塑料排水板埋设好并将带有棱角的硬物捡出，在铺设密封塑料薄膜之前将砂垫层表面刮平。
为防止塑料排水板和砂垫层的硬物将密封膜刺坏，铺膜前，在砂垫层上铺设一层针刺无纺布（240kg/m2）。
5、开挖四周密封沟。
密封沟按附图QPZY-9施工，在铺膜时，将膜贴在沟的内壁并放到沟底，采用素粘土回填，分层回填压实，特别是第一层回填土时，要把膜压好。
6、铺设密封塑料薄膜、安装出膜装置。
将定制好的密封塑料薄膜沿路基中心线方向放好，然后向两侧展开并摊铺到密封沟中去，铺好后检查密封塑料薄膜上是否有破裂口，如发现立即补好。
在第一层密封塑料薄膜铺好后，依次将第二层密封塑料薄膜铺好，在膜上的操作人员必须光脚或穿软底鞋，以防将密封塑料薄膜损坏。
在安装出膜装置时，出膜口留有可收缩余量的膜。
具体操作时，仔细认真，在抽真空时，经常出现因出膜口安装不当而漏气。
7、回填密封沟。
在回填时，注意不要将密封塑料薄膜损坏，填料采用粘性土并分层夯实。
裂膜丝机织土工布规格类型
8、真空泵及空压机安装与调试。
在抽真空前，对真空泵及空压机进行安装与调试，关闭截止阀后，对射流真空泵进行空抽试验，产生的真空吸力不得小于95KPa。
9、试抽真空并检查是否漏气。
试抽时在膜面、密封沟和出膜装置处仔细检查有无漏气处，发现后及时补好。
10、注气及抽真空。
在前期注气及抽真空时，经常检查设备运转情况和有无漏气现象。
11、布设沉降标。
布设沉降标时，在沉降标的底部铺一块针刺无纺布，防止将密封膜损坏。
布置图见附图QPZY-10。
12、选用的主要材料及设备如下：
真空传递滤管采用PVC塑料管，壁厚≥1.2mm，滤管布置间距不大于6.5m。
a、滤管：
采用￠76mm高强度PVC管，在其上钻￠8mm花孔，然后用80g无纺布加工成￠80mm袋状，将滤管套上并绑紧。
b、干管：
采用￠76mm高强度PVC管。
c、密封塑料薄膜：
采用0.14mm聚已烯薄膜，共计二层。
d、出膜装置：
按800~1000m2要求安装1个，在本段落分别安装12个注气出膜装置及13个抽真空出膜装置。
e、真空射流泵系统：
按800~1000m2要求安装1个，在本段落分别安装12台排量不小于3m3的空压机及13套真空射流泵系统。
f、注气塑料管及注气系统的支管及干管选用直径25.4mm，壁厚3mm，压力大于1Mp。
13、所有管路埋于砂垫层顶面下约15cm深，膜下存储空度观测表埋于具代表性的两滤管平行距离的中间，按约每800m2一个点排布，严禁将膜下真空度采集端头埋入滤管或主管内。
14、在进行气压劈裂真空预压法区域时，在抽真空初期，每4个小时注气1次，注气压力为0.5MPa，注气的施工顺序为：
首先对深度为18m的注气管进行喷气，喷气时间为10min，然后深度分别是16m、14m、12m，喷气时间相同。
然后开始抽真空，将该区域的出水量与常规真空预压法进行比较，同时对两个区域的真空度进行比较。
在这一轮喷气结束后，间隔4h进行下一轮喷气施工。
在抽真空中后期，每一轮的喷气时间、间隔时间要根据现场测的监测结果，特别是砂垫层表面出气和出水情况、孔压变化和真空度等进行调整。
15、在抽真空及注气过程中，实行项目经理负责制并组织技术、质检、安全、材料有关人员参与施工管理，对施工中的技术、质量控制贯穿于施工全过程。
专职现场质检员全过程进行监督管理。
施工中记录的真空度、沉降量、注气次数等原始记录清楚、详细、及时，对施工中所用材料的质量控制严格、全面。
八、填筑路基
1、在气压劈裂真空预压法施工7天后，同时膜下真空度稳定时可以进行路基填筑。
一般要求膜下真空度到达600mmHg，相当于80kpa的荷载，确认膜下无漏气孔洞后进行填筑。
2、在路基进行填筑前，在密封膜上铺设一层针刺无纺布（240kg/m2），主要是防止第一次填筑将密封膜破坏。
土工布拼接采用工业缝纫机缝合，缝合尼龙线强度≥150N,采用包缝或丁缝。
3、在填筑前对沉降标进行一次测量，同时在填筑过程中将沉降标保护好，以免破坏。
4、第一层填土厚度不大于30cm，进行人工摊铺，在碾压时，由轻到重多次碾压。
九、卸载标准
通过实测的地基变形——时间和孔隙水压力——时间曲线，分别推算地基的最终沉降、不同时间的固结度和孔隙水压力消散速率（有效应力增长速率）。
若满足加固要求达到的固结度，同时满足各区的工后残余沉降要求，即可卸载并停止抽真空。
十、监测
为监控施工质量，评价加固效果，设计多项监测。
十一、质量保证措施
为保证该工程施工质量，除建立完善的管理机构外，对施工做以下的要求：
1、质量从源头抓起，严把进场材料质量关。
各种材料按规范要求的抽检频率做试验，并由监理组、指挥部中心试验室做平行试验，必须经过检验合格后方能使用。
2、进场材料堆放规范、整齐、架空、覆盖，防止受潮而影响质量。
3、认真学习和复核图纸，吃透设计意图并做好逐级技术交底工作，使所有施工人员明确图纸、工艺和规范要求。
每一道工序严格按照图纸施工。
4、实行“五不施工”、“三不交接”制度。
“五不施工”即：
未进行技术交底不施工；图纸和技术要求不清楚不施工；相关数据未经复核不施工；材料无合格证或试验不合格不施工；工程不经检查签证不施工。
“三不交接”即：
无自检记录不交接；未经专业人员验收合格不交接；施工记录不全不交接。
5、三级验收及质量评定制度
⑴严格监理程序，每道工序必须先自检、项目部复检、合格后报请监理工程师验收，没有经过三级验收不得进入下道工序施工。
⑵施工完毕后，严格按照《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTGF80/1-2004）要求执行及验收，及时组织班组进行质量评定工作，填写质量评定表，上报项目经理部的质检科归档。
⑶质检科进行不定期检查，发现问题以书面形式发出限期整改指令，施工负责人在指定期限内将整改情况以书面形式反馈到质检科。
6、建立质保体系，实现经理部、队部及班组三级质量管理体系，明确责任，积极配合监理工程师的工作，严格按照规范施工，施工队设质检员，对每一道工序进行检验，要求检测有记录或台帐。
贯彻班组自检制度，定期开展活动，组织广大施工人员学习技术规范和操作规程，不断强化质量意识，牢固树立“百年大计，质量第一”的思想。
7在气压劈裂真空预压施工时，发现异常现象，及时汇报，认真分析，及时解决，采取预防措施，消除施工质量隐患。
8、要认真做好全过程施工记录、沉降观测和真空度记录。
十二、安全生产
1、坚持贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的指导思想，全面贯彻落实行之有效的安全管理制度，确保施工安全。
2、制定安全施工方案，签定安全合同，明确安全责任，建立健全各项安全台帐。
3、定期进行安全教育，学习安全操作规程，特种作业人员持证上岗，定期对作业人员进行培训，加强安全教育，让每位职工在思想上绷紧安全这根弦。
4、配齐配全安全设备、劳保用具、用品；施工人员准确佩戴劳保和安全防护用品，加强自我保护意识，做到“三不”伤害；在施工中必须戴安全帽，上班时穿工作鞋，不准穿拖鞋上班，排除不安全因素。
5、加强现场布置，材、物料堆放整齐，现场布置安全警示牌。
6、加强施工场所电力管理，配电柜必须配备漏电保安器，严禁非电工人员私接私拉电线。
定期检查电缆是否破损，有则立即更换。
7、高空作业必须系安全带并严格遵守操作规程。
8、加强现场机电设备使用管理，严格执行定机、定员、定岗位，严格按操作规程进行，定期检查保养维修，保证机电设备正常运转。
9、施工机械设备严禁带病作业，施工中发现设备运行异常，及时停机检查，防止设备严重损坏。
10、切实做好防火、防毒、防窃防爆的安全保卫工作。
十三、环境保护、文明施工
为了保证周围环境不受影响，我们将尽力做到文明施工，特制定如下环保文明施工措施：
1、遵照国家环境保护法，在本工程施工中，严格组织管理，保护周围环境的水源不受污染。
2、生活区按要求修建必要的卫生设施，定期对周围环境和卫生设施进行消毒和检查，预防病症发生和流行。
3、施工过程中的废旧物资不乱扔乱放，做到生活垃圾随时清理，建筑垃圾及废弃物进行回收，统一清除处理。
4、施工设备停置有序，材料堆放井井有条，环境卫生专人打扫，施工作业区、生活区干净整齐。
5、施工管理人员及现场施工人员均挂牌上岗。
6、所有工地施工人员和管理人员均遵纪守法，服从管理。
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