云峰北街站旋喷加固方案.docx
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云峰北街站旋喷加固方案
地铁一号线铁—云区间
云峰北街站
盾构端头井旋喷加固方案
中国建筑工程总公司
沈阳地铁一号线第九标段项目经理部
二零零六年十一月一日
中国建筑
服务跨越五洲
过程精品
质量重于泰山
编制：
审核：
审批：
年月日
第一章编制依据及说明
一、编制依据
1．施工图及施工合同
图纸名称
设计单位
沈阳地铁一号线一期工程施工图设计盾构进出洞处地基加固图
铁道第三勘察设计院
沈阳市地铁一号线一期工程土建第九合同段招标文件，文件编号：
SYBID012-09-2006
沈阳地铁有限公司
建筑施工合同
2．主要法规
类别
名称
编号
法
规
《中华人民共和国建筑法》
国家主席令第91号
《中华人民共和国计量法》
国家主席令第28号
建设项目环境保护管理条例
国务院令第253号
建设工程质量管理条例
国务院令第279号
建设工程勘察设计管理条例
国务院令第293号
建设工程安全生产管理条例
国务院令第393号
工程建设标准强制性条文（城市建设部分）
3．主要规范、规程
序号
名称
版本号
国家标准
1
《建设工程项目管理规范》
GB/T50326-2001
2
《建设项目工程总承包管理规范》
GB5/T50358-2005
3
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2001
4
《建筑工程施工质量验收实施细则》
DB21/T1234-2003
5
《地铁设计规范》
GB50157-2003
6
《铁路隧道设计规范》
TB10003-2005
7
《地下铁道工程施工及验收规范》（2003版）
GB50299-1999
序号
名称
版本号
8
《铁路隧道施工规范》
TB10204-2002
9
《地铁限界标准》
CJJ96-2003
10
《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》
GB50307-1999
11
《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》
GB50308-1999
12
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
GB50202-2002
行业标准
13
《建筑地基处理技术规范》
JGJ79-2002
14
《建筑工程冬期施工规程》
JGJ104-97
地方标准
15
沈阳地区建筑工程冬期施工技术规定（试行）
2003年5月
其他参考规范
16
《建设工程工程量清单计价规范》
GB50500-2003
17
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2001
安全类
18
《建筑施工安全检查标准》
JGJ56-99
19
《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ33-2001
20
《施工现场临时用电安全技术规范》
JGJ46-2005
4．质量保证手册、程序文件及项目管理手册及项目策划书
名称
中国建筑工程总公司项目质量管理手册
中国建筑工程总公司《质量环境职业健康安全管理手册》（第二版）及相关程序文件
中国建筑工程总公司项目管理手册
5．其他依据
5.1建设单位可提供的施工用地，临时房屋、水、电等条件及施工现场的具体情况；
5.2沈阳地铁一号线现场踏勘及调查所取得的第一手资料；
5.3我单位现有的技术水平，施工管理水平和机械设备配套能力以及在市政工程施
工中已经积累的宝贵经验和教训；
5.4国家现行的其他有关法律法规、行业规范、行业标准及沈阳市现行的有关文件、规定；
5.5我公司投入本工程的技术力量、管理机构、机械设备、财务实力。
二、编制范围
本施工方案编制涉及的工程范围为沈阳地铁一号线第九合同段所属铁西广场站~云峰北街站区间工程的云峰北街站盾构端头井旋喷加固的工程内容。
三、编制原则
1．严格执行国家和辽宁省及沈阳市有关工程建设的各项方针、政策、规定和要求；
2．遵守、执行招标文件各条款的具体要求，确保实现业主要求的质量、安全、工期、环境保护、文明施工和职业健康等各方面的工程目标。
3．在认真、全面理解设计文件的基础上，结合工程情况，应用新技术成果，使施工方案具有技术先进、方案可靠、经济合理的特点。
4．充分研究现场施工环境，妥善处理施工组织与周边接口问题，周密安排交通疏导和管线保护，使施工对周边环境的影响最小化。
第二章工程概述
一、工程概况
拟建沈阳地铁一号线铁西广场站～云峰北街站区间为盾构区间，位于沈阳市铁西区，本区间起止里程为DK9+551.396～DK10+426.095（总长874.699双线米），其中包括：
区间正线隧道和区间联络通道及泵站。
本区间建筑场地地形较平坦，地面标高介于40.61m～41.76m之间，西部低东部高，地表最大相对高差1.15m。
盾构施工是从云峰北街站始发沿右线掘进到铁西广场站，在铁西广场站内调头，再沿左线掘进到云峰北街站吊出。
因此为保证盾构机能够从云峰北街站顺利始发并最终接收，须对云峰北街站的端头土体进行有效的加固。
为此根据设计单位提出如下加固处理要求：
1．加固范围：
盾构机掘进顶部3.0m、底部3.0m及盾构区间左右各延长3.0m，加固长度始发段7.0m（到达段4.0m）的范围；（见图2.1和图2.2）
2．加固后的地基应具有良好的均匀性和自立性，其无限抗压强度为1.0～1.2MPa，渗透系数≤1.0×10-8cm/s；
3．旋喷桩施工作业面为破除沥青路面后的原状土地面，旋喷桩桩深约19m，其中旋喷体长12m，空孔长约7m。
根据设计要求、岩土工程勘察报告，为保证旋喷桩对土体加固的施工效果，施工参数初步设计如下：
旋喷桩径800mm，桩中心间距650mm，两桩间重叠150mm，呈梅花状排布。
地面标高为41.5m，桩顶标高约：
33.5m，桩底标高：
21.5m，旋喷长度12m，空孔长度：
7m。
采用双重管高压旋喷工艺，水泥采用P.O32.5，水灰比1.5：
1，其它施工参数应根据现场试验效果确定，以满足设计要求。
加固范围：
初步定为：
一个12m长×7.0m宽×12.0m高；另一个12m长×4.0m宽×12.0m高。
根据加固范围确定的总桩数为315根,桩布置见图2.3，施工现场平面布置图见2.4。
图2.1云峰北街站盾构端头加固平面图
图2.2云峰北街站盾构端头加固剖面图
图2.3云峰北街站盾构端头加固桩位布置图
图2.4云峰北街站盾构端头加固施工现场平面布置图
二、工程水文地质条件
1．地层条件
本场地地基土自上而下依次描述如下：
1.1第四系全新统人工堆积层（Q4ml）
杂填土，厚度：
0.60～2.50m。
1.2全新统浑河高漫滩及古河道冲积层（Q42al）
粉质粘土，厚度：
2.10m；，中、粗砂，厚度：
1.90～7.00m；；砾砂，厚度：
1.50～12.60m；层底埋深：
10.80～21.60m；中、粗砂，厚度2.00～4.80m。
1.3第四系浑河新扇冲洪积层（Q41al+pl）
粉质粘土，厚度：
0.20～3.80m；中、粗砂,厚度：
2.30～5.00m；砾砂,厚度：
13.00m；中、粗砂，厚度：
7.50m；圆砾，厚度：
4.00～7.50m。
1.4上更新统浑河老扇冲洪积层（Q32al+pl）。
中、粗砂厚度：
2.80m；圆砾，厚度：
2.00m；砾砂，厚度：
1.30～2.00m。
2．水文地质条件
2.1该场地见两层地下水，粉质粘土（为隔水层），层厚1.20～2.00m。
上层地下水初见水位埋深为7.80～8.80m，稳定水位埋深为7.90～8.61m；下层地下水属孔隙承压水，承压水头埋深为9.00m；含水层渗透性强，渗透系数一般在50～110m/d之间，水力坡度约1‰左右。
2.2地下水腐蚀性评价：
根据岩土工程勘察报告，拟建工程场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
2.3环境土对混凝土及钢结构的腐蚀性评价：
根据岩土工程勘察报告，拟建工程场区环境土对混凝土、钢筋混凝土结构中钢筋均无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
2.4根据地质勘察报告，确定场地综合渗透系数推荐值为88.1m/d。
2.5根据总体组研究意见，区间设计抗浮水位为埋深3米。
3．岩土工程分析与评价
3.1场地地震效应评价
本场地地震设防烈度为7度，场地地震动峰值加速度为0.10g，场地特征周期Tg为0.35s，卓越周期0.347s。
该场地土层不液化。
3.2场地土的可挖性分级及围岩分类
依据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》场地人工填土可挖性分级为Ⅲ级，围岩分类为Ⅱ类，其它地段人工填土可挖性分级为Ⅰ级，围岩分类为Ⅰ类。
4．场地的标准冻结深度和最大冻深
按辽宁省地方标准《建筑地基基础技术规范》（DB21-907-96）（沈阳市区部分），沈阳市区标准冻结深度为1.2m，最大冻结深度1.5m。
三、地下管线
盾构端头加固范围内原有的地下管线主要分布在云峰北街下南北走向,详见管线布置图2.5。
在旋喷加固施工时,加固区域内的管线已经改移,但还是要先破除沥青路面,暴露出原状土后再进行加固施工。
图2.5盾构端头加固区内管线平面布置图
四、气候、气象
沈阳市属于受季风影响的北温带半湿润大陆性气候，一年四季分明，春季平均气温在10℃左右，夏季最高气温达35℃以上，秋季平均气温20℃左右，冬季最低气温达-26℃以下。
全年平均气温在11℃左右，年降水量约为750mm。
第三章施工部署
一、施工总体目标
我们将把本工程建设成为业主满意、社会满政府满意及上级满意的优质工程,不拖欠民工工资,杜绝上访现象的发生。
1．职业安全健康目标
杜绝死亡、重伤事故，杜绝重大交通、重大火灾事故，年轻伤率控制在10‰以内，职业病发病率控制在1‰以内。
2．质量目标
单位工程一次验收合格率100%；确保结构长城杯。
3．工期目标
根据我公司实力和具体情况,我们计划云峰北街站盾构始发旋喷加固工程一个月完成。
4．文明施工目标
争创沈阳市文明样板工地。
5．环境保护目标
噪音、粉尘不超过国家规定的三级标准，废气、废水（液）、废弃物按行业规定处理。
二、施工准备
1．施工技术准备
1.1了解场地内各种地下障碍物的情况，并办理必要的书面手续。
1.2根据基准桩、城市水准点及施工要求进行桩位放线及抄平。
1.3协调施工现场管辖部门及附近单位的关系，保证施工的顺利进行。
1.4施工用水、施工用电的连接及临时设施搭建。
1.5对施工人员进行生产、技术、质量、安全等全方面的交底。
1.6健全指挥系统及安全管理施工、工程质量及环保保障体系。
1.7旋喷施工参数的确定对施工质量起着决定性作用。
1.8设计编制人员及技术主管同现场技术及施工人员召开会议、做详细技术交底及总体施工规划。
1.9根据测量人员给定轴线水准点，测量人员放出具体施工点以及桩位布置点，复
核确认后方可施工。
2．项目管理组织机构
组建一支具有强大管理能力和同类工程丰富施工经验的施工队伍，形成以项目经理负责制为中心，以合同管理和成本控制为主要内容，以科学的系统管理和先进技术为手段的管理机制。
根据同类工程施工经验，为保证按期优质完工，我们将严格按照既定的施工计划，合理安排施工，合理安排机械设备和劳动力计划，监督落实计划中每个节点的实际完成情况，认真分析影响施工进度的各种因素，并及时制定出相应有效的措施，确保工程工期目标和质量目标的实现。
为便于管理，劳动力使用时，根据专业工作性质，将其编为四个专业组，即钻孔旋喷组、搅浆组、技术组以及材料组，进行默契配合，交叉流水作业。
3．人力资源
项目班子配备如下：
现场经理：
1人
技术负责：
1人
质量负责：
1人
安全负责：
1人
其它人员：
16人
4．设备配置
设备配置表
序号
设备
型号
单位
数量
状态
1
旋喷钻机
GJD-50
台
2
良
好
2
高压泵
SNC-400H
台
2
3
搅浆机
JB-100
台
2
4
潜水泵
台
若干
5
高压管汇
m
若干
6
运输车
台
2
7
旋喷钻头
个
若干
8
水平尺
把
1
序号
设备
型号
单位
数量
状态
9
压力表
50Mpa
个
2
良
好
10
钢尺
50.0m
个
2
11
钢卷尺
5.0m
个
1
三、工期计划
1．工期计划
拟定工期为65天，投入2台旋喷钻机，按照每台机组24小时施工,每天每台钻机施工7棵桩，并可根据现场实际情况以及总体工期的要求，对设备和人力资源进行调整，以最大限度地满足工期要求，详见下表。
施工进度计划表
项目
工期
开始时间
完成时间
施工准备
9个工作日
2006年10月28日
2006年11月5日
试验桩（选配合比）
3个工作日
2006年11月6日
2006年11月8日
试件28天养护
28个工作日
2006年11月9日
2006年12月6日
旋喷加固
25个工作日
2006年12月7日
2006年12月31日
2．总体进度设计思路
本工程按照分工明确、各行其职原则，工序采取流水作业，平衡搭接施工。
施工过
程中，经常作计划进度与实际进度的动态比较，以便及时对进度进行有效的控制。
工程施工全过程必须靠一流的施工策划与运作、一流的管理与协调、一流的技术与工艺、一流的设备与材料、一流的劳动力素质等来实现一流的管理和控制，从而将即定施工计划实现。
除上面已阐述的措施之外，项目部还将采取如下具体措施，以此作为施工计划的保障。
2.1建立完善的计划保证体系
建立完善的计划保证体系是掌握施工管理主动权、控制施工生产局面，保证工程进度的关键一环。
本项目的计划体系将以施工总进度图为宏观调控计划，施工总进度计划为总体实施计划，以日计划为具体执行计划，并由此派生出设计进度计划、专业计划和进场计划、技术保障计划、商务保障计划、物资供应计划、质量检验与控制计划、安全防护计划及后勤保障一系列计划，使进度计划管理形成层次分明、深入全面、贯彻始终
的特色。
2.2技术工艺及措施的保证
“方案先行，样板引路”是我项目部施工管理的特色，本工程将按照方案编制计划，制定详细的、有针对性和可操作性的专项施工方案，从而实现在管理层和操作层对施工工艺、质量标准的熟悉和掌握，使工程有条不紊的按期保质地完成。
2.3施工机械配置
科学配置机械设备是确保计划完成的重要条件。
机械设备的配置原则：
性能良好、数量充足等。
如针对本工程地层特点，项目部选用并可备用旋喷钻机、高压泵设备等，保证台班效率，从而保证整体施工进度。
2.4优秀的施工专业队伍
为确保工程按计划进行,项目部将派遣有丰富类似工作经验、素质较高的项目管理及施工人员担任该项目的管理及施工工作。
2.5工期的分阶段控制
在施工过程中,严格以总控计划进行管理,以日保总控的模式进行层层管理,建立定期召开生产例会制度,针对每日的生产情况进行总结,安排次日的工作,并做好物资准备；将对上当天的情况进行总结,对施工中出的工期拖后、质量问题进行分析,找出原因,立即改进。
第四章施工工艺与技术要求
一、高压旋喷桩施工原理
高压旋喷桩施工原理是利用钻机的钻具将带有喷嘴的钻头钻进至设计深度后，在高压泵高压的作用下，将一定水灰比的水泥浆液，通过高压管泵送至钻头，使所注入的高压水泥浆液经过喷嘴喷射出来，冲击、切割周围土体；同时钻具又以一定速度旋转并进行提升，这样水泥浆液强制搅拌周围土体形成圆柱体的桩体。
由于浆液克服地层阻力而渗入周围地层空隙中，依靠水泥浆液特性、固化地层，使得地层强度得以提高。
1．适用范围
1.1适用地层条件
主要适用于淤泥、淤泥质土体、粘性土、砂土、人工填土等地基。
1.2工程应用范围
地基加固、挡土墙、砂土液化、滞水帷幕等。
2．加固机理
高压喷射冲击土体时，由于高能量集中地作用于一个很小的区域，这个区域内的土体结构受到很大压力作用，当这些外力超过临界破坏压力时，土体便发生喷射射流的破坏力F可以表达为：
F=ρQv
式中：
F---破坏力（KN.m/s2）；
ρ---重度（KN/m3）；
Q---流量（m3/s）；
v---喷射流体平均速度（m/s）。
喷射射流的脉动负荷---当喷射流不停地脉冲式冲击土体时，土粒表面受到脉动负荷的影响，逐渐积累引起残余变形，使土粒失去平衡而发生破坏；
水块的冲击力---由于喷射射流继续锤击土体产生冲击力，促进破坏的进一步发展；同时伴随产生空穴现象、水契效应、挤压力、气流搅动等。
3．加固特性
旋喷固结体的直径大小与土体的种类和密实程度有着密切关系，对于本场地砂性土一般地来说，采用双管旋喷钻机进行施工，直径一般为0.8～1.3m，本段盾构始发井加固采用0.8m直径。
二、工艺流程
1．施工前必须做好的准备工作
1.1熟悉旋喷桩加固设计以及现场有关情况和要求；
1.2根据施工作业面的具体情况布置设备安设位置，检查进场设备完好情况以及钻具配套的完整性；
1.3正式施工前必须试钻，通过试钻检查设备对地层的适应性，并核对地质资料，确定正式施工的技术参数。
施工前，技术负责人根据设计要求，并向监理提交施工组织报审表、并对施工队伍进行技术交底；重点控制桩位放线、成孔深度、提升速度等施工工序。
各工序由专人负责，技术负责人全面负责现场施工、分项工程质量验收、施工组织管理。
上道工序验收合格后，方可进行下道工序的施工，确保工程质量。
2．施工工艺流程
定孔位→钻机就位→钻孔至设计深度→高压旋喷→提升→移位，重复上述流程,具体如图4.1。
（a）（b）（c）（d）（e）（f）
图4.1高压喷射注浆工序图
（a）钻机就位（b）钻机开孔下管（c）钻头到预定深度开始高压喷射注浆
（d）自下而上喷射注浆（e）喷射到预定高度结束（f）停喷并提升钻机
2.1钻机就位
根据甲方提供的基准点（对其严加保护）放出处理范围，然后按照桩位平面图进行桩位放线，放线桩位允许偏差小于2cm；放线采用钢尺拉线，利用木质筷子或用短钢筋短节插放桩点作为桩位标志。
放线完成后由专人进行复核，然后通知甲方和监理进行抽检，并填写《施工测量放线报验单》。
在施工前，技术人员对施工人员进行交底，技术人员复核施工范围、桩位线，然后方可施工。
拟采用GJD-50钻机进行钻孔。
钻机就位后，钻头对准孔位，同时钻机平面应调放平稳、水平，钻孔应与施放孔位一致；成孔后，由技术人员对孔深、孔位进行验收。
2.2钻孔
在预定的旋喷位置处，在钻机动力扭矩带动下，利用钻具带动钻头进行钻孔。
钻进时钻杆应保持垂直，与设计偏差不应大于1.5%；并应准确地钻到设计要求的深度并超过20～40cm。
当施工时遇到不明障碍物时，应马上停钻，待查明后方可进行继续作业，以免对地下管线造成破坏。
2.3高压旋喷
钻孔达到设计深度后，提拔钻具，换喷射钻头及钻具（也可两道工序二合一），下放喷头至设计位置后即可开始进行高压旋喷。
开始前，利用搅浆机、按照1：
1水灰比配制浆液（考虑到现场注浆效果、加固强度，采用颗粒较细的P.O32.5硅酸盐水泥），在SNB-300型高压泵泵送压力和泵送流量作用下、通过高压管汇输送至喷头，并通过喷头切割、扩散于周围地层。
同时应随时作好注浆时间、浆液用量、冒浆情况、压力变化等记录；并在施工过程中由技术人员及时填写《旋喷桩施工记录》；然后通知监理进行抽检，并填写《隐蔽工程检查记录》。
依据场地的地层情况以及压力注浆范围的要求，可根据现场施工时浆液用量、冒浆情况、压力变化，判断注浆渗透半径、旋喷效果，确定停止单孔旋喷。
2.4提拔冲洗高压管
在旋喷桩施工过程中，可能因某原因而导致工程暂停，为此在进行施工时，喷射搭接长度不小于15cm。
单孔旋喷满足设计注浆效果后，将钻具提升至地面，该孔的旋喷即告结束。
将拆卸的钻具逐节拆下，进行冲洗，以防浆液在高压管和钻杆内凝结堵塞影响下道工序的使用。
2.5移位
钻机移到下一孔位，重复上述流程。
2.6清理冒浆
旋喷完毕后，钻孔孔口会产生大量冒浆。
为保证施工现场文明、干净，待冒浆废液初凝后清理出施工现场。
2.7施工顺序
旋喷桩应先施工周边桩位、后中心部位的孔的顺序。
三、施工工艺参数
压力：
20～25MPa；
提升速度：
15～20cm/min.；
气流压力：
0.5～0.7MPa；
气流风量：
0.80～1.00m3/min.；
钻孔转速：
15～30转/min.；
泵送流量：
40～70L/min.；
水灰比：
1.5：
1。
四、质量检测
质量检验可在旋喷桩施工完毕28天抽芯检查，通过抽芯制作圆柱试件，送往试验室进行抗压强度试验。
抽检孔的数量为钻孔总数的1%,并不少于3点。
五、质量效果检验标准
质量检验标准
项目
序号
检查项目
允许偏差
检查方法
单位
数值
主控
项目
1
水泥及外掺剂质量
符合出厂要求
产品合格证或抽样送检
2
水泥用量
设计要求
查看流量表及水灰比
3
桩体强度或完整性
设计要求
按规定方法
4
地基承载力
设计要求
按规定方法
一般
项目
1
钻孔位置
mm
≤50
钢尺丈量
2
钻孔垂直度
%
≤1.5
经纬仪或水平尺测
3
孔深
mm
+200～400
钢尺
4
注浆压力
按设定参数指标
查看压力表
5
桩体搭接
mm
＞200
钢尺丈量
6
桩体直径
mm
≤50
开挖后钢尺丈量
7
桩身中心允许偏差
≤0.2D
钢尺丈量
第五章施工管理措施
一、工程交接与项目的协调
1．工程交接
1.1建立资料管理系统，加强各分项工程各单项隐蔽工程验收资料，如原始记录、测点放线、材料检验等资料，对其进行汇总，妥善保存；
1.2对有关原始资料，按照沈阳市城建档案馆的要求进行交接。
2．项目的协调
2.1与业主之间的协调
项目部将站在工程全局的角度，积极主动高效地为业主服务，协助业主落实重大施工事宜和施工条件，解决工程实施过程中的重大问题，充分体现文明、高素质的施工企业形象。
在施工管理的各个环节上，与业主建立良好的相互信任、相互支持和相互与理解关系，以保证工程的优质、高效、文明、安全施工。
2.2与设计单位之间的协调
项目部将会与设计单位积极主动地联系、沟通和协调，了解设计意图及工程要求，并在设计与施工方案的基础上完善施工方案。
在施工过程中，项目经理部认真进行图纸会审，减少对图纸理解失误，及时解决施工中出现的问题。
施工过程中出现的设计问题，及时同设计单位联系，共同研究解决办法。
2.3与监理公司之间的协调
在施工全过程中，严格按照经业主、监理和批准的“施工组织设计”进行施工的全面质量管理，以严肃的施工管理程序，达到工程所要求的各项技术、质量、经济指标。
在施工班组“自检”和我项目经理部的“专检”的基础上，服从监理公司的“三控”（质量控制和工程成本和造价控制）、“两管”（合同管理和资料管理）和监督和协调，虚心认真接受和服从监理公司的验收和检查，并按照监理工程师提出的要求，予以整改，以减少在工程监督过程中的管理难度。
2.4与地方政府部门之间的协调
项目部具有与政府部门联系沟通并建立相互信任
升级会员 