12号出入口及风道旋喷止水加固施工方案.docx
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12号出入口及风道旋喷止水加固施工方案
武汉轨道交通二号线一期工程范湖站
土建（实验）工程
1、2号出入口及风道旋喷桩止水加固施工方案
编制_______________
复核_______________
审批_______________
中铁隧道集团有限公司
武汉轨道交通二号线范湖站项目经理部
二O一二年一月
目录
1.工程概况1
2.工程地质与水文地质2
2.1.工程地质概况2
2.2.水文地质3
3.施工工艺及技术要点3
3.1.三重管高压旋喷桩的施工顺序3
3.2.三重管高压旋喷桩的施工工艺流程4
3.3.施工要点4
3.3.1.施工准备4
3.3.2.钻机就位5
3.3.3.钻进5
3.3.4.水泥浆的配制5
3.3.5.旋喷提升5
3.3.6.钻机移位、回灌浆液6
3.3.7.旋喷桩施工技术标准6
3.3.8.成桩质量检验7
4.人力、机械配备及施工计划7
4.1.劳动力计划7
4.2.主要施工机械设备7
5.安全、质量、文明施工及职业健康保证措施8
5.1.质量保证措施8
5.2.安全保证措施9
5.3.文明施工保证措施10
5.3.1施工废水及污染物10
5.3.2施工粉尘10
5.3.3施工噪音10
5.4.职业健康保证措施10
1.工程概况
武汉市轨道交通二号线一期工程范湖站位于青年路与常青路及规划马场角路交口的南侧，沿青年路下呈南北向布置。
本站为地下二层十米岛式站台，车站主体结构外包尺寸为224×18.5×12.96m（长×宽×高），车站顶部覆土约2.75m。
范湖站附属工程包括4个出入口和2组风亭及一个换乘通道。
出入口分设于青年路两侧路边，风亭设于青年路西侧路边。
本次施工范围为1、2号出入口及风道基坑围护结构地下连续墙与车站主体围护结构地下连续墙相连接的位置。
2.工程地质与水文地质
2.1.工程地质概况
拟建场区地形平坦，原始地貌属长江冲积一级阶段。
根据钻探揭示及对地层成因、年代的分析，本站地层主要由第四纪全新统人工堆积层（Qml）组成，岩性为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉质粘土粉土粉砂互层、粉砂夹粉土、粉砂、砂类土。
现将各土层描述如下：
（1-1）层杂填土：
松散，由碎石、砖渣、煤渣及少许粘性土组成。
该层连续分布，层厚约0.9～3.2m。
（3-1）层粘土：
黄褐色～灰褐色，可塑，中压缩性，含铁锰氧化物。
该层连续分布，层厚0.5～2.8m。
（3-3）层淤泥质粉质粘土：
黄褐～灰色，软～流塑，高压缩性，含少许有机质及粉粒。
该层连续分布，层厚3.3～7.6m。
（3-4）层淤泥质粉质粘土夹粉土：
灰色，软～流塑，中压缩性，夹少许有机质土，中部多夹粉土及粉砂薄层。
该层连续分布，层厚2.4～8.6m。
（3-5）层粉质粘土、粉土、粉砂互层：
灰色，中压缩性，以粉质粘土、粉土为主，粉质粘土呈软塑状态，粉砂呈松散状态。
含云母、石英等、腐植物。
该层分布不连续，层厚0.5～5.1m。
（4-1）层粉砂夹粉土：
灰色，稍～中密，中压缩性，层中多夹粉土、粉质粘土薄层，含长石、石英、云母等。
该层分布不连续，层厚0.9～6.7m。
（4-2）层粉砂：
灰色，中密，少夹粉质粘土薄层。
含长石、石英、云母等。
该层连续分布，层厚6.4～12.3m。
（4-2a）层粉质粘土：
灰褐色，可塑，夹粉土薄层。
该层分布不连续，层厚0.6～2.0m该层分布不连续层厚0.7～0.9m。
（4-3）层粉砂：
灰色，中密，中下部夹有粘性土薄层。
含长石、石英、云母等，该层连续分布，层厚7.1～11.1m。
（4-3a）层粉质粘土夹粉土：
灰色，流塑，层面上夹有粉土、粉砂薄层。
该层分布不连续，层厚0.6～4.6m。
（4-3b）层粉砂：
灰色，中密，中压缩性，含长石、石英、云母等。
该层分布不连续，层厚0.8m。
（4-4）层粉细砂：
灰色，中密～密实，由上往下砂土颗粒逐渐增大，底部少数孔有粒径多在2-8cm，呈次圆状的砾卵石。
该层分布不连续，层厚1.5～10.8m。
（4-4a）层粉质粘土：
褐灰，可塑，层中夹有粉砂、粉土薄层。
该层分布不连续，层厚0.5～2.1m。
（15b-1）层强风化含细砂岩：
灰绿，坚硬，砂质结构，块状构造，为半成岩。
该层分布不连续，层厚0.7～5.0m。
（15b-2）层中风化细～中砂岩：
灰绿，坚硬，砂质结构，块状构造，岩石较完整。
该层分布不连续，层厚2.6～7.1m。
2.2.水文地质
拟建场地地下水有上层滞水和孔隙承压水两种类型。
上层滞水主要赋存于（1-1）层杂填土中，接受大气降水及地表散水的渗透补给，水量有限而很不稳定；孔隙承压水主要赋存于场地（4）单元砂土层中，育长江、汉江水系联系密切，（3-5）单元互层土体中赋存过渡型弱孔隙承压水。
勘察期间测得场地地下水混合静止水位在地面下0.8～1.6m，相当于高程19.62～20.08m。
由于承压水位与长江、汉江水系联系密切，因此其水位亦随着长江、汉江水位的变化而变化。
据区域水文资料反映，汉口一级阶地承压水水头最高标高约20.0m左右，年变化幅度3～4m。
水文地质试验期间观测结果显示，承压水头离地面的距离为3.74m，相当于高程17.76m。
据现场钻孔取水样进行室内水质分析报告结果表明，拟建场地地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
3.施工工艺及技术要点
主体围护结构与附属围护结构坑外连接处高压旋喷桩桩径φ800mm，旋喷间距500mm，相临两桩咬合300mm，咬合形式见图2；加固土体采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量为20%。
坑外加固范围为冠梁顶至设计地连墙底，坑外地连墙接缝旋喷桩桩位布置及深度，详见设计图。
3.1.三重管高压旋喷桩的施工顺序
施工中采用一台三重管旋喷桩机进行地基加固施工，共有六处接头位置需要加固。
六处旋喷加固按由北向南的顺序依次进行加固。
图2旋喷止水布置大样图（示意）
3.2.三重管高压旋喷桩的施工工艺流程
三重管高压旋喷桩的施工工艺流程详见图3。
3.3.施工要点
3.3.1.施工准备
（1）场地平整
正式进场施工前，进行施工范围内管线调查，清除施工场区地面下1.5m内障碍物。
然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地“三通一平”。
（2）桩位放样
施工前用全站仪标定旋喷桩施工的控制点，打桩标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。
（3）修建排污和灰浆拌制系统
旋喷桩施工过程中将会产生10～20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。
沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。
沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。
灰浆拌制系统主要设置在水泥库附近，便于作业，主要有灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。
图3地基旋喷加固施工工艺流程图
3.3.2.钻机就位
钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆垂直度误差小于1%；造孔前应调试水泵、空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证桩体顶底标高满足设计深度。
3.3.3.钻进
在钻孔机械试运转正常后，开始钻进。
钻进过程中注意记录好钻杆投放节数，以保证旋喷深度的准确性。
3.3.4.水泥浆的配制
水泥浆配制，采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1:
1，浆液比重为1.5。
水泥浆配置在拌浆桶中进行。
第一次进行水泥浆的配制前，先按水灰比1:
1计算出每桶计划加水量和每桶计划水泥用量，然后根据计划用水量和拌浆桶直径计算出加水高度。
根据计算结果，先将水加至计算高度，然后再按计划水泥用量加入水泥；水泥和水充分搅拌后，用钢卷尺测出拌浆桶口至液面高度。
以后水泥浆的拌制即可将水泥和水同时加入拌浆桶，水灰比按此液面进行控制。
第一次进行水泥浆的配制时需通知监理到场确认。
水泥浆充分拌制后，经过滤后存入贮浆桶。
3.3.5.旋喷提升
在钻机钻到设计深度后，插入旋喷管，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。
喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。
为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。
旋喷施工技术参数见表2。
表2旋喷施工技术参数
序号
项目
施工参数
序号
项目
施工参数
1
桩径
0.8m
7
浆液流量
55～64L/min
2
孔距、排距
0.5m
8
气流量
1m3/min
3
水泥掺量
360kg/m3
9
旋转速度
10r/min
4
喷嘴直径
1.8mm
10
提升速度
12～14cm/min
5
浆液压力
28～30MPa（靠连续墙处压力25MPa）
11
单桩
浆液用量
现场实验确定
6
气压
0.7MPa
其中旋喷管提升速度可在钻杆旁立一直尺进行测定，旋转速度可在钻杆上沿竖直方向画一线进行测定。
在旋喷提升过程中,可根据不同的土层,及时调整旋喷参数。
应特别注意的是在紧靠地下连续墙处的旋喷桩施工时，需用低浆液压力（靠地下连续墙处的浆液压力见表2）进行旋喷，防止地下连续墙产生位移或上抬。
3.3.6.钻机移位、回灌浆液
旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位，回灌浆液。
3.3.7.旋喷桩施工技术标准
旋喷桩的施工技术要求见表3。
表3旋喷桩施工技术检查表
序号
项目名称
技术标准
检查方法
1
钻孔垂直度允许偏差
≯1.0%
实测或经纬仪测钻杆
2
钻孔位置允许偏差
50mm
尺量
3
钻孔深度允许偏差
±200mm
尺量
4
桩体直径允许偏差
≤50mm
开挖后尺量
5
桩身中心允许偏差
≤0.2D
开挖桩顶下500mm处用尺量
6
水泥浆液初凝时间
不超过20小时
计时
7
水灰比
1:
1
试验检验
3.3.8.成桩质量检验
（1）质量检验时间、内容:
施工前对喷射施工质量的检验，应在高压喷射注浆结束后4周，检查内容主要为：
桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体均匀性等。
（2）质量检验数量、部位
检验点的数量为施工注浆孔数的2%。
检验点应布置在下列部位：
荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。
（3）检验方法
检验方法采用钻孔取芯的方法取样试验，水泥土龄期28d无侧限抗压强度qu≥1.0Mpa。
4.人力、机械配备及施工计划
4.1.劳动力计划
钻孔人员必须作好现场钻孔记录，取得第一手地质资料，以便注浆技术人员根据地质资料及时调整注浆参数。
注浆记录人员必须把当班的记录及时整理。
司泵人员应随时注意注浆泵压力变化。
劳动力具体分工如表4所示。
在施工中应各司其职，认真负责，相互协作，互相监督。
表4劳动力组织表
人员
人数
人员
人数
施工负责
1
电工
1
作业领班
2
后勤员
1
技术员
1
保洁员
1
质检员
1
施工人员
8
材料员
1
安全员
1
总计
18
4.2.主要施工机械设备
主要机械设备见表5所示。
序号
设备名称
规格
单位
数量
1
旋喷钻机
GD-2-1
台
1
2
高压浆泵
3DZ－SZ
台
1
3
空气压缩机
6m3
台
1
4
污水泵
长轴
台
2
5
拌浆桶
SB750
个
2
6
贮浆桶
SS400
个
1
7
水箱
20m3
个
2
表5主要机械设备配套表
5.安全、质量、文明施工及职业健康保证措施
5.1.质量保证措施
为保证旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，拟采取如下质量保证措施达到施工质量目标。
（1）正式施工前，在基坑内不影响设计旋喷加固的位置进行试喷。
如各项要求能满足正常施工的要求即可进行正式施工，如不能满足需要及时调整施工参数，确保旋喷施工的效果。
（2）地下遇障碍物时进行引孔。
引孔钻孔时应及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。
为保证顺利安放注浆管，引孔直径为Φ130mm，岩芯管长不小于2.0米。
（3）安放注浆管前，先在地表进行射水试验，待高压气、浆压正常后，才能下注浆管施工。
（4）采用42.5普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。
水泥进场后，应做好防潮、防雨措施，防止水泥硬化。
（5）浆液水灰比采用1:
1，施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，实行定量加灰制，严格控制水泥用量。
灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。
喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。
（6）施工前进行成桩试验，在设计规定的范围内调整施工参数，保证成桩直径不小于0.8m。
（7）严格控制喷浆提升速度，其提升速度应小于0.15m/min。
喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出现压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.5m重复喷射接桩，防止出现断桩。
（8）高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。
（9）因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。
（10）实行技术人员随班作业制，及时发现和处理施工中的质量隐患。
认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。
（11）根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保桩的施工质量。
调整参数前应及时向监理、设计部门报告，经同意后调整。
（12）配备一台备用发电机组。
旋喷桩施工，进入旋喷作业则应连续施工。
若施工过程中停电时间过长，则启用备用发电机，保证施工正常进行。
（13）施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。
（14）地基旋喷加固施工时，处理好与地下连续墙施工的关系。
旋喷施工位置应远离地下连续墙施工位置50m以上，确保地下连续墙不因旋喷施工使槽壁坍塌。
5.2.安全保证措施
根据旋喷作业的施工特点，按照国家《劳动保护法》发放相应的劳保用品：
如安全帽、工作服、防护眼镜、橡胶手套、防尘口罩等。
在岗前对员工进行安全知识教育培训，并持证上岗。
施工现场应做到：
（1）施工材料堆放有序，不侵入运输道施工界限。
（2）施工机械的转动部分有安全罩。
（3）配电箱开关有操作指示和安全警示。
（4）机械定期维修,确保作业安全。
（5）调制水泥浆时，应戴好防尘口罩。
（6）施工用电安全保证技术要点
（7）严格执行《施工现场安全生产保证体系》、《施工现场临时用电安全技术规程》相关规定。
（8）电缆接头不许埋设和架空，必须接入线盒，并固定在开关箱上，接线盒内应能防水、防尘、防机械损伤，并远离易燃、易爆、易腐蚀场所。
（9）所有电机、电器、照明器具，手持电动工具的电源线应装置二级漏闸保护器。
（10）施工现场的电器设备设施必须有有效的安全管理制度，现场电线电气设备设施必须有专业电工经常检查整理，发现问题及时解决。
（11）定期检查对压浆泵的安全阀进行检查，防止因安全阀失灵造成事故。
5.3.文明施工保证措施
5.3.1施工废水及污染物
（1）施工活动中所产生的泥浆，必须用专用车辆外运到指定地点堆放。
（2）现场旋喷桩施工时，应采取适当的防止措施，避免施工中产生的污水未经处理，直接流入附近水体及土壤，形成污染。
（3）各类土方、建筑材料运输车辆在离开施工现场时，为保持车容应清洗车辆轮胎及车厢，清洗废水应接入施工现场的临时排水系统。
（4）排放含泥量较多的水应流入布置在基坑、施工便道旁的沉淀池内，必须经过三级沉淀处理后排入市政污水管，严禁直接排入市政污水管。
（5）机械修理、油品及化学品储存远离集水坑、排水沟位置。
5.3.2施工粉尘
（1）水泥装卸过程中注意动作不能过大，以削减装卸过程水泥扬尘带来的环境污染。
必要时用蓬布进行遮挡。
（2）在水泥搅拌过程中，水泥添加作业应规范，搅拌设施应保持密闭，防止添加、搅拌过程中大量水泥扬尘外逸。
（3）运输车辆进出的主干道应定期洒水清扫，保持车辆出入口路面清洁，以减少由于车辆行驶引起的地面扬尘污染。
5.3.3施工噪音
严格按GB12523-90《建筑施工场界噪声限值》中的有关规定和要求进行施工。
对于噪声影响大的施工，合理安排施工，尽量避免夜间施工扰民，尽量减少施工对周围居民的不利影响，具体从以下几方面进行控制：
（1）进行机械防音处理，设置消音装置，将机械发出的噪音降低到最低；
（2）注意机械设备检查和操作，加强施工机械设备的维护保养，减少噪声和污染。
另外，适当选择机械的配置地点，防止震动对周围环境造成影响；
（3）在进行机械设备配置时，尽量选择低噪音型的设备，从发出噪音的源头控制噪音的污染。
5.4.职业健康保证措施
（1）由办公室组织责任部门制定本项目各岗位职责，制定员工教育和培训计划。
（2）根据各工种不同配备相应的劳动保护用品，并在操作时配戴整齐。
（3）特别注意水泥浆制备时，操作工人应严格按规定戴好防尘口罩、橡胶手套、水鞋等防护用品。
（4）开工前对高空作业人员、食堂工作人员及其它对身体机能有严格要求的工种进行身体检查，经检验符合所从事工种健康要求后方可上岗。
（5）工地配备卫生员及急救药品，并与就近医院协商，就突发事故能做出应急处
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