国防光缆施工方案.docx
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国防光缆施工方案
天津地铁2号线与5号线换乘站靖江路站
国防光缆保护施工方案
中铁建工集团有限公司
天津地铁2、5号线换乘站靖江路站项目
2015年7月
天津地铁2、5号线换乘站靖江路站
国防光缆保护施工方案
一、工程概况
本工程西北16～19轴/A轴区域为双轮铣及地下连续墙支护结构施工围。
在双轮铣成槽保护水泥土墙开挖过程中，在地面以下300mm左右发现2根10KV的电缆正盘放在双轮铣施工的位置，将电缆采用人工移开后又发现地下6m左右无法进尺，有疑似混凝土板的障碍物。
在双轮铣外侧约40cm，深1.7~2.1m位置有管线切改完成的国防光缆；双轮铣外50cm左右，深1.5m为Φ300的燃气管道；且该部位施工围墙距双轮铣边为1.1m。
后经调查，发现该区域为Φ1800的自来水顶管井，深6m，宽3.6m，长约7m，下部有400mm~600mm厚底板，四周为两层双轴搅拌桩止水帷幕（深15m）。
要保证双轮铣和地连墙的施工，必须将顶管井的底板和东侧止水帷幕全部清除。
二、工程地质情况及水文条件
地面建筑物场地土类型、建筑场地类别根据标准《建筑抗震设计规》、《铁路工程抗震设计规》（GB50111-2006）及天津市工程建设标准《岩土工程技术规》的规定划分。
依据本次勘探孔5D-Zjjl-20物探剪切波速测试成果及结合2号线靖江路站Zjj-13、Zjc-26、Zjj-3剪切波速成果，其等效剪切波速为152.9～167.5m/s判定：
场地土类型为软弱～中软土，场地类别为Ⅲ类。
该部位为顶管井直接回填，回填土多为杂填土，多以建筑垃圾为主，含腐植质、砖头、灰渣、碎石等，成分复杂，土质不均，结构不均匀，工程性质差，在表层普遍分布，层厚6m。
三、总体思路
建设单位与监理单位要求，以保护电缆、国防光缆和燃气管道为原则，在其周围采取措施确保施工的顺利进行。
将电缆采用人工挖沟的方式，移出双轮铣施工位置，并采用吊装带将其与围墙固定，防治施工期间突然回移导致危险。
将国防光缆周边的杂填土全部采用双液注浆固化，保证在开挖过程中不会出现因基槽坍塌，导致拉断光缆的事件发生。
用钢板桩一边下插一边挖土，确保双轮铣外侧的加固土体不发生坍塌，并顺利破除双轮铣位置的顶管井底板的顺利破除。
双轮铣成槽保护施工完成并达到强度后，采用双轮铣将在地连墙位置的顶管井止水帷幕铣出，保证地连墙的正常施工。
四、施工程序
4.1人工移除10KV电缆
先采用人工探挖的方式将电缆挖出，挖沟宽500mm，深400mm，长度11m，确保电缆能完全移出施工位置。
电缆搬离施工位置后，由于电缆有一定的韧性，为防止电缆的自行回移，在电缆上每2m设置一个拉点，拉点的另一端与围墙固定。
4.2双液注浆土体加固
在人工探挖确定国防光缆的位置后，立即进行换土回填，并确定加固的边线。
为了保证工期，且能迅速的开挖，采用双液注浆对国防光缆周边的土体进行加固，深6m，宽1.5m，长度15m。
4.2.1双液注浆的特点
液注浆工艺具有良好的流动性、触变性和扩散性。
浆液初凝快且具可调性能，能适时提高强度，可以缩短土体沉降稳定时间，能克服注浆中引起的扰动和软化效应。
根据双液注浆的特性，双液注浆具有速凝性能，可以调节时间，缩短沉降周期，在瞬时间能起到强化和加固作用，比单液注浆更能达到控制地面建筑下沉的效果。
1 施工安全、简便、快速，工期短，质量好，效果快。
2 该工法施工设备仪器体积小，调动灵活，比较适用于目前5号线16～19轴/A轴区域地下加固。
根据施工场区和不同深度层次要求的加固，具有对周围环境影响小等优点。
4.2.2双液注浆的原理
双液注浆主要具有克服注浆加固中引起的扰动和软化作用以及缩短固结沉降，控制沉降的特点，因此当双液浆及时充填到土体中的空隙，由于浆液具有速凝并可在瞬时初凝的特点，因此能起到强化和加固作用。
同时注浆过程中浆液流失少而且有效充填量提高，及时补充了由诸多原因造成的土体损失。
限制了土体的位移，减少地面沉降。
同时当双液浆在充填土体中的空隙达到一定饱和后，会在压力作用下逐渐扩散不断充填空隙，能对周围土体（碎石层）产生挤压并劈入土体的薄弱部位，形成交叉网状凝固体，增强了土的密实度和压缩模量，扩大了应力围，提高了一定的承载能力，从而减少了最终的沉降量。
4.2.3双液注浆加固处理
（1）孔位布置：
注浆孔位采用梅花形布置，间距1.0m。
（2）注浆深度：
注浆深度自然地坪以下0~6m围加固。
（3）注浆压力：
0.1～0.8MPa。
（4）材料使用：
水泥：
选用PO42.5的普通硅酸盐水泥；
水玻璃：
选用浓度Be′=30～40，模数M=2.8～3.1的水玻璃原液。
（5）浆液配合比：
A液∶B液=1∶1
其中，A液：
水泥浆。
B液：
中性水玻璃。
选购市场上销售的符合质量要求的波美度为35°～40°的水玻璃。
（6）注浆原则：
扩散半径控制在2m以，混合浆液初凝时间控制在2min以，注浆孔位布置遵循“分段，分批，”的原则，同时注浆时应遵循“先外后、先稀后浓”的原则。
4.2.4双液注浆施工工艺流程
4.3钢板桩支护
双液注浆完成7天之后即可开始进行钢板桩支护和顶管井底板破除作业。
4.3.1支护对象
支护国防光缆一侧的土方，防止因开挖和破除底板时土方坍塌导致国防光缆和电缆出线拉断的现象，对采用双液注浆部分的土方进行支护。
4.3.2钢板桩的选用
本工程支护深度为顶管井的深度，因此钢板桩选择12m长的工字钢。
4.3.3钢板桩的矫正
（1）表面缺陷修补：
对于使用过的钢板桩，清除缺陷表面的锈蚀和油污，用焊接法进行修补，再用砂轮磨平。
（2） 端部平面矫正：
用氧乙炔切割部分桩端，使端部平面与轴线垂直，然后用砂轮对切割面磨平修整。
（3） 桩体扭曲和挠曲矫正：
腹向弯曲采用千斤顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正，侧向弯曲在专门的矫正平台上进行。
（4） 锁口变形矫正：
用氧乙炔热烘和大锤敲击胎具推进的方法进行调直处理。
锁口涂混合油，减少打桩时的阻力。
4.3.4钢板桩打设机械
钢板桩施工的主要机械为振动锤及相应的起吊设备，振动锤与钢板桩呈刚性连接，依靠锤偏心块产生上下振动，强迫与之接触的土体发生振动，大大降低土体的沉桩阻力，从而使钢板桩在自重及振动锤的振动作用下，顺利沉入土体。
根据土体性质、钢板桩插打长度，合理选择振动锤的振幅，振动频率及振动力。
4.3.5钢板桩打设
（1）围护钢板桩边缘距导墙边缘1m，首先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。
（2）吊车在打桩点附近，侧向施工，便于测量人员观察。
挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆。
（3）锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，起锤。
（4）用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口要对准。
（5）在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制；
（6）为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。
（7）开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精度，以便起到样板导向作用，故每打入1m应测量一次。
（8）板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。
（9）松开夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。
（10） 屏风式打入法施打钢板桩。
（屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。
施工时，将10-20根钢板桩成排插入导架，使它呈屏风状，然后再施打。
通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入。
屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。
施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。
因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。
其选择原则是：
当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。
）
总之，施工应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高，一次打入的深度一般为0．5-3．0米。
板桩打设的公差标准如下表所示。
项目
允许公差
板桩轴线偏差
±10cm
桩顶标高
±10cm
板桩垂直度
1%
4.3.6钢板桩施工注意事项
（1）导向桩打好之后，以槽钢焊接牢固，确保导向桩不晃动，以便打桩时提高精确。
（2）钢板桩起吊后人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口，插入后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入。
（3）钢板桩振动插打到小于设计标高40cm时，小心施工，防止超深发生。
（4）封口时，精确计算异形钢板桩的尺寸，确保止水质量。
4.4土方开挖
4.4.1主要机械设备（见表）
序号
设备名称
数量
型号
性能指标
1
长臂挖掘机
2台
EX200
0.8m3
2
挖掘机（带风炮头）
2台
EX300
1.38m3
3
挖掘机
2台
ZLM-15
0.35m3
4
装载机
2台
ZL40B
3m3
5
自卸汽车
2台
4L3320
10m3
4.4.2土方开挖施工
该基础开挖深度为6m，属于沟槽开挖。
开挖时一侧已经有钢板桩进行支护，另一侧是顶管井止水墙，能保证足够的刚度。
开挖宽度只要能满足双轮铣的施工宽度，因此本次开挖宽度定位1.5m宽。
由于开挖宽度小，且时间短，因此本工程中遵循“限时、快挖”的原则，以保证国防电缆安全；土方开挖以机械作业为主，人工清理为辅；施工中采取多种开挖机械配合施工，以提高工效；基坑土方开挖时，每段土体按先挖中间部分后挖两侧的顺序进行开挖，以保证开挖时机械在支撑下正常作业。
4.4.3混凝土破除施工
待土方开挖部分到底后，即开始进行顶管井底板破除施工，由于在地下6米作业，作业空间狭窄。
考虑使用挖掘机（带风炮头）在地面以下6米进行破除。
整个破除过程中，保证上方有1m左右的覆土，为保证侧边管线及国防电缆安全，安排专人对破除施工进行盯控，施工途中不能停息，破除出来的混凝土块，立刻进行清运，避免影响下道工序施工。
4.5双轮铣施工
4.5.1双轮铣施工步骤
第一步，双轮铣深搅工法墙定位放样；根据顶管井围护的位置进行放样，本工程共设4幅，每幅宽度为2.8m，深15m。
第二步，预挖导沟（至杂填土层底）；
第三步，安放定位型钢；
第四步，CSM设备就位，铣头与槽段位置对正；
第五步，铣轮下沉注水切铣原位土体至设计深度，此位置切割深度为15m；
第六步，铣轮提升；
第七步，设备移动至下一槽段位置，重复上述六个步骤。
4.5.2施工参数
1）双轮铣切削注浆搅拌参数
单槽段水泥土墙尺寸：
2.8×0.8m；
槽段间套铣宽度：
0mm（本次施工不需要套铣）；
向下切铣速度：
小于1.2m/min（硬地层取小值，软地层取大值）；
4.4.3施工安全技术措施
1、现场施工人员必须佩戴安全帽，高空作业必须配戴安全带。
2、机器运转时，不得进行部件拆卸和修理作业；不得进行擦洗；不得戴手套摘挂皮带或打蜡。
3、基坑开挖后必须在基坑周边设置防护网，避免人员坠落。
五、安全、文明施工措施
安全生产和文明施工是建设和施工单位的共同目标，也是评判施工企业素质优劣的重要质量标准。
5.1、安全生产措施
（1）、贯彻“安全第一、预防为主”的方针。
（2）、设专职安全员、负责工地安全管理工作。
由施工负责监督日常安全工作，各工种、各施工班组设立兼职安全员，由项目经理、施工负责人、专兼职安全员，组成项目安全小组，检查督促项目安全。
（3）、工人进场前由安全员进行安全教育，进场后施工人员必须认真执行“安全管理制度”和“安全生产责任制”，遵守安全生产纪律，定期召开安全工作会议，进行安全检查活动，杜绝安全隐患，由安全员做好安全日记。
开工前由项目部组织进行工地安全检查，合格后方能开工。
（4）、施工现场设置安全警示牌，施工人员必须佩戴安全帽施工。
（5）、机电设备必须由专人操作，认真执行规程，杜绝人身、机械、生产安全事故，特殊工种（起重工、焊工、电工等）必须持证上岗。
（6）、现场电缆必须安全布设，各种电控制箱必须安装二级漏电保护装置，电器必须断电修理，并挂上警示牌，电工应定期检查电器、电路的安全性。
（7）、机械设备应由机修人员修理，杜绝机械安全事故隐患。
（8）、机班长要定期本检查各活动、升降、以及机具的安全性，若有问题要及时维修、调换，不允许超负荷运行。
（9）、施工进程中一切操作由专人（机长）统一指挥。
（10）、外露传动装置必须有防护护罩。
（11）、现场必须配备消防器材，电路控制系统必须有防雨淋设施。
5.2、文明施工措施
（1）、项目经理到各级管理人员必须将文明施工及治安、卫生等工作列为重要的工作职责，协调与外界各有关单位的关系，共同做好工地文明施工。
（2）、由项目经理、施工负责人督促工地文明施工，设场地管理员，做好现场文明的实施检查工作，做好文明施工记录。
（3）、安排场地施工人员经常清理施工现场，保证场地清洁。
材料设备堆放要整齐。
（4）、经常保养、清洁施工设备，保证设备的清洁和完好率。
（5）、现场建立治安、卫生管理小组，施工人员要遵守治安、卫生等各种规章制度。
（6）、有药箱，保证有清洁水源使用，保证施工人员的身体健康。
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