盾构区间进出洞加固方案.docx
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盾构区间进出洞加固方案
宁波市轨道交通1号线TJ-Ⅰ标
（望春桥站～泽民站）区间隧道工程
望春桥站~泽民站盾构进出洞口地基
加固方案
编制：
审核：
审批：
中铁二局股份有限公司
宁波市轨道交通1号线TJ-Ⅰ标项目经理部
2010年7月
目录
1编制依据2
2工程概况2
3水文、地质概况2
4总体施工方案3
4.1加固区域3
4.2加固方式4
5三轴搅拌桩施工方案4
5.1施工参数及技术要求4
5.2施工流程5
5.3三轴搅拌桩施工6
5.4施工要点7
5.5质量标准8
5.6竣工检验8
6高压旋喷桩施工方案8
6.1施工参数及技术要求8
6.2高压旋喷桩施工9
6.2.1施工方法9
6.2.2技术质量保证10
6.2.3竣工检验10
7管线保护11
7.1管线概况11
7.2保护措施11
8施工进度计划12
9机械设备及劳动力配备12
9.1设备计划12
9.2劳动力安排13
9.3供水供电14
10安全保证措施14
11环境保护措施14
12附图14
1编制依据
1）、《工程地质勘察报告》；
2）、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；
3）、《地基处理技术规范》DBJ08-40-94；
4）、《地基基础设计规范》DGJ08-11-1999；
5）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；
6）、设计蓝图
2工程概况
为保证盾构进出洞破除端头围护结构时隧道端头土体的自稳和防水要求，需对盾构进出洞洞口土层进行加固处理。
盾构隧道在望春桥站、泽民站的进出洞口地基采用Φ850三轴搅拌桩加固，三轴搅拌桩与车站围护结构之间采用一排Φ800高压旋喷桩止水防渗。
区间采用1台盾构机施工，于2010年11月底从泽民站始发，施工望春桥站~泽民站右线，2011年3月底到达望春桥站掉头后，于2011年4月底再次始发施工左线，2011年8月底到达泽民站解体吊出，完成本盾构区间的施工。
推进筹划如图2-1所示：
图2-1推进筹划
3水文、地质概况
加固区基本位于①2层粘土、①2层淤泥质粘土、②2-1层淤泥、②2-2层淤泥质粘土、③2层粉质粘土、④1-1层淤泥质粉质粘土。
加固区土层特性表
层号
土名
厚度
层标高
包含物及其他特征
①3
淤泥质粘土
0.9~4.2
-1.83~1.08
灰色，流塑，厚层状构造，粘塑性好，局部相变为淤泥，偶见半碳化物腐殖质，韧性高，干强度高，无摇震反应。
②1
粉土
0.5~1.7
-4.53~-1.33
灰色，软塑，厚层状构造，局部为粉质粘土，含少量植物碎屑，粘塑性好，韧性高，干强度高，无摇震反应。
②2-1
淤泥
0.5~6.3
-5.13~-0.67
灰色，流塑，厚层状、厚层状构造，土质希软，粘塑性好，韧性高，干强度高，无摇震反应。
②2-2
淤泥质粘土
1.6~6.1
-9.33~-3.36
灰色，流塑，厚层状、似鳞片状构造，土质较软，均一性较好，粘塑性好，局部含少量粪土或粉砂小团块，岩性相变为为淤泥质粉质粘土，韧性高，干强度高，无摇震反应。
②3
淤泥质粉质粘土
2.0~8.4
-8.10~-2.78
灰色，流塑，鳞片状，厚层状、似鳞片状构造，夹不规则粉砂薄膜或小团块，粘塑性较好，任性中等~高，干强度中等~高，无摇震反应。
③2
粉质粘土
1.6~5.1
-11.94~-8.66
灰色，流塑，层状构造，粘塑性中等，性质不均匀，夹粉土、粉砂团块较多，局部夹含粘性土粉砂，韧性中等，无摇震反应。
④1-1
淤泥质粉质粘土
1.0~6.0
-14.05~-11.85
灰色，流塑，鳞片状构造，粘塑性好，韧性高，干强度高，无摇震反应。
④1-2
淤泥质粘土
1.2~4.6
-15.05~-11.91
灰色，流塑，厚层状、鳞片状构造，粘塑性好，韧性高，干强度高，无摇震反应。
区间隧道基本位于②2-1层灰色淤泥、②2-2层灰色淤泥质粘土、②2-3层灰色淤泥质粉质粘土、③2层粉质粘土、④1-1层淤泥质粉质粘土、④1-2层淤泥质粘土、④2层粘土，局部地段为⑤硬土层。
本区间水文地质条件主要为地表水和地下水。
松散岩类孔隙潜水主要赋存于场区表部填土和粘土、淤泥质土层中。
勘测期间测得潜水位埋深一般为1.3~2.4m，标高0.29~1.45m，潜水最低水位按本次勘察实测水位向下1.0m。
浅层微承压水主要赋存于③层粘质粉土、粉质粘土层中，含水层厚度一般为1.6~5.1m，以粘性土为主，透水性差，水量较小，水位埋深在1.8~2.5m左右，渗透系数在1.10×10-6～4.76×10-7cm/s，水温为19℃左右，水质为微咸水，地下水基本不流动。
第I层孔隙承压水赋存于⑧层粉砂、细沙、粗砂、砾砂和圆砾层中，透水性好，平均渗透系数约30.5m/d，水量丰富，含水层顶板埋深一般为45.0~62.0m左右，含水层厚度5~10m，层位稳定，水位埋深3.0~5.5m，动态变化不明显，基本不流动。
水温为19.5~20.0℃。
4总体施工方案
4.1加固区域
加固范围为隧道水平与垂直方向径向延伸3m，即加固高度12.2m，加固宽度为25.2m，上下行线两洞一体化加固，加固长度9m。
泽民站加固区顶面标高-3.213m，桩底标高-15.413m，地面标高+3.16m；望春桥站加固区顶面标高-1.383m，桩底标高-13.583m，地面标高+3.48m。
详见附图1《望春桥站东端头加固平剖面图》。
2《泽民站西端头加固平剖面图》。
4.2加固方式
为保证盾构进出洞破除端头围护结构时隧道端头土体的自稳和防水要求，需对盾构进出洞洞口土层进行加固处理。
本工程采用三轴搅拌桩加固施工，搅拌桩桩直径φ850mm，桩与桩之间咬合250mm。
三轴搅拌桩与车站围护结构间（夹心层）采用一排Φ800高压旋喷桩止水防渗，水泥掺量20%（360kg/m3），搭接200mm，在进出洞施工前一个月完成。
在盾构进洞（出洞）前对洞口土层加固进行验收，加固后的土体须达到设计所要求的各项技术指标，经检测达到设计要求后，方可进行进洞（出洞）推进施工。
5三轴搅拌桩施工方案
5.1施工参数及技术要求
本工程采用Φ850三轴搅拌桩，桩与桩咬合为250mm。
主要施工参数为：
加固区每立方米土体水泥掺入量360kg/m3计；
单桩直径850mm，单桩加固土体体积V=1.495×12.2=18.24m3；
单桩水泥用量：
G=18.24×360=6566.4kg，折合浆液6566.4/756=8.686m3=8686L；
下沉速度：
1.0m/min
提升速度：
1.0m/min。
水泥掺量：
20％，采用42.5级普通硅酸盐水泥。
水灰比：
1.0
注浆压力：
1.5～2.5Mpa
转速：
16r/min
强度：
主加固区加固土体28天龄期后qu值为≥1Mpa。
5.2施工流程
5.3三轴搅拌桩施工
①、场地回填平整
三轴搅拌机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域内的表层硬物，对全场的地下障碍物进行探摸，然后进行清理，素土回填夯实并视现场实际情况铺设粗砂或细石垫层，路基承重荷载以能行走50t吊车及步履式重型桩架为准。
②、测量放线
根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并作好永久及临时标志。
放样定位后做好测量技术复核单，并提请监理进行复核验收签证，确认无误后进行三轴搅拌桩施工。
③、开挖沟槽
采用挖土机开挖沟槽，并清除地下障碍物。
开挖后的沟槽余土及成桩时置换出来的泥浆应及时处理，以保证三轴搅拌桩正常施工，并达到文明工地要求。
④、桩机就位
由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面情况，发现障碍物及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。
桩机应平稳、平整，应从两个互相垂直的方向校正搅拌轴的垂直度，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度。
垂直度误差不超过1.5%，施工过程中还应用经纬仪经常复核，三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于5cm。
⑤、搅拌速度及注浆控制
钻机下钻成孔时必须达到设计标高，在施工时每隔一段距离将水准点引测至基槽边，设立临时标高引测点，在施工时用水准尺将标高引至机上以保证搅拌桩的标高满足设计要求。
如提升搅拌时遇突然情况而中途停止压浆，在提升灌浆时因停电或其它原因突然中止的情况下，第二次开机时要求钻管再下钻至少50cm后再按正常速度提升，应在恢复压浆后下沉2米后再提升搅拌至桩顶，通过调节送浆泵的压力来调节水泥浆的流量，下沉速度1.0m/min。
加固区提升搅拌速度1.0m/min。
钻头转速以16转/分为宜。
在钻至桩底后适当持续搅拌注浆后再提升，做好每次成桩的原始记录。
在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作，水泥浆液的水灰比为1。
桩体搭接施工一般不超过10小时，如超过10小时形成施工冷缝，则需在冷缝外成品字形（3个注浆孔）用压密注浆至三轴搅拌桩桩顶至桩底进行加固，以保证三轴搅拌桩的整体防渗效果。
在施工交接班时，必须定准桩位，下钻成孔时必须放慢速度保证搭接。
制备水泥浆液及浆液注入：
采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为1，水泥掺量20%，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算。
水泥浆配制好后，停滞时间不得超过3小时，否则作为废浆处理。
每机台每天抽查2根桩，每根桩做三联标准模试块三组，标养28天抗压强度大于1Mpa。
⑥、报表记录
在成桩过程中必须有专人进行详细的施工记录，包括：
测量定位、浆液配比、喷浆压力、浆液流量、搅拌机下沉和提升速度、成桩深度、复喷及复搅等。
及时填写当天施工的报表记录。
5.4施工要点
1、孔位放样误差小于50mm，桩身垂直度按照规范要求，相邻桩施工间隔时间小于等于l0小时。
2、严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有专职人员负责管理浆液配置。
水泥掺量为20％。
严格控制钻进提升及下沉速度，下沉速度约为1m/min，提升速度不大于2m/min，并在桩底部分适当持续搅拌注浆。
3、施工前对搅拌桩机进行维护保养，尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。
设备由专人负责操作，上岗前必须检查设备的性能，确保设备运转正常。
4、查看桩架垂直度指示针调整桩架垂直度，并用线锤进行校核。
5、场地布置综合考虑各方面因素，避免设备多次搬迁、移位，减少搅拌的间隔时间，尽量保证施工的连续性。
6、严禁使用过期水泥、受潮水泥，对每批水泥进行复试合格后方可使用。
7、严格控制水泥浆的水灰比，水灰比过大会导致水泥搅拌土强度下降，水灰比为1。
5.5质量标准
三轴搅拌桩施工质量检验标准
检查项目
允许偏差
检查方法
桩体强度
设计要求
钻芯取样
水泥用量
设计要求
查看流量计
搭接长度
＞200mm
尺量
桩底标高
±200mm
测机头深度
桩位偏差
≤50mm
尺量
桩垂直度偏差
≤1.5%
经纬仪
5.6竣工检验
搅拌桩地基加固竣工检验采用钻孔取芯，28天无侧限抗压强度应不小于1Mpa，每单位工程取3个点检验。
6高压旋喷桩施工方案
旋喷桩采用Φ800三重管高压旋喷桩加固，桩间距600mm，咬合200mm，水泥采用42.5级的普通硅酸盐水泥，水灰比1。
加固后土体无侧限抗压强度应不小于1Mpa，渗透系数应小于10-8cm/sec，要求加固土体有良好的均匀性、自立性、密封性。
6.1施工参数及技术要求
（1）浆液配方
材料名称
水
水泥
规格
自来水
42.5普通硅酸盐水泥
重量比
1
1
（2）单桩数量计算
水灰比1每方浆液需水泥c=1000/（1/3.1+1）=756kg；
加固区每立方米土体水泥掺入量360kg/m3计；
浆液比重γ=756*2/1000=1.512
单桩直径800mm，单桩加固土体体积V=3.14×0.42×12.2=6.13m3；
单桩水泥用量：
G=6.13×360=2206.8kg，折合浆液2206.8/756=2.919m3=2919L；
提升速度按15cm/min计，单桩喷浆提升时间s=12.2/0.15=81min；
喷浆流量为65L/min。
（3）施工技术参数
项目
参数
浆
液
浆液压力Mpa
3～5
浆液流量L/min
60～120
喷嘴个数
2
空
气
空气压力Mpa
0.4~0.7
空气流量m3/min
1～3
喷嘴个数
2
水
水压力Mpa
25～30
水流量L/min
60～120
提升速度cm/min
5～15
旋转速度转/min
5～15
6.2高压旋喷桩施工
6.2.1施工方法
旋喷桩施工工艺
高压旋喷桩施工流程图
6.2.2技术质量保证
1、原材料从业主指定的有资厂家选购，要求其提供力学性能的实验报告和厂家的资历证明，在原材料到场后技术员需要对材料进行现场确认和签收，不合格产品一律退回，并组织专业实验员按照规范要求的批次做好实验准备。
2、施工前对机械进行检查，确保在施工过程中正常运转，不发生“断桩”的情形。
施工前对班组进行详细的施工技术交底，确保技术要点细则准确落实到位。
3、施工过程中全程检查水泥的掺量，桩位，搅拌机工作性能，机头的提升速度、水泥浆或者水泥的注入量，搅拌桩的长度和标高，并控制空气，水，浆液的压力。
4、地层加固验收通过钻芯取样检查试块加固后土体无侧限抗压强度应不小于1Mpa，渗透系数应小于10-8cm/sec，要求加固土体有良好的均匀性、自立性、密封性。
5、旋喷桩施工参数按照施工技术参数表进行控制。
旋喷桩施工质量检验标准
检查项目
允许偏差
检查方法
桩体强度
设计要求
钻芯取样
水泥用量
设计要求
查看流量计
搭接长度
≥200mm
尺量
桩底标高
±200mm
测机头深度
桩位偏差
≤50mm
尺量
桩体垂直度偏差
≤1.5%
经纬仪
6.2.3竣工检验
旋喷桩地基加固竣工检验采用钻孔取芯，28天qu≥1Mpa，每单位工程取3个点检验。
7管线保护
7.1管线概况
望春桥站东端头主要管线有：
雨水管，电力管，燃气管，电信管，给水管。
均分布在车站东端头北侧，距离车站加固区域最近的管线为燃气管，最小净距为8.22m；其次为电信管，最小净距为10.1m；第三条为给水管，最小净距为13.2m；污水管，最小净距为15.90m。
加固区域无任何管线。
泽民站西端头主要管线有：
雨水管，电力管，燃气管，通讯管，给水管。
分布在测站两侧，车站北侧有给水管，距加固区最小净距为5.2m；电力管，最小净距为8.1m；通讯管，最小净距10.2m，雨水管，最小净距26.2m车站南侧有通讯管，距加固区最小净距为3.7m；给水管，最小净距为6.2m，燃气管，最小净距为7m。
加固区域无任何管线。
望春桥站东端头管线情况表
序号
类型
管径
埋深m
材质
走向
最小净距（m）
1
雨水
DN400
2.6
钢筋砼
东西
15.9
2
电力
600*400
1.5
8孔砼
东西
26.7
3
燃气
DN325
1.0
铸铁
东西
8.22
4
电信
600*300
1.7
塑
东西
10.1
5
给水
DN150
2.5
铸铁
东西
13.2
泽民站西端头管线情况表
序号
类型
管径
埋深m
材质
走向
最小净距（m）
1
雨水
DN400
1.9
钢筋砼
东西
26.2
2
电力
80mm
0.7
PVC（钢筋砼包封）
东西
8.1
3
燃气
DN200
1.2
铸铁
东西
7
4
通讯
50*50
1.0
塑
东西
10.2
5
给水
DN600
2.0
铸铁
东西
5.2
6
给水
DN600
2.0
铸铁
东西
6.2
7.2保护措施
对周边管线布置监测点进行监测，在沿线地面沉降观测的基础上，针对在加固影响区域内的管线进行重点监测。
按4m左右设一点，在临近加固区的管线加密布设监测点，管线改迁过程中，布设直接点作为管线监测点。
用相应符号表示各种管线如G代表给水，DL代表电力电缆、路灯电缆，W代表污水管线、Y代表雨水管线，M代表煤气、天然气管线。
在施工过程中，监测数据及时反馈到工程部，如发生沉降变化大，立即调整高压旋喷施工压力参数或是停止施工。
对该段管线进行悬吊保护，待施工结束后，回填该段基础。
8施工进度计划
考虑到本工程场地狭小，工作量大，除了作好充分的物质和人员准备外，必须合理安排施工程序和场布，选择科学、合理的施工流程，将工期缩短，以满足甲方对施工总工期的要求，达到最佳经济效益。
铺设电缆、水管，做好开工的一切准备。
本工程地处市区，加固机械噪音较小，原则上要考虑夜间施工，按每天24小时施工计算。
计划于2010年10月15日进场，2010年10月17日开始加固，2010年11月10日完成泽民站西端头加固。
望春桥站东端头加固时间根据车站房屋拆迁、管线改迁及盾构施工进度待定。
9机械设备及劳动力配备
9.1设备计划
本工程拟投入1套SMW工法设备和1套高压旋喷桩设备进行施工，施工主要设备见下表：
SMW工法桩施工主要机械配备表
序号
设备名称
型号
单位
数量
用电量（KW）
1
SMW工法桩机
DH608
台
1
75×2
2
搅拌机
台
1
3
压浆泵
台
1
7.5
4
空压机
6m3
台
1
37
5
储浆桶
1
高压旋喷桩施工主要机械配备表
序号
设备名称
型号
单位
数量
用电量（KW）
1
旋喷桩机
GS500-4
台
1
15
2
高压清水泵
XZ
台
1
55
3
三柱塞泥浆泵
BW-200
台
1
15
4
排污泵
7.5DNP-120
台
3
7.5
5
泥浆搅拌泵
UB3
台
1
4.5
6
拌浆机
UB3
台
1
4.5
7
空压机
6m3
台
1
37
8
储浆桶
个
1
9.2劳动力安排
序号
工种
人数
备注
1
班长
4
2
搅拌机司机
4
3
旋喷桩司机
4
4
电工
4
5
普工
10
6
测工
2
7
机修工
4
8
拌浆工
4
合计：
36
9.3供水供电
现场用电从场地东南角一箱式变压器接出，从箱式变压器引出若干条电缆线，电缆沿场地周边围墙布置，绕场一周，为施工机具提供动力电源。
场地东南围墙边设有一个水管接头，施工用水将从此接头接出，沿场地周边布置。
10安全保证措施
⑴严格执行安全操作规程，安全员负责安全教育和检查，有权制止不合要求的施工操作。
⑵机械设备运行时，特别是在制桩过程中，岗上人员必须坚守岗位，夜间作业应充分照明，登高作业要系安全带。
⑶喷射注浆是在高压下作业，存在一定的危险性，必须严格检查注浆管道连接的可靠性，防止事故发生。
人体与喷嘴之间的距离不应小于60cm，避免自喷嘴喷出的高能量浆液伤害。
建立机械设备的定期检查、保养制度。
11环境保护措施
采用封闭式料棚堆放水泥，保证不扬尘污染环境。
浆液拌制过程中，注意防止水泥遗散和浆液泄露。
注浆时，对溢出地面的废弃浆液妥善处理，防止污染。
施工前应对周围管线进行调查，采取有效的保护措施。
夜间施工注意搅拌机施工对周围居民的影响。
弃土、弃渣不得随意堆放，应尽快运至规定的弃土排放场。
12附图
1、望春桥站端头加固平剖面图
2、泽民站端头加固平剖面图
3、望春桥站管线改迁图
4、泽民站管线改迁图
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