旋挖钻施工高级技术方案.docx
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旋挖钻施工高级技术方案
桥梁桩机施工技术方案（旋挖钻）
1.技术标准
《公路桥涵施工规范》（JTJ041-2000）；
《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）。
2.1旋挖钻机工作原理
旋挖钻机是利用钻杆和钻头的旋转及重力使土屑进入钻斗，土屑装满钻斗后，提升钻头出土，这样通过钻斗的旋转、削土、提升和出土，多次反复而成孔。
按照钻进工艺又分为套管钻进法和稳定液护壁的无套管钻进法。
旋挖钻机主要由操作系统、动力系统、行走系统和钻进系统（导向柱、钻杆、钻筒、长短螺旋杆）组成。
操作系统由电脑控制、液压传动，动力系统由柴油机提供钻进、行走动力，采用履带式行走系统。
钻进系统由钻头和钻杆组成，钻头形式多样，可根据不同的地质条件更换不同的钻头。
钻杆采用抽芯片式带动钻头旋转传递钻头钻进所需压力和扭矩。
钻机配有竖向及横向调平系统，确保成孔的垂直度，并能随时显示钻孔的深度，随时掌握钻孔的状况。
3.2施工工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺流程见下图：
钻孔桩施工工艺框图。
钻孔桩施工工艺框图
3.3主要施工要点
4.3.1钻孔前准备工作
作业场地在旱地稻田时，应清除杂物，整平场地。
如地表松软，可铺垫碎石或碎石土层并碾压密实处理,避免在钻进过程中钻机产生沉陷。
制浆池、沉淀池、泥浆池一般应设在桥的下游，并尽量避免污染环境。
护筒用10mm的钢板制作，其内径大于桩直径200～250mm。
经理部管段内桩基桩径为φ160cm、φ170cm两种，护筒可制作成内径为1.8m、1.9m两种。
护筒顶端预留200×200mm的出浆口。
桩位放样确定后，利用所放桩位采用十字线放出四个控制桩，并以四个控制桩为基准埋设护筒。
护筒埋设保证准确、稳定、不漏水，护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm，并保证护筒的垂直度和平面位置，倾斜度不大于1%。
护筒埋置深度符合下列规定：
旱地上，黏性土不小于1.5m，砂类土不小于2.5m;当表层土松软时，将护筒埋置到较坚硬密实的持力土层中0.5m。
护筒顶面中心位置与设计桩位中心偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。
4.3.2钻机就位
就位时，底座必须保持平稳，不发生倾斜移位，（如果地表较松软，可在钻机行走履带下铺设10mm厚钢板或用碎石碾压密实）定位误差不大于20mm。
垂直度采用钻机自身的垂直检测装置控制，并辅以人工量测倾斜度。
立好钻架并调整好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。
启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于转盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔。
然后装上转盘，要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不得大于2cm。
在钻进过程中要经常检查转盘，如有倾斜或位移，应及时纠正。
使用带有变速器的钻机时，要把变速器放平。
安装在变速器板上的电动机轴心应和变速器被动轴的轴心在同一水平线上。
在方钻杆上端安装提引水龙头，在水龙头上端连接输浆胶管，将输浆胶管接到泥浆泵上，把提引水龙头吊环挂到起吊系统的滑轮吊钩上。
取走转盘中心的方形套，启动卷扬机吊起方钻杆穿过转盘并牢固地联结到钻头，装好方形套夹住方钻杆，准备钻进。
3.3.3泥浆制备及循环系统
本管段地质主要为亚粘土，淤泥质粘土，粘土，圆砾土，局部地段分布有层厚不等的人工填土。
旋挖钻机施工中，钻孔护壁采用泥浆护壁的形式，选用膨润土造浆，其具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、护壁能力强等优点。
施工前先制作泥浆池，根据不同的地质情况用膨润土制造比重不同的泥浆，钻头入孔泥浆比重控制在1.1～1.3范围。
为了防止坍孔，在钻孔容易塌孔的砂层时，泥浆比重应适当提高，必要时掺入一定比例的水泥，使制备的泥浆满足《公路桥涵施工技术规范》中要求的性能和技术指标。
钻孔过程中护壁泥浆性能指标详见下表。
泥浆性能指标选择
钻孔
方法
地层
情况
泥浆性能指标
相对密度
粘度（Pa°s）
含砂率（％）
胶体率（％）
失水率（ml／30min）
泥皮厚（mm/30min）
静切力（Pa）
酸碱度（pH）
正循环
一般地层
易坍地层
1.05～1.20
1.20～1.45
16～22
19～28
8～4
8～4
≥96
≥96
≤25
≤15
≤2
≤2
1.0～2.25
3～5
8～10
8～10
反循环
一般地层
易坍地层
卵石土
1.02～1.06
1.06～1.10
1.10～1.15
16～20
18～28
20～35
≤4
≤4
≤4
≥95
≥95
≥95
≤20
≤20
≤20
≤3
≤3
≤3
1～2.5
1～2.5
1～2.5
8～10
8～10
8～10
推钻
冲抓
一般地层
1.10～1.20
18～24
≤4
≥95
≤
≤3
1～2.5
8～11
冲击
易坍地层
1.20～1.40
22～30
≤4
≥95
≤
≤3
3～5
8～11
注：
①地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限；
②地质状态较好，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限；
③在不易坍塌的粘质土层中，使用推钻、冲抓、反循环回转钻进时，可用清水提高水头（≥2m）维护孔壁；
④若当地缺乏优良粘质土，远运膨润土亦很困难，调制不出合格泥浆时，可掺用添加剂改善泥浆性能，各种添加剂掺量可按附录C—1选取；
泥浆池和沉淀池的位置要合理布局，不得妨碍吊机和钻机行走。
结合工程实际情况，泥浆循环系统可采用两个桥墩钻孔共用一套的方案，泥浆循环池设在两墩之间。
泥浆循环系统平面布置见下图。
泥浆循环系统平面布置
钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。
桩孔混凝土灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，待下一桩基钻孔施工时重复利用。
施工完毕后将泥浆运至指定弃土场所，避免泥浆污染。
3.3.4钻孔顺序
钻机钻孔时安排两相邻桩跳开施工，确实无法错开时，则要等到相邻钻孔桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可开钻，避免扰动相邻已施工完毕的桩基。
3.3.5施工钻进
钻机开钻前，检查各种机具、设备是否状态良好，泥浆制备是否充足，以及水、电管路的畅通情况，确保正常。
钻孔作业分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时交待钻进情况及下一班应注意事项。
旁站施工员经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，立即要求及时整改。
钻孔过程中经常观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。
因故停机时间较长时，应将钻头提出孔外并对孔口进行覆盖，并循环孔内泥浆，防止应泥浆沉淀导致孔壁坍塌。
当钻孔距设计标高1.0m时，注意控制钻进速度和深度，要防止超钻，并核实地质资料。
当钻孔深度达到设计要求后，采用直径与桩身等直径、长度为6m的钢筋笼探孔器吊入桩孔内进行检测，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经监理工程师认可，方可进行钢筋笼吊装、清孔和灌注水下混凝土的准备工作。
根据以往施工经验，钻孔施工中应注意以下几点：
a）钻孔一经开始连续进行，不中断，并及时填写施工记录，严格交接班制度。
b）在钻孔过程中，采用泥浆稠度仪随时检查泥浆稠度，如不符合要求及时进行调整。
在地层变化处应捞取样渣，判明土层，并作记录，以便核对地层地质剖面柱状图。
c）钻进过程中及时排除钻渣，并继续添加膨润土造浆。
d）停机时，保持孔内具有规定的水位和泥浆稠度，防止塌孔。
3.3.6清孔
清孔采用换浆法进行，即将钻头提升20～30cm，然后注入相对密度和粘度较小的稀泥浆，置换孔内含渣的泥浆，严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
清孔时沉渣厚度必须满足设计及规范要求，在清孔排渣时，注意保持孔内水头，防止坍孔。
当从孔内排出或抽取的泥浆手摸无2～3mm颗粒，测试值的平均值与注入的净化泥浆相近，测量孔底沉渣厚度不大于规定值时，即可停止清孔作业，在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。
4.验收标准
孔深、孔径和孔型必须符合设计要求，清孔必须到达标准，灌注水下混凝土前孔底沉渣厚度应符合规范要求。
钻孔桩钻孔允许偏差见表5-1。
表5-1钻孔桩钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
护筒
顶面位置
50mm
倾斜度
1%
2
孔径
不小于设计孔径
3
孔深
不小于设计孔深
4
孔位中心
≤50mm
5
倾斜度
≤1%
清孔应达到以下标准，见表5-2。
表5-2钻孔桩清孔指标
序号
检测项目
检测结果
1
泥浆比重
1.03～1.10i
2
含砂率
＜2%
3
粘土
17～20S
4
胶体率
大于98%
5
灌注混凝土前孔底沉淀厚度
≤30mm
注：
清孔后的泥浆指标，是从桩孔的顶、中、底部分别取样检验的平均值。
5.安全施工措施
施工现场，特别是泥浆池四周必须设置围栏,挂警戒标示牌,严禁非施工人员进入施工场地;
钻机及照明用电，配电箱及开关必须防雨，设门并配锁，进、出线口必须设在箱体下底面，箱内禁放杂物，并定期检查;
现场施工人员必须佩戴安全帽,积极做好各项安全防范工作。
6、环保、水保措施
1、环保水保机构
项目经理部成立环保水保领导小组，项目经理为组长，项目副经理、总工、为副组长，各科室负责任为领导小组成员。
本项目由安环保通部专职负责环保管理，安环保通部下设环保水保组专职负责环保水保管理工作。
负责实行环保水保三级管理，即：
一级管理由项目经理负责，二级管理由安全环保部及其下属的环保水保组负责，三级管理由施工队（或班组长）负责，各作业点设环保水保监督员。
环保水保组织机构图（须修改）
2、环保水保管理措施
（1）开工前组织环保水保教育，做好环保交底，提高环保意识。
（2）施工中加强环保水保检查和监督，对下属施工员和施工队进行环保奖罚。
3、环保水保技术措施
（1）生态环境保护：
合理布置施工场地，保护植被树木：
尽量保护施工范围外的树木及绿色植被，对施工工人进行保护生态的教育，明确保护责任，最大程度避免对树木和其他植被的破坏。
及时恢复植被：
若因建设破坏了绿色植被，则在拆除临时工程或单项完工后及时恢复，弃方应在设计好的弃土场合理堆放，对取土场和弃土场在其表面进行植被覆盖，对工程建设中形成的次生裸地要及时复土、还林。
现场设置集中场地堆渣、排污。
桥位附近是林场，预防林地火灾，教育职工不在林地附近生火吸烟，在施工区周围山上竖立防火警示牌。
水泥、砂、土石方和石灰等易洒落散装物料的运输，将采取防风遮盖措施，尤其在干旱大风天气，以减少扬尘。
配备一定数量的洒水车，对拌和站、桥梁工程等集中作业场地、施工便道等在无雨日、大风条件下极易起尘的地段，根据天气情况做好洒水工作，缩短扬尘污染的时段和污染范围，最大限度地减少起尘量。
同时对施工便道进行定期养护、清扫，保证其良好的路况；
拌和作业必须采用配有除尘装置，对作业人员进行自身保护。
散体材料装卸必须采取降尘措施。
（2）防止噪音污染和光污染
为避免较大器械噪音干扰周围居民正常生活，采用240cm厚砖砌围蔽工地使用的发电机组、内燃空压机组和锯木机，以减少噪音扩散，尽量降低发电机和锯木机在使用过程中所发生的噪音污染。
采用低噪声机械，工程施工所用的施工机械设备应事先对其进行常规工作状态下的噪声测量，超过国家标准的机械应禁止其入场施工。
施工过程中还应经常对设备进行维修保养，避免由于设备性能差而使噪声增强现象的发生。
动力设备尽量设置消声装置，对不使用的设备及时关闭。
振捣砼时，减速插入振动棒，避免棒体碰到钢筋和模具而增大噪音。
因工程技术、质量的需要，必须连续施工至夜间时，视具体情况及时与环保部门取得联系，按规定申领夜间施工证，同时发布公告争取民众支持。
夜间施工尽量采用噪音较小的电动设备，力求将施工噪音控制在规定允许的范围值以内，禁止高噪声机械夜间（22：
00～6：
00）施工作业。
夜间施工使用高亮级灯照明和进行电焊时，设置档板，并尽量采用直射型灯具，严格控制使用漫射型灯具，避免照明和电焊时强光刺射，干扰居民生活和司机夜间行车安全。
安排工人轮流操作机械，减少工作接触高噪声的时间；对在声源附近工作时间较长的工人，可采取发放防声耳塞、头盔等保护措施，使工人进行自身保护。
（3）水保措施：
废水的处理：
对于开挖施工中产生的废水采取集中后先经沉淀池沉淀，达标后排放。
其它生产废水包括施工机械冲洗废水及机械维修废水等须经收集、沉淀、隔油等处理，达标后按要求进行排放。
营地租用当地民房，设置化粪池进行收集处理的方式，经处理后做农肥使用，严禁直接排放，施工营地的生活垃圾需集中堆放，定期清运。
施工中废油集中收集后进行处理，对本工程施工区环保没有影响。
严格检查施工机械，防止油料发生泄漏污染水体。
混凝土拌和废水处置：
施工期混凝土拌和场废水，采取临时沉淀池处理，尺寸5×5×4m，每个拌和场设2-4处。
挖出的弃渣运至指定的弃渣场堆放，最好利用取土场地弃渣。
为避免和减小桩基施工现场地面径流形成的悬浮物污染，必要时在桩基旱地施工现场修筑截水沟，将施工产生的污水引至临时沉淀池沉淀后排放。
七、文明施工
1、文明施工管理措施
a．施工前进行环保水保教育。
b．总施工现场和每个单项施工现场均采用标示牌，所有人员均配带上岗牌，以更好地落实岗位责任制激发岗位人员的责任心，并有利于群众监督。
c．施工现场应合理利用各种色彩（如彩旗）、安全色、安全标志、标语牌等，并实行标准化管理，有利于生产顺利进行和员工安全。
d．机械停工时应摆放整齐，材料应按规格码放整齐，并插标牌。
e．各类资料齐全，数据真实，及时汇编各种原始资料与现场施工同步。
2、文明施工技术措施
施工围蔽：
a、在施工期间，生产办公区及与既有道路相交处的施工边线设置围蔽。
施工围蔽栏和交通路口，夜间挂红灯，并保证施工沿线在夜间有足够的照明设施；施工期间，根据监理工程师、业主或当地政府要求，在要求的时间和地点，提供和维持所有的照明灯光、护板、围墙、棚栏、警示信号标志并安排专门的值班人员24小时值班，对工程实施保护和提供安全和方便。
b、拌和场采用合格安全网封闭施工。
机具、材料管理
a、材料仓库用砖砌结构，材料进场后进行分类堆放，并按照ISO9002文件有关要求进行标识。
工地一切材料和设施不得堆放在围栏外，在场内离开围栏分类堆放整齐，保证施工现场道路畅通，场地整洁。
b、施工机具统一在确定场所内摆放，并用标识牌标明每一类施工机具摆放地点。
c、所有施工机具保持整洁，每天进行例行保养。
d、在运输和储存施工材料时，采取可靠措施防止漏失。
路况维护及路面卫生
a、所有运输散体物料的运输车辆均符合当地政府对散体运输车的规定，不污染道路。
b、在工地出口处设清洗槽和沉淀过滤池清洁进出工地的车辆，清洁后的污水经过沉淀后才排入当地灌溉系统。
c．施工期间派专人对场内外道路进行维护和保养，保持路况良好和路面卫生。
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