高铁特大桥挖孔桩施工方案最终.docx
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高铁特大桥挖孔桩施工方案最终
目录
1.编制依据及工程概况1
1.1编制依据1
1.2概况1
1.3桥址状况2
2.挖孔桩施工2
2.1施工工艺流程2
2.2人工挖孔3
2.3孔底爆破6
2.4钢筋的制作与安装9
2.5灌注砼12
3.劳动组织12
4.机具设备配置13
5.质量控制及检验13
6.安全及环保要求14
6.1安全要求14
6.2环保要求18
1.编制依据及工程概况
1.1编制依据
《新建合肥至福州铁路客运专线（闽赣段）土建工程HFMG-2标实施性施工组织设计》
《陈山坞特大桥施工图》合肥施（桥）-272
《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）。
《新建客货共线铁路工程施工补充规定》（铁建设［2004］8号）。
《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》（TB10424-2003）。
《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（TB10210-2001）。
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）。
《铁路工程施工质量验收标准应用指南》。
《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号）。
《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）。
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415）。
《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）
国家和铁道部的适用于本标段的设计施工规范、规程、规则、规定、质量检验与验收标准等。
对本桥的现场勘探所获得的地质资料、现有的施工技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。
现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。
国家和铁道部的适用于本标段的设计施工规范、规程、规则、规定、质量检验与验收标准等。
国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。
1.2概况
陈山坞特大桥中心里程DK440+269.905（起屹里程DK439+900.27～DK440+693.53），桥梁全长793.27米,该桥为陆地桥,为跨越山间低洼处而设，桥址处地势起伏很大，植补稀疏，两桥台均位于坡度较小的山坡上，本跨越的区域无河流,有良田、林地、房屋,无其他的特殊或重要建筑物。
合肥台、1#墩、2#墩、7#墩、16#墩由于地势比较高工期比较紧，且多处于山地，不能满足钻孔桩施工条件要求，需进行人工挖孔。
合肥台、1#墩桩径为φ1.0m挖孔桩，桩长在9~18米之间，一共有19根挖孔桩；2#墩桩径为φ1.5m挖孔桩，桩长在12~18米之间，一共有9根挖孔桩；7#墩桩径为φ2.0m挖孔桩，桩长在21.5米，一共有16根挖孔桩；16#墩桩径为φ1.25m挖孔桩，桩长在20米，一共有9根挖孔桩。
1.3桥址状况
桥址小里程端地势起伏较大，特别是合肥台、1#、2#墩底面高差较大，大里程段地势变化较小，桥下多为旱地。
本桥主要为跨越山间洼地而设。
本桥所经地区地层岩性主要为第四系全新统坡洪积层粉质黏土、粗角砾土；燕山早期花岗岩；震旦系下统志棠组长石石英杂砂岩；5#墩存在岩溶塌陷。
7#～9#墩、12#～17#墩柱桩持力层进入弱风化花岗岩（σ0=1000kpa），合肥台～4#、6#墩柱桩持力层进入弱风化长石石英杂砂岩（σ0=800kpa）。
2.挖孔桩施工
2.1施工工艺流程
人工挖孔桩施工以单孔为施工单元，施工作业相当灵活，主要程序有：
平整场地—桩位放样—井口定位锁固—分节挖孔—分节护壁—桩底验收—下钢筋笼—灌注混凝土。
人工挖孔桩施工工艺流程图
是
2.2人工挖孔
2.2.1场地平整
施工前先对挖孔桩区域进行场地平整、清除杂物、夯打密实。
桩位处地面应高出原地面20cm左右，施工平台位置（除桩位除）采用C20混凝土浇筑，厚度为20cm，浇筑时控制好平台的标高，要求中交高四周低，便于排水，场地四周开挖排水沟，防止地表水流入孔内。
2.2.2挖孔桩区域排水布置
挖孔桩区域四周设置排水沟，并将水排水周围自然沟中，排水沟的坡度控制在5%~10%之间，排水沟的深度控制在40cm左右，宽度控制60cm，同时每个孔配置一台水泵随时排出挖孔中的渗透水。
2.2.3测量放样
施工队配合测量人员按设计图纸定出孔位，经检查无误后，埋设十字护桩，十字护桩必须用砂浆或混凝土进行加固保护，以备开挖过程中对桩位进行检验。
2.2.4锁口制作
施工前，采用C20混凝土进行锁口护壁施工，锁口必须与第一节护壁同时进行浇筑，确保锁口与护壁的整体性，第一节护壁的钢筋必须深入至锁口中，锁口护壁如图所示
2.2.5桩孔开挖
本桥福州台、1#墩、2#墩、7#墩、16#墩均为柱桩，开挖时从上到下逐层用镐、锹进行开挖，遇坚硬土或大块孤石采用锤、钎破碎，挖土顺序为先挖中间后挖周边，开挖的孔径按设计桩径加20cm控制截面大小，遇到弱风化岩石后采用爆破方法进行施工，挖至孔底剩余50cm左右采用风钩进行开挖至设计孔底标高。
孔内挖出的土采用提升设备垂直运输到地面，堆积到指定地点，防止污染环境。
注意挖孔过程中，不要将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩擦力。
2.2.6护壁施工
人工挖孔必须施作护壁，护壁可采用混凝土护壁，径向厚度为15～20cm，第一节混凝土护壁（原地面以下1m）径向厚度为25～30cm，宜高出地面20～30cm，使其成为井口围圈，以阻挡井上土石及其它物体滚入井下伤人，并且便于挡水和定位。
护壁在未进入弱风化岩前采用φ10钢筋，纵横20cm进行加筋。
护壁钢筋布置图（每延米）
该方法适用于各类土层，每挖掘0.8～1.0m深时，即立模灌注混凝土护壁。
护壁模板不需光滑平整，以利于与桩体混凝土的联结。
为了进一步提高柱身砼与护壁的粘结，也为了砼入模方便，护壁方式可采用喇叭错台状护壁。
护壁砼的施工，可采用钢模板。
钢模板面板的厚度不得小于4mm，浇注混凝土时拆上节，支下节，自上而下周转使用。
模板间用U形卡连接，上下设两道6～8号槽钢圈顶紧；钢圈由两半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇注混凝土和下节挖土操作。
人工挖孔允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
孔位中心
50mm
经纬仪、
吊线测量
2
倾斜度
0.5%
人工挖孔桩护壁如图所示：
2.3孔底爆破
2.3.1确定周边眼间距
选用根据围岩结构选用E=32-42cm，装药集中度g=0.1-0.18kg/m
2.3.2炮眼布置
挖孔桩进入微风化岩层后，采用预留松动爆破法施工，炮眼布置附后。
2.3.3炸药及雷管的选择
炸药：
改性铵油炸药；
雷管：
采用电雷管
2.3.4炮眼炸药及装药结构布置
①周边眼：
松动爆破采用浅孔，钻孔设计深度800mm，爆破要求低猛度炸药。
方法原装药管（Φ=32mm,L=150mm,q=150克）密度大,管径粗,不适合松动爆破.施工时,用人工将其改装成直径为Φ=22mm,长L=150mm,重75克的小药码,间隔地绑扎在传爆线上,炮口用炮泥填塞。
②掏槽眼:
采用楔型掏槽，钻孔深度为1000mm，装药量仍采用32mm直径的大药管,但在药量上进行控制,在一般情况下,炮眼的装药量控制在0.3kg以内为宜。
③起爆过程中采用电雷管起爆。
禁止使用导爆索火雷管起爆。
2.3.5炮孔布置
1.0m桩径的孔桩周边眼采用10个孔，见布眼图。
装药时首先用风管将炮眼里残碴冲洗干净，然后用木制式或竹制工具将装有雷管的药码轻轻送至炮眼底后，炮口用炮泥填好。
光爆眼采用并联法连接。
在爆破中如果遇有瞎炮，应用木制或竹制工具将填塞物、雷管、药码小心掏出，再用低压水浸泡或用压缩空气和水的混合物把炸药冲出来后，再重新装药起爆。
一个孔内进行爆破时，近孔及周围人员全部撤出。
2.3.6药量计算
单位炸药量，采用类比法，q取值1.8kg/m3。
掘进每循环所需炸药量：
Q=q·S·L·η=1.8×0.785×1.00×0.8=1.13kg
Q—掘进每循环所需炸药量，kg;
q—炸药单耗，kg/m3;
S—掘进断面积，m2;
L—平均炮眼深度，m;
η—炮孔利用率，一般为0.8～0.95。
每个炮眼的装药量：
Q0=Q/N=1.13/14=0.08kg
N—炮眼数量，个;
Q0—每个炮眼的装药量，kg;掏槽眼装药量比周边眼要多15～20%。
2.3.6安全距离检算
采用如下公式计算:
R=（K/V）1/a*Q1/3
（1）
式中：
—— 爆破振动安全允许距离，单位为米（m）；
Q —— 炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克（kg）；
V—— 保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为厘米每秒（cm/s）,本工程周围房屋为砖房结构,V值取2～2.5cm/s；
、a —— 与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，k=200,a=1.7。
R=（200/2）1/1.7*2.551/3=21m
2.4钢筋的制作与安装
2.4.1钢筋笼制作
桩基钢筋笼制作成整体，一次吊装就位，但在笼长较长一次性吊装就位困难时，应分节制作，现场吊装拼接。
制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。
把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。
焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。
在一根主筋上焊好全部加强筋后，转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。
2.4.2钢筋骨架保护层的设置方法
主筋接头按规范可采用搭接焊和闪光对焊两种方式。
在笼长过长需在孔口分节拼装焊接时可采用单面焊接，焊接接头处必须按规范要求预弯，保证焊接接头处于同一轴线，偏差允许范围：
接头弯折角度不大于4度，接头轴线偏移不得大于0.1d，并不得大于2mm。
每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。
钢筋骨架的保护层厚度可用焊接耳筋或混凝土垫块。
设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置6～8个。
2.4.3钢筋笼运输
骨架的运输无论采取何种方法运输，都不得使骨架变形，当骨架长度在6m以内时可用两部平板车直接运输。
当长度超过6m时，应在平板车上加托架。
如用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引，可运输各种长度的钢筋笼，或用炮架车采用翻斗车牵引或人工推。
2.4.4骨架的起吊和就位
为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度，用两点吊。
第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。
对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。
起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。
待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。
随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。
解除第一吊点，检查骨架是否顺直。
如有弯曲应整直。
当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。
然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。
当骨架下降到第二吊点附近的加强箍筋接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，直至骨架降至设计标高为止。
骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。
在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。
然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位骨架支托于枕木上。
挖孔桩钢筋骨架允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±20
3
主钢筋间距
±0.5d
尺量检查
不少于5处
4
加强筋间距
±20
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
钢筋加工允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
受力钢筋全长
±10
尺量检查
2
弯起钢筋的弯起位置
20
3
箍筋内净尺寸
±5（铁路）；±3（客运专线）
2.5灌注砼
在灌注混凝土前应对孔径、孔深、孔型全部检查并报监理工程师，经检验合格后方可灌注混凝土。
灌注支架采用移动式的支架,事先应拼装好,用时移至孔口,以悬挂串筒、漏斗底口。
从高处直接倾卸时,其自由倾落高度一般不宜超过2m，以不发生离析为度。
当倾落高度超过2m时,应通过串筒、溜管或震动溜管等设施下落；倾落高度超过10m时，应设置减速装置。
在串筒出料口下面，混凝土堆积高度不宜超过1m。
混凝土采用集中拌合，自动计量，罐车运输，泵送混凝土施工，插入式振捣器振捣。
混凝土的浇筑入模温度不低于+5℃，也不高于+30℃。
在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土，混凝土分层浇筑，分层厚度控制在30～45cm。
振捣采用插入式振捣器，振捣器的振动深度一般不超过棒长度2/3～3/4倍，振动时要快插慢拔，不断上下移动振动棒，以便振捣均匀，减少混凝土表面气泡。
振动棒插入下层混凝土中5～10cm，移动间距不超过40cm，与侧模保持5～10cm距离，对每一个振动部位，振动到该部位混凝土密实为止，即混凝土不再冒出气泡。
3.劳动组织
表3.1主要劳动力需要量表（每孔）
序号
工种名称
人数
备注
1
工班长
1
2
挖孔
4
每孔两班倒
3
爆破工
1
4
普工
2-3
4.机具设备配置
表4.1人工挖孔机具设备配置（每孔）
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
气体检测仪
台
1
2
通风机
台
1
3
水泵
台
1
4
照明设施
套
1
5
提升架
套
1
6
卷扬机
台
1
7
手推车或翻斗车
辆
1
8
镐、锹、手铲、钎
套
1
9
安全活动盖板
块
1
10
安全爬梯
个
1
5.质量控制及检验
人工挖孔桩的质量检验严格按照《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213-2005及《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设【2005】160号标准执行。
孔底虚土多。
防治措施：
要有详细的地质报告，特别是水文地质报告，以便预先制定有效措施，减少孔底虚土超标。
严格控制孔深超挖，完孔后，孔底虚土必须全部清除，见到坚实的原状土。
扩底部位遇到砂
土层时，应采取支护措施。
桩孔倾斜及桩顶位移偏差大。
在施工过程中，应严格按图定位，并有复检制度。
轴线桩与桩位桩应用颜色区分，不得混淆。
开始挖孔前，放挖孔线，安装护壁模板必须用桩中心点校正模板位置，并由专人负责。
定位中心线与设计轴线偏差不得大于20mm。
挖孔过程中，应随时用线坠吊放中心线，发现偏差过大立即纠偏。
要求每次支护壁模板都要吊线一次（以顶部中心的十字圆环为准）。
扩底时，应从孔中心点吊线放扩底中心桩。
应均匀环状开挖进尺，每次以向四周进尺100mm为宜，以防局部开挖过多造成塌壁。
挖孔桩开挖时要严格控制好桩底标高，当挖至设计标高上50cm左右时需人工开挖至设计桩底标高，严禁使用爆破至设计孔底标高位置，防止爆破扰动孔底围岩，成孔完毕后，应立即检查验收，紧随下一工序，吊放钢筋笼，浇筑混凝土，避免晾孔时间过长，造成不必要的塌孔，特别是雨季或有渗水的情况下，成孔不得过夜。
6.安全及环保要求
6.1安全要求
6.1.1多孔同时开挖施工时，应采取间隔开挖的方法。
相邻的桩不能同时挖孔，必须待相邻桩孔浇灌完混凝土之后才能开挖，以保证土壁稳定。
6.1.2桩孔下挖过程中，必须按照挖一节土做一节护壁或安放一次工具式钢筋防护笼。
桩孔垂直度和直径尺寸应每挖一节检查一次，发现偏差及时纠正，以免误差积累过大，造成倾斜或塌方。
6.1.3挖孔桩孔口，应设水平活动安全盖板。
当吊桶提升到离地面高1.8m左右（超过人高）时推活动盖板关闭孔口，手推车推至盖板上，卸土后再开盖板下吊桶吊土，以防土块和工具掉入孔内伤人。
最上一节混凝土护壁在井口处高出地面25-30cm（厚度与护壁相同），以防地面水流入井孔内或脚踢杂物入孔内。
孔井口边1m范围内不得有任何杂物，堆土应在孔井口边1.5m以外。
6.1.4桩底扩孔应间隔削土，留一部分土作支撑，待浇筑混凝土前再挖，此时宜加钢支架支护，浇筑混凝土前再拆除。
6.1.5挖孔桩施工一般不得在孔内爆破，若遇特殊情况，不得不爆破时，需制定专项安全技术措施，并报请主管部门审批，经批准后方可实施。
6.1.6挖孔、成桩必须严格按图施工，若发现问题需要变更，应及时与设计负责人联系，孔桩护壁后在无可靠的安全技术措施条件下，严禁破石修孔。
挖孔、扩孔完成后，应及时组织验收并浇筑混凝土，特别是孔壁为砂土、松散填土、软土等不良土壤时不得隔夜浇筑混凝土，以免塌孔。
护壁混凝土拆模，须经现场技术负责人批准。
6.1.7正在开挖的井孔，每天上班前应随时注意检查卷扬机、支腿、钢丝绳、挂钩（保险钩）、提桶超高限位装置等，应对井壁、混凝土护壁的状况进行检查，发现问题及时采取措施。
6.1.8挖孔人员上下孔井，必须使用安全爬梯；井下需要工具，应该用提升设备递送，禁止向井内抛掷。
井孔上、下应有可靠的通话联络，如对讲机等。
6.1.9挖孔桩作业人员下班休息时，必须盖好孔口，或用高于80cm的护身栏将井口封闭围挡。
6.1.10夜间禁止挖孔作业，如遇特殊情况需夜间挖孔作业时，须经现场负责人同意，并有安全员在场。
6.1.11井下操作人员连续工作时间不宜超过4h，应及时轮换。
6.1.12现场施工人员必须佩带安全帽、安全带，安全带接绳由孔上人员负责随作业而加长，井下有人操作时，井上配合作业人员必须坚守岗位，不得擅离职守。
6.1.13孔底如需抽水时，必须在全部井下作业人员上地面后才能进行。
6.1.14井孔内一律采用12V安全电压和防水带罩灯照明，井上现场可用24V低压照明。
现场用电均须安装漏电保护装置。
6.1.15孔内应经常检查有害气体浓度，当二氧化碳浓度超过0.3%,其他有害气体超过允许浓度或孔深超过10m时，均应设置通风设备。
6.1.16正在浇筑混凝土的桩孔周围10m半径内，其他桩内不能有人作业。
6.1.17爆破前，对炮眼附近的支撑应采取防护措施。
护壁混凝土强度尚未达到2.5MPa时，不宜爆破作业。
6.1.18放炮后，施工人员下井前，应事先测定孔底有无毒气，如有毒气，应迅速排除。
6.1.19孔内装药量不得超过炮眼深度的1/3。
6.1.20由于个别孔桩离高速公路很近，不宜采用爆破施工，采用风钻打眼，然后在钻孔中加入膨胀剂，待岩石产生裂缝以后再用风镐破碎岩石，以达到安全施工的目的。
6.1.21火工品的运输必须专车运输，车上不许装载其它物品，应由专职人员押送，在运行中必须按照公安机关提供的路线行驶。
6.1.22火工品领取于炸药库，按指定路线运至施工现场，在运输与存放过程中炸药与雷管必须分开，不许混合运输或存放。
6.1.23严格按照设计孔位钻孔，孔深、方向必须符合设计要求，不合格的炮孔要重新打。
钻孔时，钻工不得脱离凿岩机，防止断钎伤人，风管不能缠绕和打结，不得用折弯风管的方法制止通气，开钻固定孔位以后，掌钎人员应立即退出，钻机操作者方可由慢至快全速钻进，打完炮孔后应进行深度检查，装药前应用有压气吹洗炮孔。
6.1.24在施工中如有剩余火工品，必须及时退回，实行回收签字制度。
6.1.25必须严格火工品的发放制度，由技术部门提出每个孔的装药数量，按物资消耗定额发放，建立健全火工品发放台帐和火工品的严格检查制度。
6．1.26火工品贮存地必须配备足够的泡沫灭火器及防火砂。
6.1.27操作人员必须按钻爆设计所规定的装药量进行装药起爆，严禁超量装药。
6.1.28爆破时，必须做好警戒防护工作，近孔人员及周围人员全部撤出，确保全部爆破后方能进入施工现场，按照规范要求，在深孔中爆破的最小安全距离为50米。
6.1.29孔桩爆破工作面均在地表以下10m以外，在爆破孔桩口用炮被覆盖，并加压砂袋，以防止爆破飞石飞出地面。
确保爆破过程中的安全。
6.2环保要求
6.2.1加强现场文明施工和材料、机具、设备的堆码，保持场地清洁。
6.2.2防止混凝土和水泥浆污染既有铁路、公路和河流。
6.2.3加强现场废料的及时收集和处理。
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