地下通道过流沙段施工工法.docx

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地下通道过流沙段施工工法

地下通道过流沙段施工工法

1前言

随着城市的发展，城市地下通道或市政管线通道等工程得到迅速发展，此类工程采用明挖基坑施工时或遇到流沙层、粉砂地质以及地下水位较高等地质条件不良的情况，这种情况下一般采用降低地下水位后开挖支护的施工方法，由于城市内作业空间的限制以及建（构）筑物密集的情况这种施工方法无法施行，大口径井点降水势必会引起基坑周边地面沉降，对周边建（构）筑物等产生较大影响，而轻型井点降水可能不能满足降水需要，并且由于流沙层、粉砂地质以及地下水的影响，需要有较大放坡量以保障基坑安全，支护措施可采取钢筋混凝土桩支护或钢板桩支护，此类支护方式造价较高，施工周期较长，亦不利于工程推进。

经过多个工地的实践，形成了高压旋喷止水帷幕配合土钉墙支护的施工方法，并在多个工程项目上取得了良好的效果。

2工法特点

2.1基坑边坡外设置咬合高压旋喷桩形成止水帷幕，减少降水对周边建（构）筑物的影响，同时，节约施工空间，减小基坑放坡量。

高压旋喷桩控制桩顶和桩底标高标高，减小污染，节约成本。

2.2土钉墙显著提高边坡整体稳定性；由于钉长较短，施工设备简单；土钉墙施工随基坑开挖逐层分段开挖作业，占用空间小，施工周期短，效率高；与其他支护方式相比施工成本较小。

3适用范围

城市地下通道工程遇到流沙层或粉砂地质施工

4工艺原理

4．1采用高压旋喷桩形成止水帷幕，固化土体，阻截流沙，同时使止水帷幕范围内的流沙层失去水力的作用。

4.2止水帷幕形成后，在止水帷幕范围内大口径降水井降水，预先降低基坑范围内地下水位，保证基坑开挖和土钉墙施工顺利进行。

4．3高压旋喷桩施工完毕后再进行用土钉墙支护施工，随基坑开挖逐层分段开挖作业，土钉深度需到达高压旋喷桩位置，形成基坑稳定边坡。

4.4其他辅助施工方法:

基坑起始点位置设置大口径降水井，减小基坑范围外地下水的影响，基坑边坡底部设置明排水沟和集水坑，及时排出基坑内残余渗水和降水。

5施工工艺流程及操作要点

5．1施工工艺流程

总体施工步骤

总体布置示意图

（一）高压旋喷桩

高压旋喷桩施工工艺流程

高压旋喷桩咬合布置图

咬合高压旋喷桩施工示意图

高压旋喷桩施工实例

（一）土钉墙

挂钢筋网片并与土钉加固

安装泄水管

复喷二层混凝土

土钉墙施工工艺流程

泄水孔的设置

基坑防排水系统

5．2操作要点

5.2.1高压旋喷桩施工要点：

高压旋喷桩桩径一般采用500mm，咬合100-200mm，桩底标高小于基坑底标高，桩顶标高一般控制在地表1.0m以下，有效桩长根据流沙层厚度和地下水位情况确定。

1）为保证桩身的均匀和顶部的强度，应在桩顶标高以下5m范围内复喷一次。

2）桩体喷浆要求一气呵成，不得中断，应按理论计算量往灰罐投料，投入料量必须大于一根桩用量，确保成桩质量。

喷浆深度应在钻杆上标线控制。

3）喷浆施工时，为避免钻机移动和管路过长，施工次序宜先中轴后边轴，先里排后外排，钻机移动最长距离不超过50m。

4）施工过程中应经常测量电压，检查钻具、水气分离器、送粉阀门、空压机和管灰路工作情况。

5）施工过程中要注意防止因管内水泥结块造成堵管，遇堵管时宜拆洗管路或向上提升再打。

第二次复打时要保证至少1m以上的重叠，以防止发生断桩。

6）送灰过程中如出现压力突然下降、高压泵加不上压力等现象，应停止提升，原地搅拌，及时查明原因。

若由于灰罐内水泥粉体已喷完或容器、管道漏气所致，重新加灰复打，并保证1．0m以上的重叠。

7）控制好单位桩长喷浆量时，实际每根喷浆量与设计要求的喷浆量误差不超过3%。

5.2.2土钉墙支护施工要点：

土钉呈梅花型布置，孔径100-150mm，水平间距1.5-2.0m，土钉规格20mm-25mm二级螺纹钢钢筋网6.5mm@200*200。

1）凿孔：

孔的水平、垂直间距，允许误差±100mm孔径允许误差10mm，孔深允许误差±100mm。

2）挂钢筋网：

网格允许误差±20mm，纵、横向筋搭接点用扎丝扎牢。

3）土钉制作：

按设计选准材径、长度下料，误差允许值为±20mm；同时制作1.0-1.5m的固定钢筋网的短筋。

4）土钉安装：

检验材径，长度要符合本孔要求，对号入座。

5）注浆：

严格按设计要求的水灰比配料，搅拌均匀。

6）喷砼：

严格按设计要求比例配料搅拌均匀，严格掌握喷层厚度，表面平整度要求±30mm。

喷砼前，由专人负责检查土钉、注浆、编网等质量是否符合要求。

6材料与设备

6.1高压旋喷桩材料

水泥应采用32.5号或32.5 强度等级普通水泥，要求新鲜无结块，一般泥浆水灰比为1：

1～1.5。

为消除离析，一般再加入水泥用量3%的陶土、0.9‰的碱。

浆液宜在旋喷前1h 以内配制，使用时滤去硬块、砂石等，以免堵塞管路和喷嘴。

6.2高压旋喷桩主要施工机具

施工机具主要由钻机和高压发生设备两大部分组成。

主要设备有：

旋喷钻杆、高压柱塞泵、空压机、浆液搅拌机、灌浆泵、排污泵等，配套设备有：

操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门接头安全设施等 

注：

a、钻机的转速和提升速度，根据需要应附设调整装置，或增设慢速卷扬机；

b、二重管法选用高压泥浆泵、空压机和高压胶管等可参照上世纪列规格选用；

c、三重管法尚需配备搅拌罐（一次搅拌量3.5m3）、旋转及提升装置、吊车、集泥箱、指挥信号装置等；

d、其他尚需配各种压力、流量仪表等。

6.3土钉墙主要材料

水泥----P.C32.5复合硅酸盐水泥；

水泥浆----（土钉注浆，水灰比1:

0.5强度等级不低于M20）；

钢筋----HRB400，强度标准值fyk=400N/mm^U2^U

HRB335，强度标准值fyk=335N/mm^U2^U

HPB300，强度标准值fyk=300N/mm^U2^U

6.4土钉墙主要施工机具

6.4.1、成孔机具 

一般宜选用体积较小、重量较轻、装拆移动方便的机具。

常用有锚杆钻机、地质钻机、洛阳铲。

在易塌孔的土体钻孔时宜采用套管成孔或挤压成孔设备。

6.4.2、灌浆机具设备

注浆设备有注浆泵、灰浆搅拌机等，其规格、压力和输浆量应满足施工要求。

6.4.3、混凝土喷射机具 

混凝土喷射机具有z-5混凝土喷射机和空压机等。

7质量控制

7.1、高压旋喷桩质量控制措施

7.1.1质量保证措施

在一般情况下，压缩空气可晚送30s。

在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射；喷到桩高后应迅速拔出浆管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。

相邻两桩施工间隔时间应不小于48h，间距应不小于4～6m；旋喷深度、直径、抗压强度和透水性应符合设计要求；旋喷桩采用跳打法，以防止局部集中压力对围护桩的影响，跳打的距离根据现场情况拟定；采用速凝技术：

采用外掺剂，缩短旋喷桩凝固时间，形成早期强度，从而逐步降低后续施工旋喷桩对围护桩的水平推力；提高旋喷加固体强度均匀性：

进一步严格控制旋喷施工的材料用量和提升速度等施工参数，将人工记录和仪表记录相结合；保证基坑周边旋喷加固与围护桩紧密结合的措施：

贴近围护桩的桩位控制在30～45cm范围，遇地下障碍物或对旋喷桩贴紧产生疑问时采用补桩或复喷措施。

信息化监测指导施工的措施：

鉴于地下工程的复杂性，及诸多步确定因素，在对结构位移监测的情况下，做到与地基加固相结合，掌握结构监测数据以指导地基施工，在必要时调整施工顺序，施工参数或采取其他必要措施。

7.1.2保证项目

 a、水泥的品种、标号、水泥浆的水灰比和外加剂的品种、掺量，必须符合设计要求。

 b、高压喷射注浆（旋转桩）深度、直径及旋喷体强度，必须符合设计要求。

检验方法为钻机取样，标准贯入、平振荷载试验、开挖检查和检查施工记录。

 7.1.2允许偏差项目

8安全措施

8.1工程开工前，项目经理和技术负责人必须到现场，将工程概况、施工工艺、安全技术措施等情况向全体项目管理人员交底。

8.2项目安全员应针对工程安全技术交底内容写出书面具体要求，并在工程开工前向全体施工人员交底。

8.3各班组每天要根据施工工艺要求和作业环境及人员状况进行班前交底，并做好记录。

8.4对新工人要进行公司、项目、班组三个层次的安全教育，否则不许上岗。

8.5应定期进行安全检查，了解掌握安全生产情况，调查研究生产中的不安全问题，及时进行改进。

8.6进入施工区域的所有人员必须系安全帽；凡从事两米以上、无法采取可靠防护措施的高处作业人员必须戴安全带；特种作业人员必须持证上岗，并佩带相应的劳保用品；严禁酒后上岗。

8.7施工现场内要有安全标志，危险地区要设示警牌，且不得随意移动。

障碍物、降水井设置明显标志，孔口、井口要加盖，槽边设护栏。

8.8施工现场的道路、上下水管道、电气线路、材料堆放、临时和附属设施等平面布置，都应符合安全、卫生、防火要求，并要加强管理，做到安全文明生产。

8.9施工人员应按操作规程使用设备机具，严禁违章操作，非专职人员不得擅自使用、拆卸和修理设备、机具。

因违章操作造成事故的，公司根据规定处以行政、经济处罚，造成严重后果构成犯罪者，由司法部门依法追究刑事责任。

施工设备、机具应定期进行安全检查，并做好检查记录，发现问题及时处理。

8.10要遵守本地区、本工地有关安全、场容、消防、环卫、市容管理等有关规定。

在施工现场的劳务队，应签订安全生产责任协议书，明确劳务队的安全负责人，并服从现场安全技术部门人员的管理。

9环保措施

9.1施工前应和交通管理部门、城市市容管理部门、环卫部门以及施工有关管理部门做好协调工作，办好有关手续。

9.2在施工中应做好与相邻单位协调工作，有问题及时解决。

9.3所有材料的堆放及机械的布设均按施工要求整齐堆放和布置，严禁乱扔乱堆。

保持现场道路畅通、平整、整洁。

9.4工地入口于显眼处挂设“五牌一图”，门前实行三包。

9.5工地需持足够数量的安全宣传标语及安全生产标志牌及安全警告牌。

9.6施工机械挂操作牌，操作人员持证上岗。

9.7现场材料分规格、品种堆放整齐，并挂牌识别，统一由料库管理。

9.8现场职工佩带安全帽及识别标志。

9.7做好施工区域内的文明管理工作，与本工程无关的人员严禁入内。

9.8工地严格执行市容卫生管理规定及污染控制规定，及时把建筑垃圾进行清扫处理，或运出场外。

9.9现场搅拌机四周、材料周围及运输道路路面上无废弃砂浆和混凝土，施工过程中散砂和混凝土应及时清理使用，做到工完场清，并明确责任人。

9.10机械维修保养符合机械管理规定，挂牌标识整齐划一。

9.11施工过程必须坚决落实工完脚下清的责任制，每天的垃圾由操作工人或安排专人清理，并运往指定垃圾站堆放,按期送往消纳场,保证现场整洁，文明。

10效益分析

明挖基坑施工时或遇到流沙层、粉砂地质以及地下水位较高等地质条件不的情况，采用高压旋喷止水帷幕配合土钉墙支护的施工方法，经过工程实例比较，节约了造价，同时减小了对周边环境的影响，起到了良好的效益：

（一）采用高压旋喷止水帷幕配合土钉墙支护的施工方法

1、采用高压旋喷桩止水帷幕施工，基坑两侧各布置一排高压旋喷桩，钻孔深度9米，有限桩长6米，桩径0.6m，咬合0.2米。

基坑纵向每延米成本：

（9*30+6*80）*2*2.5=3750（元）

2、采用土钉墙支护边坡，基坑挖深9米，基坑边坡放坡按1:

0.33。

基坑基坑纵向每延米成本：

9.6*80*2=1536（元）

成本合计：

3750+1536=5286（元）

（二）采用降水支护施工方法

1、采用大口径降水井降水，基坑两侧每10米布置一眼15米的500mm的大口径降水井，使用4寸潜水泵24小时进行抽水。

基坑纵向每延米成本：

160*15*2/10+2/10*24/3*30*60=3360（元）

2、采用土钉墙支护边坡，基坑挖深9米，基坑边坡放坡按1:

0.5

基坑基坑纵向每延米成本合计：

10.1*80*2=1616（元）

3、较之方案

（一）土方开挖回填增加量：

基坑纵向每延米成本：

（9*4.5-9*3）*2*（10+20）=810（元）

成本合计：

3360+1616+945=5786（元）

基坑每延米成本节约共计：

5786-5286=500（元）