地铁盾构区间工程端头加固方案.docx

1、地铁盾构区间工程端头加固方案1 编制依据（1）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2018）（2）建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2013）（3）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）（4）建筑地基技术处理规范（JGJ79-2012）（5）地下铁道工程施工质量验收规范（GB/T50299-2018）（6）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）（7）建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2015）（8）天津地铁8号线工程（长泰河东站渌水道站）施工图、地勘报告等。2 工程概况2.1 区间概况本区间设计起讫里程为CK33+592.383CK35+197.487

2、，左线区间长1618.228米，其中长链13.124米。本区间从渌水道站出发后沿微山路向北敷设，以半径400m曲线向西偏转，到达电缆通道竖井。通道纵断面呈V形坡。左线线路出渌水道站后以300m长4、250m长24、480m长6下坡段、244.824m长13.757、250m长25上坡段到达电缆通道竖井。隧道结构覆土厚度9.86m20.01mm。本区间在右CK34+159.000设置1座联络通道兼泵房，于右CK34+720设置一座联络通道。本段采用盾构法施工，区间结构型式为圆形单洞单线隧道，下穿海咸变电站，以及微山路和泗水道现状地下管线。盾构自渌水道站小里程端始发，电缆通道竖井接收。 图2.1-

3、1（1）长泰河东站渌水道站平面图图2.1-1（2）长泰河东站渌水道站平面图（二）本工程盾构区间采用1台盾构机施工，从渌水道站始发，泗水道主变电站电缆竖井接收，盾构机吊装下井组装是盾构施工的一个关键环节，是隧道掘进的前提和保障，本区间盾构机共1次下井1次吊出。2.2 端头概况长泰河东站渌水道站盾构区间始发于渌水道站，其北侧端头设计里程为左DK35+185.268、右DK35+185.268。盾构始发端地层采用850600三轴搅拌桩进行地基加固，对加固土体与地连墙之间的间隙采用800500高压旋喷桩包角处理，旋喷桩与搅拌桩长相同。桩长19.52m，加固区桩长12.74m，空桩长6.78m，横向加固

4、范围为盾构隧道周边各3米，纵向加固范围为盾构井地连墙外沿隧道纵向11m，此加固区域水泥掺量18%，该加固区域上平面至地面为弱加固区，其水泥掺量不少于8%。设计图见图2.2-1，2.2-2，现场情况详见如下图2.2-3：图2.2-1始发端端头加固区布置图图2.2-2始发端端头加固区剖面图图2.2-3始发端端头加固区接收端位于泗水道大里程端，该站均为地下两层站，设计里程为左DK33+572.562、右DK33+572.562。接收端地层采用双排850600三轴搅拌桩进行地基加固，对加固土体与地连墙之间的间隙采用800500高压旋喷桩包角处理。桩长20.04m，实桩12.74m，空桩7.3m。从接受

5、端沿逆掘进方向加固长度11m，加固范围为隧道结构上、下、左、右各3m，此加固区域水泥掺量18%，该加固区域上平面至地面为弱加固区，其水泥掺量不少于8%。设计图见图2.2-4，2.2-5，现场情况详见下图2.2-6： 图2.2-4接收端端头加固区布置图图2.2-5接收端端头加固区剖面图图2.2-6接收端端头加固区2.2.1 端头地质概况始发端地层土质主要为杂填土，粉质黏土等。接收端地层土质主要为杂填土，粉质黏土，黏质粉土等。如下图所示： 图2.2-7始发端地层分布图 图2.2-8接收端地层分布图2.2.2 水文地质概况本场地浅层地下水类型主要为第四系孔隙潜水，赋存于陆相层及以下的粉土、砂层的地下

6、水具承压性，为承压水。1）潜水上部潜水埋藏较浅，勘测期间本工点地下水初见水位不明显，稳定水位埋深0.902.90m（高程-0.311.59m），年变化幅度多在0.51.0m之间。主要赋存于人工填土(Qml)、上组陆相冲积层(Q/43/al)及海相沉积层(Q/42/m)的黏性土及粉土中，含水层水平、垂直向渗透性差异较大，当局部地段夹有粉砂薄层时，其富水性、渗透性相应增大。接受大气降水和地表水入渗补给，地下水具有明显的丰、枯水期变化，丰水期水位上升，枯水期水位下降。主要含水介质颗粒较细，水力坡度小，地下水径流十分缓慢。排泄方式主要有蒸发、人工开采和下渗补给下部承压水。沼泽相沉积层（Q/41/h）粉

7、质黏土（）及下组陆相冲积层(Q/41/al)粉质黏土（1）属极微透水微透水层，可视为潜水含水层与其下承压含水层的相对隔水层。2）承压水第一承压含水层主要赋存于/2、/2、/2粉土、粉细砂层中；第二承压含水层主要赋存于/2、/4粉土、粉细砂层中，其间夹有多层黏性土相对隔水层。勘探孔M8MZQX29M8MZQX45区段，由于/11粉质黏土层分布不连续或缺失，第一承压含水层与第二承压含水层存在贯通情况。承压水的渗透补给，与潜水水力联系紧密，排泄以相对含水层中的径流形式为主，同时以渗透方式补给深层地下水。本工点参考临近天津地铁8号线一期工程长泰河东站抽水试验结果，其抽水试验成果如下：第一承压含水层水头

8、大沽标高为-0.179m。第二承压含水层水头大沽标高为-1.870m。地下水的温度，埋深在5m范围内随气温变化，5m以下随深度略有递增，一般为1416。2.3 端头周边环境及地下管线情况2.3.1 临时电缆敷设通道周边环境临时电缆敷设通道始发端根据图纸及现场勘查发现，其隧道下穿平行于微山路，左侧为惠众家园，右侧为泓春园社区，距离较远。均对端头加固施工无影响。接收端周边为云江新苑社区，距离较远，对端头加固施工无影响。2.3.2 地下管线情况（1）始发端长泰河东站渌水道站区间始发端头位于渌水道站。在车站施工前，该处管线均已迁改至加固区以外，对加固施工无影响。 图2.3-1始发端管线迁改图 图2.3

9、-2接收端管线迁改图（2）接收端长泰河东站渌水道站区间接收端位于泗水道电缆竖井，加固区域内管线均已迁改至加固区外，对加固施工无影响。2.4 施工设计要求1、盾构始发盾构在渌水道站小里程端左线始发，该站为地下两层站。盾构始发处土层为/2淤泥质土、4粉质黏土、粉质黏土。盾构始发端头井加固推荐三轴水泥搅拌桩加高压旋喷桩填缝包角处理，采用850600三轴水泥土搅拌,800650高压旋喷桩，旋喷桩与搅拌桩桩长相同。横向加固范围为盾构隧道周边各3米，纵向加固范围为盾构井地连墙外沿隧道纵向11m。加固体指标要求28天无侧限抗压强度qu不小于1.0MPa，渗透系数不大于10-7/cm/s，若达不到设计要求，应

10、及时弥补。2、盾构到达盾构在电缆通道竖井大里程端接收，竖井为地下两层站，盾构接收处土层为 /3粘质粉土、/32粉土、/3/3粉砂。盾构接收端头井加固推荐三轴水泥搅拌桩加高压旋喷桩填缝包角处理，采用850600三轴水泥土搅拌,800500高压旋喷桩，旋喷桩桩底至/2粉砂层下1.5m。横向加固范围为盾构隧道周边各3米，纵向加固范围为盾构井地连墙外沿隧道纵向11m。加固体指标要求28天无侧限抗压强度qu不小于1.0MPa，渗透系数不大于10-7/cm/s，若达不到设计要求，应及时弥补。3 施工准备3.1 施工平面布置（1）施工用水：用渌水道站现有供水接头延伸至施工区域。（2）污水处理：施工过程中溢出

11、的泥浆经导流槽至沉淀池沉淀，经三级沉淀池后排如入污水管道。污泥及时清理装车运出。（3）用电布置：根据渌水道站现场临电布置实施，合理安排电箱位置和电缆走向，保证加固设备正常运行。（4）渌水道站场地布置具体见附图一。3.2 技术准备（1）施工人员进场后，应尽快熟悉现场资料及图纸，了解本工程特点，针对性的掌握各施工环节的技术要求；（2）施工用的各种表格报请总监审核后方能使用；（3）测量人员应积极与各车站单位主测人员加强沟通，资料交接要有完善的签字手续，做好各轴线控制点及水准点的设置，主轴线偏差小于5mm；（4）材料进场后，材料员应及时取验原材料质保书，无质保书的材料不予接收。及时取样送检，取样时需要

12、有现场监理工程师见证，并见证送样；（5）前期现场与技术准备工作就绪后，由项目技术负责人召集施工员、质检员、安全员、材料员对施工班组进行技术交底，了解工程的重要性及各环节的重点，技术交底后应召集全体施工人员进行二次交底，使每位参与本工程的施工人员对工程的特点、自身职责、工作协作明确清楚。3.3 施工机械设备施工所采用的设备及相应配套设备如下：表3.3三轴搅拌桩主要施工机械设备表序号设备名称规格型号数量额定功率(KW)1三轴搅拌桩机（头）JB1601台1802灰浆桶0.9M31只4*23水泥桶70t4只304灰浆泵BW-2504台605自动搅拌站75型2台1206空压机10M31台110表3.4高

13、压旋喷主要施工机械设备一览表名称规格数量单位高压注浆泵90D-高压柱塞泵1台高压旋喷桩机XP-20A2台工程钻机1台搅拌桶2个水箱1个25吨汽车吊25T1台挖机JS-220L1台3.4 劳动力组织（1）施工组织机构（2）施工现场人员配置表3-1 施工现场人员配置表项目岗 位人 数职 责备注深层搅拌桩项目经理1工程全面负责项目副经理1协助项目经理开展工作总工程师1技术全面负责技术员1协助总工开展技术生产施工员3现场施工管理、监督质量安全员2施工现场质量、安全生产管理测量员2测量、放线、复核资料员1负责资料收集、整理、报签材料员1负责材料采购与后勤保障水电工1负责供应工地施工用水、用电桩工3按设计

14、要求进行打桩作业指挥2负责三轴搅拌桩移位施工制浆班10负责制备水泥浆液合计29图3.4组织机构图（3）人员分工项目经理：项目第一负责人，是公司在该工程项目的代理人，代表公司对工程项目全面负责。项目副经理：项目副经理是经理的助手，为项目经理负责，受项目经理委托，组织实施生产计划。总工程师：贯彻执行国家有关技术政策及上级技术管理制度，对项目技术工作全面负责。组织施工技术人员学习并贯彻执行各项技术政策、技术规程、规范、标准和技术管理制度。组织技术人员熟悉合同文件和施工图纸参加施工调查、图纸会审和设计交底。技术员：协助总工程师开展技术生产，对现场施工人员进行技术交底。施工员：对现场施工人员进行管理、监

15、督。做好现场进度计划，成本核算，向各班组下达施工任务书。质量安全员：负责监督检查施工现场质量、安全生产。检查整改现场的安全防护，处理一般性的安全事故。测量员：对现场的各个施工工序进行精密测量、放线、复核。资料员：负责工程资料收集、整理、报签、立卷、归档、保管工作。按照文明工地的要求、及时整理齐全文明工地资料。材料员：熟知各种材料的性能、价格、产地、用途、按照项目部提出的材料计划单及时采购。材料进场的检验检查。材料成本核算工作，核查工地材料的用量及消耗、损耗情况。3.5 主要工程量始发端：三轴搅拌加固区实桩：12.74（11-0.8）12.74=1655.537m3三轴搅拌加固区空桩：12.74

16、（11-0.8）6.78=881.047m3高压旋喷加固区实桩：3712.74=471.38m高压旋喷加固区空桩：376.78=250.86m接收端：三轴搅拌加固区实桩：12.74（11-0.8）12.74=1655.537m3三轴搅拌加固区空桩：12.74（11-0.8）7.3=948.62m3高压旋喷加固区实桩：3712.74=471.38m高压旋喷加固区空桩：377.3=270.1m3.6 施工进度计划3.6.1 施工工期安排表3.6.1加固施工工期计划项目名称项目进场时间开始时间作业时间（天）结束时间退场时间临时电缆敷设通道始发端头三轴搅拌桩2020/10/152020/10/1813

17、2020/10/302020/10/31高压旋喷桩2020/10/312020/10/3132020/11/22020/11/3临时电缆敷设通道接收端头三轴搅拌桩2020/11/10202011/15132020/11/272020/11/29高压旋喷桩2020/11/292020/12/232020/12/42020/12/5备注:此施工进度计划仅供参考，具体施工日期按现场实际施工情况为准。3.6.2 施工进度保证措施1.公司对本工程施工进度、材料、劳动力、资金和机械设备进行总调度和平衡，解决施工过程中的各类矛盾和问题，确保本工程顺利进行。2.积极配合制桩单位及时提供有关进度计划。3.项目部

18、制定好总进度计划、实施作业计划，对几个关键节点，明确目标，只能提前，不能延期。4.根据施工总进度计划表，编制较为详细的实施作业计划，用以向各施工班组下达任务。5.根据施工总进度计划和实施作业计划，配备足够的劳动力、机械设备以及材料的及时进场。6.严格按合同管理，确保各个节点工序的按时或提前完成。7.建立周例会制度，认真检查进度计划完成情况，及时解决施工生产中出现的问题，不拖延工期。8.加强施工组织管理，使各分部分项工序以最大限度地进行合理搭接，保证施工流水能按计划正常运转。前道工序为后道工序创造良好环境，提高工作效率。9.做好各工种之间的配合工作，定期检查和协调各工种间的工序配合及工期配合。1

19、0.实行“两班制”24小时连续作业，确保施工总工期按期或提前竣工。4 搅拌桩施工4.1 搅拌桩施工工艺图4.1 三轴搅拌桩施工工艺流程图4.2 三轴搅拌桩施工程序搅拌桩正式施工前，按照设计要求进行工艺性试桩，试桩不得少于三组，并对试桩的质量进行检验，确定施工参数后方可正式施工。搅拌桩施工采用跳孔法打孔注浆。三轴搅拌桩孔径850mm，幅间距600mm，咬合250mm，排间距600mm，咬合250mm。（搅拌桩前5m使用套打）。总体先施工搅拌桩，后施工旋喷桩。从车站端头施工，逐排推进。单排之间每幅采用跳孔法打孔注浆。工序图如下图所示。图4.2 850三轴搅拌桩施工顺序图4.3 搅拌桩施工方法4.3

20、.1 地面破除端头为市政水泥道路，需要破除，破除面积（因考虑到旋喷桩包角施工，故破除面积需往外延伸60cm）：临时电缆敷设通道：始发：（11+0.6）（12.74+1.2）=161.7m2接收：（11+0.6）（12.74+1.2）=161.7m24.3.2 测量放线根据业主提供坐标基准点、总平面布置图、围护工程施工图。施工前用全站仪测定搅拌桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。4.3.3 开挖导沟根据基坑围护边线用0.4m3挖机开挖导沟，沟槽尺寸为10001000mm，并开挖沟槽土体应及时处理，以保证

21、三轴搅拌桩正常施工。4.3.4 桩机就位由当班班长统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；搅拌桩桩位定位偏差应小于50mm。桩身垂直度偏差不得超过0.5%。4.3.5 水泥土配合比水泥浆液配比根据设计要求，结合工程实际并参照相邻标段的同类型土层加固施工参数得知：1.水泥采用普通硅酸盐水泥，标号为P.O42.5级；2.水泥掺入量18%；3.水灰比：1.52.0。根据围护施工的特点, 水泥土配比的技术要求如下:设计合理的水泥浆液及水灰比，使其确保水

22、泥土的强度。水泥掺入比的设计，必须确保水泥土强度，降低土体置换率，减轻施工时对环境的扰动影响。4.3.6 制备水泥浆液及浆液注入在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近安装水泥罐，在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好技术交底工作。水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过12小时（初凝时间）。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合注入。注浆压力：1.52.5MPa，气压：不小于0.7MPa，注浆流量：150250L/min/每台。4.3.7 钻进搅拌三轴搅拌桩桩身采用二喷二搅工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严

23、格控制下沉和提升速度：下沉速度不大于1mmin；提升速度为不大于2mmin；在桩底部分重复搅拌注浆，并做好原始记录。4.3.8 清洗、移位将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其它所用机具，然后移位再进行下幅根桩的施工。4.3.9 施工要点（1）测量放点桩位要精确定位以及桩机钻杆精确定位，搅拌桩桩位定位偏差应小于50mm。桩身垂直度偏差不得超过0.5%。（2）施工过程中导沟随打孔随挖，保证施工连续（3）严格控制喷浆下沉及提升速度：下沉速度不大于1mmin，提升速度不大于2mmin。（4）严格控制水泥浆质量及注浆压力：1.52.5MPa（5）严格控制收桩标准（6）确保桩身强度和均匀性

24、（7）尽量避免施工中因无法搭接或搭接不良而出现冷缝5 高压旋喷桩施工5.1 施工工艺旋喷桩正式施工前，按照设计要求进行工艺性试桩，确定施工参数后方可正式施工。三重管高压旋喷桩施工工艺流程见图5.1图5.1三重管高压旋喷桩施工工艺流程图5.2 施工方法5.2.1 测量定位同于本方案搅拌桩测量放线5.2.2 钻机就位同于本方案搅拌桩装机就位5.2.3 主要施工技术参数根据设计要求，确定以下高压旋喷桩施工参数：表5.1表5.1高压喷射注浆施工技术参数项目参数水泥材料P.O42.5水泥28天无侧限抗压强度qu 1.0Mpa高压水泥浆压力2835Mpa高压气压力0.71.0Mpa提升速度黏土层10cm/

25、min，砂层及其他土层6cm/min。在桩底部1m范围内提升速度不超过0.06m/min水灰比15.2.4 插管，试喷引孔钻好后，插入旋喷管，进行试喷，确定施工技术参数。注浆材料：P.O42.5水泥，水泥浆（单液）水灰比为1。水泥掺量35%40%。5.2.5 钻孔喷射（1）钻孔：在钻孔 前要检查管路是否畅通，密封圈完好无损，丝口连接严紧。插管到达地层预定的深度，先作高压试喷，调整参数到达要求方可进行喷浆作业。为防止泥浆堵塞喷嘴，边射水边插管。（2）喷射作业：喷浆作业时，必须时刻检查注浆流量、压力，旋转提升速度等。由下而上进行喷射注浆时，注浆管分段提升的搭接长度不得小于300mm。5.2.6 废

26、液处理溢出的浆液经导沟流进泥浆池沉淀，污水排入污水管，污泥及时装车运出5.2.7 清洗机具将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其它所用机具。5.2.8 移动旋喷机具至下一孔位5.3 施工技术要求（1）旋喷前检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封圈必须良好。（2）为确保旋喷桩的垂直，钻机的钻杆垂直度偏差小于1/150。（3）在喷射注浆的过程中，要注意防止喷嘴被堵，注浆的压力和流量必须符合设计值，否则要拔出钻杆清洗钻头和喷嘴，再重新注浆。（4）旋喷桩注浆时，认真做好压力、流量、注浆时间等项施工记录，钻杆旋转和提升速度必须符

27、合设计值。（5）搅拌水泥浆时，水灰比要按设计规定，不得随意更改。在旋喷桩注浆过程中，应防止水泥沉淀，使浆液浓度降低，禁止使用受潮和过期水泥 。（6）施工完毕应立即拔出钻杆，彻底清洗钻杆及注浆泵，管内不得有残存水泥浆。6 质量、安全、环境保证措施6.1 质量保证措施6.1.1 搅拌桩质量保证措施（1）水泥搅拌桩开钻之前，先用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后下钻。（2）设备就位后，必须平整，确保施工过程中不发生倾斜、移动。并注意保证机架和钻杆的垂直度，其垂直度偏差小于1/150，如发现偏差过大，及时调整。（3）严格控制水灰比，严格按照设计的水灰比配制浆液，制备好的水泥浆不能有离析

28、现象，停置时间不得超过2个小时，若停置时间过长，不得使用。（4）泵送浆液前，管路应保持潮湿，以利输浆，并记录泵送浆开始及结束时间。（5）泵送必须连续，拌制浆液的罐数、固化剂和外加剂的用量以及泵送浆液时间、压力等应有专人记录。水泥浆拌制数量，满足单桩总量拌制一次用完，均匀喷浆。（6）施工前确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。施工时用流量泵控制输浆速度，严格控制搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围内每一深度得以充分搅拌，确保桩身强度和均匀性。（7）每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。如遇停电机械故障等原因停工1小时以内，喷浆中断时将搅拌头下沉至停浆点以下0.5米处并

29、及时记录中断深度，待恢复供浆后再喷浆搅拌。如停工40分钟以上，立即进行全面清洗，防止水泥在设备和管道中结块，影响施工。（8）对每根成型的搅拌桩质量重点检查水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。确保水泥搅拌机的喷浆提升速度、搅拌次数、喷浆压力等符合工艺要求，并有专人检查并记录。（9）盾构始发或到达前检测加固体的强度、均匀性和抗渗性，确保满足盾构施工要求。（10）三轴深层搅拌施工完成后7天内，不允许在其附近随意堆放重物以防止桩体变形。（11）施工记录详尽完善：施工记录必须有专人负责逐桩现场认真填写，不允许后补。实行24小时值班制，专人全程盯控。记录内容

30、应包括：施工桩号、施工日期、天气情况、喷浆深度、停浆标高、灰浆泵压力、管道压力、钻机转速、钻进速度、提升速度、浆液流量、每米喷浆量和外掺剂用量、复搅深度等，均如实记录，以便汇总分析。6.1.2 旋喷桩质量保证措施1.测量放线由专职测量人员负责测量放线及桩位的定位。2.桩机必须端正、稳固、水平、用经纬仪保持垂直度。3.浆液配制必须按规定的配合比进行配制。4.放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。5.高喷施工时隔孔施工，防止相邻高喷孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48小时。6.采用42.5级普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定,水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，