1#竖井CSM搅拌墙施工方案.docx

1、1#竖井CSM搅拌墙施工方案中 国 建 筑 工 程 总 公 司 CHINA STATE CONSTRUCTION ENGRC CORP.大东湖核心区污水传输系统工程项目1#竖井CSM工法搅拌墙施工方案 中建三局建设工程股份有限公司 大东湖核心区污水传输系统工程项目经理部二O一七年九月大东湖核心区污水传输系统工程1#竖井CSM工法搅拌墙施工方案审批： 审核： 编制： 中建三局集团有限公司大东湖核心区污水传输系统工程二O一七年九月第一章 编制说明1.1 编制依据1）武汉市水务局发布大东湖核心区污水传输系统工程PPP项目招标文件；2）大东湖核心区污水传输系统工程可行性研究报告；3）大东湖核心区污水传

2、输系统工程施工图设计图纸；4）现场踏勘资料；5）国家和行业内规定的工程建设标准强制性条文；6）有关的施工技术规范、规程、标准；（1）建筑基坑工程技术规范（JGJ1062014）；（2）建筑基坑支护技术规范（JGJ1202012）；（3）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2015）；（4）建筑基坑监测技术规范（GB50497-2009）；（5）建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）；（6）地下工程防水技术规范（GB50108-2008）7）我单位多年从事地铁、市政、桥梁等工程的施工经验；8）相关的劳动力、材料、机械设备定额等文件。1.2 编制原则严格执行招标文件、可研报告、施

3、工图设计的各项规定及设计意图，重点考虑本工程项目的特点，将大东湖核心区污水传输系统工程优质、高效的完成，具体在编制中体现以下几个方面的原则：1）科学组织，严密布置，确保工程合同工期。2）执行住建部现行工程施工技术规范和质量检验评定标准。3）遵守国家法律及住建部、地方政府的法律法规。4）规范作业程序，按ISO9000质量标准体系进行质量监控，确保工程质量合格。5）按GB/T28001-2011职业健康安全管理体系强化各项安全保障措施，确保工程安全施工。6）按ISO14000环境管理体系进行环境监控，不出现环境污染事故。7）按GB/T50640-2010建筑工程绿色施工评价标准，贯彻落实绿色施工要

4、求。将绿色施工贯穿施工过程。8）根据武汉市的有关规定要求，制定文明施工措施，确保文明施工。9）充分利用新材料、新工艺、新技术及新设备。1.3 编制范围本方案适用于武汉市大东湖核心区污水传输系统工程1#竖井CSM搅拌墙施工及盾构进出洞端头加固。第二章 工程概况2.1 工程简介及周边情况2.1.1 工程简介本工程位于武汉市大东湖核心区，包括已敷设完成的沙湖泵站及配套管网和需新建从沙湖大道-欢乐大道南侧绿化带-武鄂高速-严西湖和北湖公园绿化用地的深隧管网。大东湖核心区污水传输系统工程建设内容主要由污水深隧系统及地表完善系统两大部分组成：1）污水深隧系统：二郎庙预处理站至北湖污水处理厂总共约17.5k

5、m污水主隧工程，直径D3000D3400；落步咀预处理站至三环线支隧工程，直径2-D1500，长度1.7km。2）地表完善系统：沙湖污水提升泵站（1.0）及配套管网、二郎庙预处理站（9.8）及配套管网、落步咀预处理站（5.7）及配套管网、武东预处理站（2.4）及配套管网。共分六个子项。图2.1-1 本工程线路走向图1#竖井基坑止水帷幕采用0.8m厚，水泥掺量20的CSM工法（双轮铣）深层水泥土搅拌墙，墙深34m（进入中风化泥质粉砂岩2.93m），每幅宽度2.8m，间距2.5m（咬合0.3m），搅拌墙距离地下连续墙0.4m。1#竖井大里程端头为盾构接收井，采用CSM工法搅拌墙对原有土体进行加固，

6、加固区域长12m,宽9.9m,深34m，其中盾构洞身上部6m，下部3m，左右侧各3m处的区域为实桩段，采用水泥含量360kg/m的CSM工法搅拌墙加固，其他区域采用水泥含量120kg/m的CSM工法搅拌墙加固，具体平面布置如下图所示：图2.1-2 1#竖井基坑围护结构及端头加固平面图图2.1-3 CSM搅拌墙搭接大样图 图2.1-4 1#竖井端头加固剖面图2.1.2 周边环境1#竖井场地位于二郎庙污水处理厂东南角，现状为一片菜地及低压电线杆。施工前需对场地进行平整，对干扰施工的电线杆进行迁移。 图2.1-5 1#竖井周边建筑物平面示意图2.2 地质及水文情况2.2.1 工程地质根据大东湖核心区

7、污水传输系统第、标段岩土工程详勘报告，1#竖井所在场区的岩土工程地质如下：表2.2-1 工程地质情况汇总表序号土类土质情况厚度分布情况一、人工填土1杂填土（1-1）杂色，湿，压缩性不均，该层为人类活动堆填而成，分布范围和厚度缺乏规律性，带有极大的人为随意性，往往在很小范围内，变化很大。松散，一般为堆积年限5年以上。1.73.0m不连续2素填土（1-2）黄褐灰黄色，以黏性土为主，松散状态，局部含植物根系和小碎石，力学性质不均匀，工程性能差，带有极大的人为随意性，往往在很小范围内，变化很大。0.62.0m不连续二、第四系全新统冲积（Q4al）层1黏土（2）褐黄灰褐色，刀切面较光滑，手指可按出指印，

8、黏性土呈软塑状态，压缩性高1.21.8m-三、第四系全新统冲、洪积（Q4al+pl）层1黏土（3-1）黄褐色，局部夹有褐灰色，湿饱和，可塑状态，中偏高压缩性，含氧化铁，铁锰质结核，韧性高。2.05.2m不连续2粉质黏土（3-2）黄褐褐灰色，饱和，软塑状态，高压缩性，含氧化铁，铁锰质结核及少量高岭土，局部夹少量粉土，无摇振反应。1.85.5m连续3粉土、粉质黏土与粉砂互层(3-5)灰色，饱和，稍密状态，压缩性高等，矿物成分以石英、长石为主，以粉砂为主，夹有薄层粉土，局部夹少量粉质黏土。0.41.6m-4粉砂（4-1）灰色，饱和，稍密状态，压缩性中等，矿物成分以石英、长石为主，以粉砂为主，夹有薄层

9、粉土，局部夹少量粉质黏土。1.84m连续5粉细砂（4-2）青灰色，饱和，中密状态，矿物成分主要为石英、长石，含白云母。6.67.8m连续6粉细砂（4-3）青灰色，饱和，中密密实状态，局部夹有少量粗砾砂（分布不均匀，仅个别区域揭露），矿物成分主要为石英、长石，含白云母。8.011m连续7粉质黏土夹粉土（4-3a）褐灰色，饱和，软塑状态，高压缩性，局部夹少量粉土，无摇振反应，干强度高，韧性高。1.22m不连续四、下伏基岩1强风化泥质粉砂岩（20b-1）青灰色褐灰色，岩芯呈碎块状或坚硬土状，泥质粉砂状结构。属软岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级为类，其揭露厚度0.82.9m，埋深32.136.4m（）

10、0.42.0m不连续2中风化泥质粉砂岩（20b-2）青灰色褐灰色，岩芯呈柱状，泥质粉砂状结构，节理、裂隙较发育，采取率为7080%，属软岩，局部出现砂岩、泥岩互层现象，具软硬不均特征。（天然状态下单轴抗压强度为3.6MPa7.9MPa，标准值为4.9MPa）3.817.1m连续图2.2-1 1#竖井地质剖面图1#竖井CSM搅拌墙及端头加固深34m，进入中风化泥质粉砂岩约2.93m。2.2.2 水文地质场区内地下水类型：上层滞水、孔隙承压水、基岩裂隙水、岩溶水四种类型。1）上层滞水：主要赋存于填土层中，受大气降水、地表水下渗及人类生产、生活用水排放影响，无统一自由水面。2）承压水：主要赋存于级阶

11、地砂土层及古河床地段的砾卵石层中，其上覆土的黏性土层可视为其隔水顶板，下卧基岩透水性较差，可视为相当隔水底板。1#竖井基坑存在孔隙承压水，除采用0.8mCSM工法深层水泥土搅拌墙止水外，在基坑内设置三口疏干抽水井（两用一备），在进行端头加固施工时，应采取降水措施，以保证加固帷幕的加固效果。3）基岩裂隙水基岩裂隙水多赋存于中微风化基岩裂隙中，补给方式主要有两种，首先与含水层直接接触的由上覆含水层下渗补给，其次为有裂隙连通性较好之基岩直接出露地表接收大气降水补给及周边地表水体接受地表水补给。4）岩溶水场区内岩溶水赋存于石炭系灰岩中发育的溶隙、溶沟、溶槽和溶洞，岩溶水埋藏于第四系黏性土层之下，灰岩与

12、碎石土层直接接触，碎石土层含水层与大气降水、地表水有一定的水力联系，且接受相邻的碎屑岩类裂隙水补给。2.3 工程量CSM工法（双轮铣）深层水泥土搅拌墙数量及参数详见下表：表2.3-2 CSM工法（双轮铣）深层水泥土搅拌墙基坑编号墙长（m）厚度（m）每幅宽度（m）间距（咬合）（m）加固面（m2）1#竖井（围护）340.82.82.5（0.3）57.61#竖井（端头加固）340.82.82.5（0.3）118.8第三章 施工筹划本工程以系统工程理论进行总体规划，工期以动态网络计划进行控制，施工技术管理以现场动态为基础，质量通过ISO9001质量保证体系进行全面控制，安全以事故树、生物钟进行预测分析

13、、控制。我们将规范施工、严格管理、积极沟通，严格按照规范及合同要求执行。3.1 施工部署本工程CSM搅拌墙较深且成墙时间较长，搅拌墙施工向下铣削时可采用跳幅施工的原则进行施工，根据施工场平布置，为保证施工功效，CSM工法搅拌墙分幅施工按照2422232021181917151613141112910785634123132293027282526的所示顺序施工，端头加固按照跳幅施工的原则由小里程往大里程方向分幅施工：图3.1-1 CSM工法搅拌墙施工顺序图3.2 施工进度计划1#竖井围护结构CSM工法（双轮铣）深层水泥土搅拌墙32幅，计划2017.10.10开始施工。端头加固CSM工法（双轮铣

14、）深层水泥土搅拌墙96幅，计划2017.10.16开始施工。CSM工法（双轮铣）深层水泥土搅拌墙施工功效3幅/台 天。表3.2-1 CSM工法搅拌墙施工进度计划位置工序名称开始时间结束时间工期备注1#竖井（围护）CSM搅拌墙2017.10.102017.10.15632幅1#竖井（端头加固）CSM搅拌墙2017.10.162017.10.311696幅3.3 劳动力安排计划CSM工法（双轮铣）深层水泥土搅拌墙施工采用2台设备施工；每组机械劳动力配置计划表见下表：表3.3-1 每台班劳动力配置计划表序号工 种数 量备注1班长12机长43挖机驾驶员24司泵工45记录员46拌浆工47供料工4合计23

15、3.4 机械设备安排计划CSM工法（双轮铣）深层水泥土搅拌墙施工拟采用两套机械施工，施工机械设备计划见下表：表3.4-1 双轮铣施工机械设备用表序号设备名称规格型号数量1双轮铣桩机SC-502台2空压机JW2002套3灰浆搅拌机UJW62套4泥浆泵HB6-3502套5水泥桶仓100t6个6后台注浆机/2套7电脑流量计/2套8挖掘机JS2202台9高压清洗机/4台3.5 材料进场计划CSM搅拌墙施工主要准备材料为水泥，具体用量如下表所示：表3.5-1 CSM搅拌墙施工材料消耗数量位置材料类别单位数量备注1#竖井（围护）水泥t705.024P.O 42.51#竖井（端头加固）水泥t845.85P.

16、O 42.51#竖井（围护）膨润土t195.841#竖井（端头加固）膨润土t403.921#竖井（围护）水t97921#竖井（端头加固）水t2019.6注：本表内所用材料种类及数量只用于本工程材料选备，不用于商务结算。3.6 施工场地布置施工场地采用全封闭式施工，施工场地布置时，以方便施工生产，互不影响为原则，充分考虑钻机等机械设备运行路线，满足其运行要求；场内道路均采用混凝土硬化；保证排水、排污通畅。具体平面布置见附图一。第四章 CSM工法搅拌墙施工4.1 CSM功法简介CSM是Cutter Soil Mixing（铣削深层搅拌技术）的缩写，现已成为了一种工法的名称，它是应用原有的液压铣槽机

17、的设备结合深层搅拌技术进行创新的地下连续墙或防渗墙施工设备，结合了液压铣槽机的设备技术特点和深层搅拌技术的应用领域，将设备应用到更为复杂的地质条件中。4.2 施工工艺流程CSM搅拌墙施工工艺流程如图4.2-1所示：图4.2-1 施工工艺流程图4.3 施工步骤1）场地清理该围护要求连续施工，施工前需对施工区域内地下障碍物进行清理，以保证施工顺利进行。2）CSM工法墙定位放样以业主提供的水准点及测量控制网进行引测，按图放出围护结构轴线和高程引测，在施工过程中每天对控制点进行校核，并做好有效保护。测量放线后，用白灰对桩位进行标记，便于沟槽开挖。3）沟槽开挖止水帷幕中心线放样后，先破除原有的地连墙导墙

18、位置混凝土，沟槽处用1m挖机开挖沟槽，沟槽宽10001000mm，并清理地下障碍物，开挖沟槽土体应及时清理，以保证双轮铣搅拌墙顺利施工。图4.3-1 沟槽开挖图4）工法机就位将双轮铣搅拌机铣头定位于墙体中心线和每幅标线上，偏差控制在2cm以内，对矩形钻杆的垂直度采用经纬仪作三支点桩架垂直度的初始零点校准，由支撑凯利杆的三支点辅机的垂直度来控制，操作员通过触摸屏控制调整铣头姿态。图4.3-2 双轮铣深搅设备施工平面布置示意图5）铣进搅拌（1）施工顺序：水泥搅拌墙的搭接以及施工设备的垂直度补救是依靠重复套钻来保证，保证墙体的连续性和接头的施工质量，以达到止水的作用。（2）铣削深度：控制铣削深度应不

19、小于设计值，通过在导杆上标示刻度来控制深度，通过桩中心线和桩边线两根固定线来控制桩轴线。（3）铣削速度：开动主机掘进搅拌，并缓慢下降铣头与基土接触，按规定要求注浆、供气，控制铣进速度在0.51m/min左右。铣进达到设计深度时，延续10s左右，对墙体深度以上23m范围重复提升一次。此后，慢速提升动力头，提升速度不应太快，控制在12m/min左右，以免形成真空负压，孔壁坍塌，造成墙体空隙。（4）注浆：下沉成槽时每立方被搅拌土体掺入50100kg膨润土（黏土层取小值，砂土层取大值），膨润土泥浆的配合比通常为7090kg/m3（取决于膨润土的质量），泥浆密度约为1.05kg/cm3，粘度要超过40s

20、（马氏漏斗粘度）。提升成墙搅拌时，固化液拌制采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量20，水泥浆液水胶比一般为0.81.5（砂性土取较小值，粘性土取较大值），在不减少水泥用量的前提下，尽可能的将水灰比控制到最小；施工过程中按每1000kg水泥、掺入12001500kg水泥拌制浆液。固化液使用于成墙搅拌工序。固化液水泥浆液流量宜控制在250L/min400L/min，对应的提升速度应与之相匹配。（5）供气：由装在移动车尾部的空气压缩机制成的气体经管路压至钻头，其量大小由手动阀和流量表配给，全程气体不得间断，气压控制在0.50.8Mpa。 图4.3-3 铣轮注浆下沉成槽图4.3-4 铣轮注浆提

21、升成墙6）废浆排放CSM成槽设备在下钻成槽过程中，注入的膨润土泥浆和槽内的渣土相混合会产生一定的废浆，废浆方量约合成槽方量的20%，在施工过程中应采用水泵对该部分的废浆进行抽出，排入废浆池中沉淀，废浆池内泥浆底部沉渣采用挖机挖出，堆放在泥浆池周边翻晒23天后用渣土车外运，废弃浆液由潜水泵抽放至泥浆车外运。7）清洗移位将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其他所有机具，然后移位再进行下幅墙的施工。8）设备移位设备清洗完成后，设备移位，重复以上步骤，进行下1幅墙施工。为确保墙段之间的铣削搭接效果，避免顺幅施工两个铣轮铣削强度（一侧铣削水泥土墙体，一侧铣削原位土体）不同造成墙体偏位的情形

22、，铣削式水泥土搅拌墙作业应采用跳幅施工方式，且相邻墙幅之间应有足够的搭接长度，如下图所示。图4.3-5 CSM工法搅拌墙施工顺序图9）转角处的处理CSM工法止水帷幕施工至转角部位应形成十字搭接形式，对已成型墙体充分切割，再次进行成墙搅拌，确保冷接缝施工质量。根据现场场地条件及设计情况，具体情况见下图所示：图4.3-6 CSM工法搅拌墙转角施工示意图10）施工记录施工过程中由工长负责记录，详细记录每幅墙的下沉时间、提升时间情况。详见水泥搅拌墙记录表格，并按照甲方及监理要求作施工报表，并及时送交监理。4.4 加固检测（1）CSM工法深层水泥土搅拌墙正式施工前应先试成墙，进行成墙工艺可行性及墙身强度

23、检测。墙身强度检测试验合格后方可正式施工搅拌墙。试成墙位置根据现场情况进行确定，数量为每个工作井基坑2幅。深层搅拌墙7天无侧限抗压强度不应低于0.2MPa0.5MPa，加固后地层无侧限抗压强度应大于1.0MPa，渗透系数小于。（2）墙体的竣工检验应在桩体施工28天后进行，检测墙体的分部应均匀、随机、合理。桩身强度和均匀性检测，采用双管单动取样器钻取芯样进行无侧限抗压强度试验，检测槽段数应不少于总槽段数的20%，且不少于6幅。每个槽段的取芯数量不宜少于3组，每组不宜少于3件试块。钻孔取芯完成后的空隙应注浆填充。4.5 施工过程注意事项（1）施工时，每幅墙体注浆量应该严格按照每幅墙体的搅拌土体的体

24、积和水泥掺量相匹配，不应根据是否为首开幅、连接幅或闭合幅而有所区别。（2）采用铣削式设备施工的等厚度水泥土搅拌墙墙体的垂直度不应大于1/300，随着深度的增加需对墙体垂直度进行更严格控制，防止因下部垂直度偏差过大造成的墙体搭接处“开叉”“踢脚”等。作为槽壁加固时其垂直度要求不应小于地下连续墙的垂直度。施工时应根据施工深度的不同和搭接长度的要求，对垂直度进行相应调整。（3）搅拌提升时如因故浆液中断或停止施工，恢复施工后，铣轮应重新下沉，并应下沉至中断前停止注浆的界面下方0.5m的位置后重新开始搅拌并喷浆提升，以免造成施工冷缝。第五章 质量保证措施5.1 CSM搅拌墙施工技术标准表5.1-1 质量

25、验收标准序号实测项目检查频率允许偏差1水灰、膨润土比4次/台班符合设计规定2搅拌墙喷浆速度下沉2次/幅符合设计规定3提升符合设计规定4定位水平偏差20mm5垂直度1次/幅1/3006成墙深度设计值5.2 墙身强度和均匀性控制措施（1）水泥浆流量、注浆压力采用人工控制，严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。（2）土体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，下沉和提升力求匀速，使原状土充分破碎，有利于水泥浆与土均匀拌和。（3）浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。（4）压浆阶段输浆管

26、道不能堵塞，不允许发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层。（5）发生管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等1020秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。（6）钻机提升时应有专人铲除钻头上粘附的泥块，以确保钻头再次下沉时，泥土搅拌充分、均匀及提升时桩身不出现空心。5.3 特殊情况处理措施（1）有异常时，如遇无法达到设计深度进行施工时，应及时上报业主、设计、监理，经各方研究后，采取补救措施。（2）在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时，宜与业主、设计单位、监理共同协商，确定解决办法。（3）深层搅拌机的入土切削和提升搅拌，负荷载太大及电机工

27、作电流超过额定值时，应减慢提升速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提起之后，才能重新启动电机。（4）施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时，均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防止出现不连续桩体。如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以防止浆液硬结堵管。（5）发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，喷射1020s后恢复向上提升搅拌。（6）施工冷缝处理，施工过程中因超时无法搭接或搭接不良，应作为冷缝记录在案，并经监理和设计单位认可后，采取在搭接处补做搅拌墙等技

28、术措施，确保搅拌墙的施工质量。5.4 质量控制措施（1）铣头定位将机器的铣头定位于墙体中心线和每幅标线上。偏差控制在2cm以内；（2）垂直的精度对于凯氏杆系统的垂直度，采用经纬仪作三支点桩架垂直度的初始零点校准，由支撑凯氏杆的三支点辅机的垂直度来控制；而对于钢索吊挂系统则安装在铣头沿高度的左右两侧的2块导向板和前后两侧的4块纠偏板来控制。操作员通过触摸屏，控制调整铣头的姿态，从而有效地控制了槽形的垂直度。其墙体垂直度可控制在1/300以内；（3）铣削深度控制铣削深度不小于设计深度。为详细掌握地层性状及墙体底线高程，应沿墙体轴线每间隔50m布设一个先导孔，局部地段地质条件变化严重的部位，应适当加

29、密钻进导孔，取芯样进行鉴定，并描述给出地质剖面图指导施工。（4）铣削速度开动主机掘进搅拌，并徐徐下降铣头与基土接触，按规定要求注浆、供气。控制铣轮的旋转速度为27转/分钟左右，一般铣进控速为0.51.0m/min。掘进达到设计深度时，延续10s左右对墙底深度以上23m范围，重复提升12次。此后，根据搅拌均匀程度控制铣轮速度在20-27转/分钟之间，慢速提升动力头，提升速度不应太快，一般为1.02.0m/min；以避免形成真空负压，孔壁坍陷，造成墙体空隙。（5）注浆制浆桶制备的浆液放入到储浆桶，经送浆泵和管道送至铣削头。注浆量的大小由装在操作台的无级电机调速器和自动瞬时流速计及累计流量计监控；一般根据钻进尺速度与掘削量在80320L/min内调整。在掘进过程中按规定一次注浆完毕。注浆压力一般为2.03.0MPa。若中途出现堵管、断浆等现象，应立即停泵，查找原因进行修理，待故障排除后再掘进搅拌。当因故停机超过半小时时，应对泵体和输浆管路妥善清洗；（6）供气由空气压缩机制成的气体经管路压至铣头，其量大小由手动阀和气压表配给；全程气体不得间断；控制气体压力为0.30.6MPa左右；（7）成墙厚度为保证成墙厚度，应根据铣头刀