武汉轨道交通7号线5标王家墩东站旋喷桩施工方案.docx

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武汉轨道交通7号线5标王家墩东站旋喷桩施工方案

武汉市轨道交通7号线一期工程

五标段土建工程

旋喷桩施工方案

编制：

审核：

审定：

中铁十一局集团武汉市轨道交通7号线一期工程

土建五标段项目经理部

二0一五年八月

旋喷桩施工方案

1.编制依据及原则

1.1编制依据

（1）王家墩东站施工图设计（第二册第一分册土建）《主体围护结构施工图》（中铁隧道勘测设计院有限公司二0一五年四月）。

（2）王家墩东站施工图设计（第二册第一分册土建）《主体围护结构施工图（变更设计）》（中铁隧道勘测设计院有限公司二0一五年七月）。

（3）《王家墩东站一期、二期、三期施工平面布置图》（二0一五年四月）。

（4）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）。

（5）我项目部进行的现场调查。

（6）国家现行技术规范、标准及武汉市现行相关规范、标准及文件。

（7）类似工程施工经验。

1.2编制原则

以满足业主要求为目标，按照“选型可靠、施工科学、组织合理、措施得力”的指导思想，遵循下列原则编制本施工方案：

（1）质量保证原则

建立完整的工程质量管理体系和控制程序，明确工程质量目标，结合本工程特点与实际情况制定切实可行、有效的质量保证措施，并在施工全过程中严格实施ISO9001标准进行质量管理和控制，确保工程达到优良的质量标准。

（2）工期保障原则

根据业主对本标段工程工期要求，科学组织施工，合理配置资源，使各期工程施工衔接有序，使本项目的资源利用充分，以确保总体施工计划的实现。

（3）技术可靠性原则

根据本工程特点，吸收我公司各在建项目旋喷桩工程施工和管理的成熟技术，结合以往施工经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工，确保工程安全、优质、快速地按期完成。

（4）经济合理性原则

针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则，比选施工方案，并合理配备资源，施工过程实施动态管理，从而使工程施工达到即经济又优质的目标。

（5）环保原则

充分调查了解工程周边环境情况，施工紧密结合环境保护进行。

施工中实施文明施工，减少空气、噪音污染、杜绝排放污水、丢弃垃圾等行为，维护交通运输。

施工过程实施ISO14001标准，进行环境管理。

建设“绿色工地”，实施“环保施工”。

（6）人文施工的原则

建立、健全消防、安全、保卫、健康体系，以人为本，维护和保障施工人员的安全与健康。

施工过程实施GB/T28001标准，保证职工的安全与健康。

2.工程概况

2.1王家墩东站工程概况

武汉市轨道交通7号线一期工程土建五标为一站两区间,王家墩东站土建工程位于武汉市江汉区，青年路和建设大道交叉路口以西，沿规划黄海路位置，与既有轨道交通2号线王家墩东站“T”型换乘。

车站采用明挖法施工,设计起点里程为右DK7+124.077,有效站台中心里程为右DK7+242.000，设计终点里程为右DK7+380.077,车站外包总长256m（含换乘节点25m），车站标准段基坑宽22.5m，标准段基坑深度为23.13m，西侧盾构井处基坑深24.27m，东侧盾构井基坑深25m，基坑开挖面积5362m2。

车站顶部覆土约2.12～2.88m，结构型式为地下三层钢筋混凝土矩形结构,详见《王家墩东站总平面图》。

根据本站基坑深度和周边环境条件,确定本基坑侧壁安全等级为一级,本站基坑围护结构采用1000mm厚连续墙加内支撑方案，由于现场拆迁及工期原因,在王家墩东站里程右DK7+233.507（14-15轴之间）增设一道中隔地连墙,先行施工车站西端基坑及主体结构,待东端车站范围内房屋拆迁后再施工东端基坑及主体结构。

2.2高压旋喷桩施工概况

为保证基坑及周边建筑物安全，在车站围护结构连续墙接缝位置采用3根φ800高压旋喷桩咬合300形接缝成止水帷幕，加固深度在地面以下8m至基底下20m，咬合300mm，加固后土体无侧限抗压强度不小于1MPa；西端盾构井外转角加固旋喷桩在地面以下3m至基底下4m，桩咬合200mm,桩径φ800，加固后土体无侧限抗压强度不小于1MPa；西端头盾构井始发端头加固为桩径φ850@600高压旋喷桩,桩间咬合300mm，排间错开布置,加固范围为沿线路纵向12m，上下左右距隧道外轮廓线均为3m。

图2.1连续墙接缝止水示意图

图2.2王家墩东站西侧基坑接缝止水旋喷桩及转角旋喷桩示意图

图2.3王家墩东站西端头盾构始发端旋喷桩加固示意图

图2.3王家墩东站西端头盾构端旋喷桩加固大样图

3.施工进度计划及工期

为确保王家墩东站整体工期及盾构能按时始发,西端头旋喷桩定于2015年8月8日开始施工,计划工期28天完成所有接缝止水和转角加固以及端头加固的4排旋喷桩,于2015年9月5日完成。

端头加固剩下的旋喷桩与基坑土方开挖同步进行。

4.施工准备

4.1、材料选择与准备

旋喷注浆是靠高压液流的冲击力破坏土层并与土体混合成新的固体，根据喷射工艺要求，浆液应具备以下特性：

注浆液具有良好的可喷性、足够的稳定性、浆液中气体应少、能调解浆液的胶凝时间、优良的力学性能、无毒、无臭、结石率高。

旋喷桩水泥浆液水灰比宜为0.8-1.6,水泥宜采用42.5级普通硅酸盐水泥，实桩水泥掺量400-500kg/m3,空桩宜为70-90kg/m3,并通过现场试验确定。

在喷浆之前按施工要求准备好足够的合格的水泥浆液。

4.2、作业条件

（1）待基坑围护结构地下连续墙施工完后进行施工。

（2）备齐施工区域内的工程地质资料、经会审确定的施工图纸、施工组织设计或方案、各种原材料抽检试验报告、浆液配合比设计报告以及有关资料。

（3）施工机械性能必须满足成桩的设计要求。

4.3、施工机械设备

本工程根据施工进度安排和工程数量情况,王家墩东站主体结构止水旋喷桩拟采用3套设备进行施工。

一期施工根据场地限制采用1套设备施工，到二、三期施工时3套设备同时上场。

施工机具主要由钻机和高压发生设备两大部分组成，所需机械设备见下表：

设备名称

设备型号

数量

功率

钻机

GXP35B-0型

3台

旋喷钻杆

ZG4389-1500-0/ZG4389-3000-0

2/20根每台

高压柱塞泵

XPB-90D

3台

90kW

浆液搅拌机

立式

3台

4kW

灌浆泵

SGB6-10

3台

22kW

排污泵

立式

3台

7.5kW

5.旋喷桩施工

5.1、旋喷参数的确定

（1）压力参数的确定

一般情况下采用加大泵压力来增加浆液流量及流速，进而增大喷射力。

根据以往经验，本工程压力选择为：

空气压力大于0.7MPa，浆液压力3MPa，水压大于20Mpa，流量大于30L/min。

（2）旋转提升参数的确定

旋转、提升的速度与喷流半径有关，而有效半径与喷嘴的几何尺寸和喷射角度有相互联系，并直接影响喷流的特性。

根据施工经验，旋喷提升速度宜控制在10~15cm/min范围内，旋转速度宜控制在10~18r/min范围内。

其中在顶部1m应选用较慢的转速和提升速度。

（3）喷嘴直径

喷嘴安装在钻头侧面，是旋喷注浆的关键部分，喷嘴直径大小对喷射流速度影响很大。

一般注浆中喷嘴直径选用2.0~3.2mm。

5.2、施工工序

旋喷提升

泥浆清理排出

至设计桩顶标高停喷

5.3、施工方法

（1）施工准备

清除场地内杂物，合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。

（2）桩位测放

施工前用全站仪测放旋喷桩施工的控制点，钉桩标记，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20mm。

（3）修建排污系统

旋喷桩施工过程中将会产生一定的冒浆量，为此需要修建排污系统，将废浆旋喷桩施工过程中将会产生一定量的冒浆，为此需要修建排污系统，液引入专设的沉淀池中，沉淀后的清水排入污水管中。

沉淀的泥土则在今后基坑开挖时和碴土一并运走。

（4）钻孔

旋喷机就位后进行调平，对中误差小于20mm，钻孔孔径为110mm，垂直度不超过1.5%，校验钻杆长度，用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证桩体顶底标高满足设计深度，旋喷桩旋喷时使用GXP35B-0型旋转振动钻机，能满足本标段钻进深度，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层，当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔。

钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。

（5）插管

钻孔完成验收合格后，进行插管。

插管是将喷管插入地层预定深度，使用GXP35B-0型振动钻机钻孔时，插孔与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。

为了防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力不超过1Mpa，若压力过高易将空壁射塌。

（6）高压旋喷注浆

1）台车就位，接通高压水泵、注浆泵（泥浆泵），调试水泵、泥浆泵，使设备运转正常，高压水压力应达到25～30.0Mpa，流量70～100L/min。

2）喷射时，要先达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升摆喷管，以防扭断摆喷管。

为保证桩底端的质量，喷嘴在设计深度要原地摆喷1分钟左右，待孔口返浆后，再按方案设计的技术参数进行正常旋喷提升。

3）在旋喷过程中，随时注意各设备的工作情况，浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否满足设计要求，并做好详实的施工记录，绘制作业过程曲线。

旋喷提升过程中如中途发生故障，立即停止施工，等检查排除故障后再继续施工。

4）在旋喷提升过程中，根据不同土层，依据初始设定参数及时调整旋喷参数，旋喷提升速度宜控制在10~20cm/min范围内，旋转速度宜控制在10~18r/min范围内，空气气压为0.7Mpa，该参数可根据试桩结果进行适当的调整。

（7）冲洗、钻机移位

高压喷射注浆施工完毕后，应把注浆管等机具冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除，将钻机等机具设备移到新孔位上。

（8）高压旋喷桩施工过程中应注意的问题

1）旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°。

2）喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，注浆管和喷嘴内不得有杂物。

3）喷射注浆时要注意准备，开动注浆泵，待估算水泥浆的前锋已经流出喷头后，才开始提升注浆管，自下而上喷射注浆，且每次旋喷时均应先喷浆后旋转和提升，以防止浆管扭断。

4）喷射注浆时，开机顺序也要遵守第3）条的规定，同时开始喷射注浆孔的孔段要与前段搭接0.1m防止固结体脱节。

5）当喷嘴达到设计底标高时，即可按确定的施工参数喷射注浆。

喷浆时喷射压力达到预定值后在桩底部持续喷射1分钟，然后再逐渐提升注浆管，由下而上旋喷注浆，当提升至设计桩顶下1.0m深度时,放慢提升速度至设计高程。

6）喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固体桩顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.8~1.2的水泥浆进行补灌，并要预防其他钻孔排除的泥土或杂物进入，配制水泥浆时，水灰比要求按设计规定，不得随意更改，在喷浆过程中应防止水泥浆沉淀，使浓度降低，每次投料后拌合时间不得少于3min，待压浆前将浆液倒入集料斗中，水泥浆应随拌随用。

7）为了加大固结体尺寸，或深层硬土为避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力或降低回转与提升速度等措施，也可采用复喷工艺，一旦出现中断供浆、供气，立即将喷管下沉0.3m,待复供后再行旋喷提升。

8）冒浆的处理，在旋喷处理中，往往有一定数量的土粒，随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面。

通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况、旋喷的大致效果和旋喷参数的合理性等。

根据实验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量的20%为正常。

超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。

若是地层中有较大空隙引起的不冒浆，则可以在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固。

另外，还可以在空隙地段增加注浆量，填充空隙后再继续正常旋喷施工。

冒浆量大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。

减小冒浆的措施有三种：

提高喷射压力；适当缩小喷嘴直径；控制固结体形状。

5.4、技术措施

（1）施工前进行成桩试验，在设计规定的范围内调整施工参数，保证成桩直径不小于设计要求。

（2）旋喷桩采用跳孔施工的方法施工。

（3）P.O42.5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送检，合格后才能投入使用。

水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。

（4）做好每个孔位的记录，记录实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、注浆量等资料。

（5）旋喷桩浆液水灰比采用0.8～1.2，每米桩体掺入水泥量360kg。

施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，实行定量加灰制，严格控制水泥用量，灰浆搅拌要均匀，并进行过滤，喷浆过程中浆液要连续搅动，防止水泥沉淀。

（6）严格控制喷浆提升速度。

喷浆过程要连续均匀，若喷浆过程中出现压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.3米重复喷射接桩，防止出现断桩。

（7）高喷孔喷射成桩结束后，采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因空孔的存在而引起周边土体的位移加剧。

（8）实行技术人员随班作业制，及时发现和处理施工中的质量隐患，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。

（9）根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保旋喷桩的施工质量，调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告，经同意后调整。

（10）配备一台备用发电机组，旋喷桩施工，进入旋喷作业应连续施工，若施工过程中停电时间过长，启用备用发电机，保证施工正常进行。

（11）施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。

5.5、成桩质量检验

（1）检验的时间、内容

对旋喷桩施工质量的检验，应在高压喷射注浆结束后28天进行，检查内容主要为：

桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体均匀性等，如果检验项目不能达到设计及技术要求，及时对加固地段进行补充注浆。

检验方法主要采用钻孔取芯的试验方法进行。

在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度、强度，及其抗渗能力。

（2）质量检验的数量、部位

检验点的数量不少于施工注浆孔数的1%，并不应少于6点，不合格者应进行补喷。

检验点应布置在下列部位：

桩中心线上、施工中出现异常情况的部位，荷载较大的部位。

（3）检验方法

成桩质量检验宜在成桩28d后进行，在开挖轮廓线范围内打设检查孔，检查加固效果，加固体无侧限单轴抗压强度不小于1.0Mpa，渗透系数小于10-7cm/s，满足上述条件则认为加固达到效果，方可进行开挖，若达不到设计要求应及时弥补，同时应注意加固后的地层应具有良好的均匀性和整体性，在加固体的强度达到要求后，需对加固体的渗漏性进行检查，在盾构井的每一孔隧道的范围内水平钻9个孔，长度深入到加固体后0.5m，孔径50cm，测定9孔流水量的总和，要求9个孔的总流水量小于30L/小时，如果出水量超过限值或渗透系数不合格就要重新进行地面加固，加固效果检查孔在检查完后应及时采用M10水泥砂浆进行全孔封堵。

（4）旋喷桩施工技术要求

序号

项目名称

技术标准

检查方法

1

钻孔垂直度允许偏差

≯1.0%

实测或经纬仪测钻杆

2

钻孔位置允许偏差

≤50mm

尺量

3

钻孔深度允许偏差

±200mm

尺量

4

注浆压力

按设定参数指标

查看压力表

5

桩体直径允许偏差

≤50mm

开挖后尺量

6

水泥浆液初凝时间

不超过20小时

7

水泥土强度

Qu（28）≥1.2MPa

试验检验

8

水灰比

0.8～1.2

试验检验

9

渗透系数

＜10-7cm/s

试验检验

旋喷桩施工技术要求详见表《旋喷桩施工技术要求表》。

6.质量保证措施

项目质量管理体系横向到边、纵向到底，对施工过程施行全面质量管理，贯彻执行ISO9001质量保证体系，建立完善的质量管理机构，健全质量管理制度和质量控制程序。

（1）健全质量保证体系，严格按照质量体系文件进行质量管理，做到从资源投入和过程控制上保证工程质量。

（2）项目经理部成立质量管理组织机构，严格在质量保证体系下进行管理，作业队成立全面质量管理小组，对主要工序的施工质量进行有组织的控制。

配备质检工程师和质检员，推行全面质量管理和目标责任管理，从组织措施上使工程质量保证真正落到实处。

（3）调集具有丰富施工经验和管理、技术过硬的队伍，配置业务水平较高的专职质量检验工程师。

（4）全体施工人员认真学习国家有关产品质量的政策、法规，增强“质量就是企业的生命”的观念。

项目部大力宣传，树立起项目建设的荣誉感、责任感和使命感。

（5）填写详细的施工日报表、施工记录，并且及时上报监理。

7.安全保证措施

7.1、安全保证体系

工程项目经理为项目安全生产第一责任人，对工程生产安全负有领导责任，牢固树立“安全第一、预防为主”的思想，逐级建立安全生产责任制，形成有力的安全生产保证体系。

在施工全过程要抓好安全生产，预防各类安全事故的发生，在每项工程中都要针对生产和施工条件提出可能发生事故的部位和防止发生安全事故切实可行、有效的技术措施。

建立安全生产制度，设置专职的安全员，加强安全教育和定期检查安全措施执行情况，检查违章作业和不安全隐患设施。

不放过事故苗头，克服麻痹思想，堵塞安全漏洞，确保安全生产。

7.2、机械操作

（1）工程实施前，对投入本工程施工的机械设备和施工设施进行全面的安全检查，未经有关部门验收的设备和设施不准使用，不符合安全规定的必须立即整改完善。

（2）各种机械操作人员和车辆驾驶员必须取得操作合格证，不准将机械设备交给无本机械操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。

（3）操作人员必须按照机械说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察、工作后的检查保养制度。

7.3、施工作业及用电安全

（1）工程的施工应按监理批准的施工方案进行，不得随意更改。

（2）施工人员进入施工现场要带好安全防护用品及设施，到达工作地点后，应组织员工检查机具及设备状况。

以及有关材料和工具及配件等。

（3）施工现场的临时用电严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规定，采取防护措施，临时设施及变压器等外用电设施增设屏障、遮栏、围栏或保护网等。

（4）场内架设的电线绝缘良好，悬挂高度及线间距必须符合电业部门的安全规定，施工现场内电线与其所经过的建筑物或作业地点保持安全距离，现场架空线与建筑物水平距离不小于10cm，跨越临时设施时垂直距离不小于2.5m，同时加大电线安全系数，施工现场内不架设裸线。

（5）电气设备和照明灯具有良好的接地、接零保护，并在可能受雷击的场所设置防雷击设施；保证变配电达到“四防”要求，输电线路、配电箱、漏电开关的选型正确、敷设符合规定要求。

各种电器设备配有专用开关，室外使用的开关、插座外装防水箱并加锁，在操作处加设绝缘垫层。

（6）各种电器的检查维修，一般停电作业，如必须带电作业时，有可靠的安全措施并派专人监护。

（7）施工现场的临时照明线用瓷夹固定，电线接头牢固，并用绝缘胶带包扎，保险丝按用电负荷量装设。

8.文明施工及环境保护措施

8.1、文明施工措施

（1）严格遵守武汉市有关文明施工的规定。

制定出以“方便居民生活，利于生产发展，维护环境卫生”为宗旨的文明施工措施，达到工程当地文明安全工地标准。

（2）结合本工程实际情况，落实文明施工现场责任区，制定相关规章制度，做到现场文明施工管理有章可循。

（3）加强施工现场管理，严格按照有关部门审定批准的平面布置图进行场地建设。

施工现场坚持做到工完料清，垃圾、杂物集中堆放整齐，并及时处理；坚持做到场地整洁、道路平顺、排水畅通、标志醒目，使生产环境标准化。

严禁施工废水乱排放，施工废水严格按照有关要求经沉淀处理后用于洒水降尘。

（4）加强土方施工管理，弃碴不得随意弃置，必须运至规定的弃碴场。

外运和内运土方时不准超高，并采取遮盖围护措施，防止泥土沿途遗漏污染城市道路。

（5）施工场面随时保持干净、整齐、有序，当班作业人员对此负责，经理部定期进行检查评比，奖优罚劣，使全体职工养成文明施工的良好习惯。

8.2、环境保护措施

为了确保工程所在地区的环境得到有效的保护、防止水土流失，我单位将严格执行国家和工程所在地的环保政策和法规，认真听取监理工程师、业主及地方政府人员的相关建议和意见，并接受其检查和监督。

对施工过程中会造成环境破坏的因素加以研究，并进行预防，环境保护。

环境保护不达标具有一票否决权。

（1）施工期间，施工物料如水泥、油料、化学品等堆放严格管理，防止在雨季或暴雨将物料随雨水径流排入地表附近水域造成污染。

（2）控制施工注浆使用的水泥泄漏，并对进入排水系统中的注浆废液做净化达标处理，避免浆液污染。

（3）施工机械防止漏油，禁止机械运转过程中产生的油污水未经处理就直接排放，或维修施工机械时油污水直接排放。

（4）施工期间生产场地修建必要的临时排水渠道。

废水经处理后，排入指定地点。

（5）施工期间对大气影响的主要污染源是水泥、施工机具的尾气等。

加强对易散物资的管理，凡是易散物资不得露天堆放，堆场上要搭棚覆盖，加强施工机械设备的维护保养，减少噪声和尾气污染。