甬台温挖孔灌注施工技术.docx
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甬台温挖孔灌注施工技术
钻孔灌筑桩施工方案
一、工程概况
甬台温铁路是国家铁路网规划“八纵、八横”中沿海通道和“四纵、四横”快速客运网的组成部分。
甬台温铁路全长282.393km,其中新建线路274.12km。
线路北起浙江省宁波市,南至温州市,途经宁波市所辖的奉化、宁海和台州市所辖的三门、临海、台州市区、温岭以及温州市所辖的乐清、永嘉等县市。
中铁四局甬台温铁路第二项目部管段内有坎下大桥(DK200+959.07-DK201+201.79)、清江特大桥(DK203+0145.12-DK205+053.67)、霞村特大桥(DK210+078.67-DK211+678.95)、东馆中桥(DK209+020.64-DK209+082.41)。
基础为桩基础,桩径为1.0m、1.25m和1.5m,桩按端承桩及摩擦桩设计。
二、地质及水文
低山丘陵区主要出露侏罗系上统火山碎屑岩、白垩系下统沉积碎屑岩、燕山期侵入岩等地层,节理裂隙较发育,地基工程地质条件较好。
滨海平原及滩涂区广布着第四系淤泥和淤泥质土,局部地段夹有粉细砂等透镜体,软塑至流塑状,具有压缩性高和欠固结、承载力低等特点,工程地质条件极差。
沿线地质构造复杂,断裂构造十分发育,辅有平缓的褶皱和盆地构造,主要岩体为:
凝灰岩、流纹岩、花岗岩等。
沿线通过浙江临海丘陵低山区和海积平原区,其地下水类型有:
松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、燕山晚期花岗岩风化带网状裂隙水和红层构造孔隙裂隙水。
本线途径地区水系发达,主要水系有甬江、灵江、永宁江、清江、瓯江,各水系直接流入东海。
三、设备配置
本管段内局部桩基采取挖孔灌注施工方法,其主要机械配置如下表:
四、孔壁支护设计
实际施工中,考虑地下有局部裂隙渗水,壁厚在无水段设为15cm,有渗水时,设为20cm,砼强度为C25。
五、挖孔施工
1、施工准备
开设施工便道,平整场地、清除杂物、换除软土、整平夯实,孔口周围按施工组织设计进行设备、临设布置,桩孔间位置场地进行硬化处理。
2、测量定位
用全站仪按设计坐标测定各孔中心位置,并用钢尺进行桩位距离校核。
3、孔口段施工
⑴孔口人工开挖
孔口开挖时,孔中心留核心土不开挖,保留中心桩位;开挖直径为2.25m,挖深0.8m后,将底部整平,准备浇注护壁砼。
⑵孔口护壁砼浇注
孔口开挖完毕,采用十字交叉法立孔口段模板,模板为4块四分之一圆周弧长的钢模板,模板高出地面0.2米部分用砖砌外模与之配套,立模加固、校核完毕后,浇注护壁C25砼。
为防止后期开挖中偏斜影响,成孔孔径按1.85米考虑进行支护模板的制作与支护砼的浇注。
⑶拆模、清核心土
孔口段砼初凝具有一定强度后,按十字交叉法将孔口中心位置引至护壁顶面再进行核心土开挖。
⑷提升井架安设
在孔口段挖孔至3m深左右时,开始安设井架。
提升井架为自制的全封闭井架,孔口设有1.2m×1.3m的活动开口,利用卷扬机提升,提升能力1.6T,井架设有限位装置,防止升降过度。
风管、水管、电缆成束,附到钢管搭设的井架上,在分设到每个孔口,沿孔口提升井架立柱下设到孔内,管路沿孔壁布设。
4、人工挖孔
上部近百米土层主要为土质较硬的黄土和粘土。
施工中,用风镐进行开挖,用锹、镐、钎修理孔壁,保证孔壁顺直圆滑,无凹凸状。
5、吊运弃土
用吊桶进行弃土吊运,吊桶容量0.7m3,由孔底作业人员将土装入吊桶内土内,孔口人员开动卷扬机将桶吊出,待吊桶出孔口一定高度后,关闭孔口活动开口,手推车推至封闭的活动开口上,人工拔出吊桶定位销,将吊桶入倒至手推车内,再推至弃土场,定位销重新插上后,放下吊桶,进行二次出土。
6、桩位校正
开挖深度在50m以内,用十字交叉法利用垂球进行开挖偏位校核,开挖深度1m校核一次,并随开挖深度加大增加垂球重量,开挖深度50m以上,亦用垂球进行每循环校核,同时,每开挖5m,由测量专业工程师用激光铅垂仪进行一次复核。
7、人员上下及联络
人员上下采用专用吊笼,作业人员上下时,系安全绳做为预防措施,安全绳系到井架立柱上。
为保证安全生产,协调作业,联络采用对讲门铃,孔内门铃带有放水罩。
8、孔壁支护
⑴在挖孔深度达1m时,立模浇筑C25砼护壁,待砼初凝具有一定强度后,继续下挖1m孔段,然后拆去上一段的护模,浇筑下一段,如此循环,边挖边支护,直至设计深度。
⑵护壁形式:
护壁采用两种形式:
(1)未见渗水时采用等厚度(15cm)圆截面C25砼护壁,每挖掘1.2~1.5米深时,即立模灌筑。
两节护壁之间留20~30cm空隙,空隙间抹砂浆。
(2)见渗水时采用20cm厚外齿式C25砼护壁,两节之间无空隙。
9、孔内排水
当孔内积水较多时,用高扬程潜水泵排水,排水管为活动管,随潜水泵移动,水少时,直接用瓢装到吊桶内运至场外。
10、通风照明
孔口夜间施工照明灯为220V照明电压供电,电灯配漏电保护器,孔内照明36V低压供电,接100W放水带罩灯泡。
通风利用设置在孔口的空压机供风,风镐作业时,供风镐使用,风镐不作业时,减少供风量,供人呼吸使用,风管为沿孔壁布设的Φ25mm塑料管。
六、岩层爆破
桩基入岩后,在强风化段采用风镐开挖,进入弱风化、微风化段采用弱爆破进行作业。
1、爆破参数
⑴炮眼直径:
d=32mm
⑵炮眼深度:
h=0.5m
⑶炮眼间距:
0.4m
⑷不偶合系数:
1.6
⑸炸药单耗0.4≤K≤0.6kg/m3
⑹全断面分段起爆,各段之间起爆时间间隔为25~50ms(掏槽孔)和150ms以上(周边孔)
炮眼布置图:
炸药选用乳化炸药,中间掏槽眼和周边眼均为毫秒延期雷管(导爆管),中间眼和周边眼雷管跳断使用,由瞬发电雷管引爆。
2、爆破设计的优化
根据每次爆破后检查情况,分析原因及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。
⑴第一次爆破(即第一个孔)应按设计爆破参数减半使用炸药量,以证实爆破设计效果。
⑵根据爆破效果和岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正眼距、装药量,特别是周边眼的有关参数。
⑶根据爆破后石碴的块度修正参数。
石碴块度小,说明辅助眼布置偏密;石碴块度大说明炮眼偏疏,用药量过大。
⑷根据爆破振速监测,调整同段起爆最大药量及雷管段数。
⑸根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,爆破眼眼底基本上落在同一断面上。
3、爆破注意事项:
⑴导火索起爆须有工人迅速离孔的设备;导火索应作燃烧速度试验,据以决定导火索所需长度。
孔深超过10米应采用电引爆。
必须打眼放炮,严禁裸露药包,对于软岩石炮眼深度不超过0.8米,对于硬岩石炮眼深度不超过0.5米。
炮眼数目、位置和斜插方向,应按岩层断面方向来定,中间一组集中掏心,四周斜插挖边。
严格控制用药量,以松动为主。
一般中间炮眼装硝铵炸药1/2节,边眼装药为1/3~1/4节。
有水眼孔要用防水炸药,尽量避免瞎炮,如有瞎炮要按安全规程处理。
炮眼附近的支撑应加固或设防护措施,以免支撑炸坏引起坍孔。
孔内放炮后须迅速排烟。
可用铁桶生火放入孔底促进空气对流,用高压风管或电动鼓风机放入孔底吹风等措施。
当孔深大于12米时,每次放炮后应立即测定孔内有毒气体浓度,无仪表测定时,可将敏感性的小动物先吊入孔底试验,数分钟取出观察,活动正常者,人员方可下孔施工。
七、清孔及成孔检测
1、第一次清孔
人工挖孔达到设计深度后及时进行孔底沉渣的清除工作,确保成孔后的孔底为零沉渣。
2、抽水检孔,二次清孔
第一次清孔完毕,移走挖孔用提升井架,下吊钢筋笼后,在进行砼灌注前,进行怀疑有沉渣时,进行抽水检孔,必要时进行二次清孔。
3、检孔方法及验收标准
以校过的测绳直观地检测孔深,以下到孔底人工检查进行校核为原则。
⑴测绳测量的验收标准
有经验的测量人员通过测锤与孔底接触时的不同反应能感觉到二次清孔是否彻底,一般如孔底有沉淀,定会对测锤底产生一附着力,故在上提时感到测锤受拉,而且在下放测锤时,接触到硬的岩面与接触到软的沉淀层的感觉也明显不同。
⑵测绳测量的方法
桩基成孔且自检桩底沉渣清除彻底且无松动块后,采用测绳在桩周对称的四个点位处进行桩长测定,记录这四个点位处的桩长值。
在桩基钢筋笼安装完毕后灌注砼前进行对应的这四个点位处的桩长值的复测,如无误差值或误差值很小(即沉渣厚度小于10mm)时,可灌注桩基砼;如有较厚的沉渣时,需进行抽水、人工清除彻底后方可灌注桩基砼。
八、下放钢筋笼
钢筋笼在孔口附近分段加工成型,用25T吊运钢筋笼。
为防止在倒运和起吊钢筋笼时的变形,在钢筋笼内焊“十”字内支撑。
起吊时用双钩,采用小钩落大钩起的方式缓缓将钢筋笼竖立起来,接着摘掉小钩,由大钩吊车钢筋笼入孔,入孔时要保证笼的中心与孔的中心相吻合,垂直入孔,以免碰到孔壁。
上下节钢筋笼采用气焊搭接,焊接时,下到孔内的钢筋笼用两根Φ180钢管横穿钢筋笼,加强箍筋,进行固定钢筋笼固定采取四个吊环穿Φ180钢管在孔口固定,在钢筋笼下放过程中,有时会出现钢筋笼被卡现象,此时,稍提起骨架,并来回转动,采取边转动边下放钢筋笼。
九、灌注水下砼
孔底段有积水时,进行砼灌注时,按水下砼进行灌注作业。
1、导管安设
采用垂直导管法灌注水下砼。
导管采用φ300×10mm无缝钢管,底节插管长4.0m,标准节长2.0~3.0m,另配1.0~1.5m的调整节3~4根,丝扣联接。
导管使用前须进行水密实验、承压实验、接头抗拉试验,以检验其密封性能和抗拉性能,符合规定要求后方可使用。
导管底口距孔底30cm为宜,严格按确定的顺序安放导管。
安装导管顶口料斗和球阀,首批砼数量(≥6m3)能满足导管首次埋深(≥1.0m)和填充导管底部的需要。
2、砼灌注
砼采用搅拌站集中拌和,用两台输送泵至孔口,为保证首灌后导管的埋入深度不1m,首灌时特设了容量达6m3的漏斗。
首灌砼下落后,连续浇注。
浇注过程中保持孔内水头,并用测绳勤测孔内砼面的位置,及时调整导管埋深,使之控制在2~6m内。
第一次拨导管时摘除大漏斗换为1m3
的小漏斗进行砼灌注。
为防止钢筋笼上浮,当浇注的砼顶面距钢筋笼底1.0m左右时,降低浇注速度,当砼升到钢筋笼底口4.0m以上时,提升导管,使导管底口高于钢筋笼底口2.0m以上,恢复正常浇注速度。
水下砼浇注过程中,导管提升将确保垂直、缓慢,以防碰撞钢筋笼或将导管拔超孔内砼面。
为保证桩头质量,砼浇注至桩顶设计标高1.5m以上。
3、灌注桩孔砼顺序
桩孔灌注与挖孔作业交叉时必须隔排进行,而且挖孔作业的爆破作业必须待隔排的桩孔砼灌注完3天后方可进行。
十、施工管理人员
序号
姓名
职务
备注
1
丁守皋
项目经理
2
张军元
副经理
3
周辉
总工程师
4
黄保林
安质部长
5
刘辉
工程部长兼副总工
6
张军元
一队负责人(兼)
负责坎下大桥
7
李勇军
二队负责人
负责清江特大桥
8
徐华生
三队负责人
负责东馆中桥
9
曹志祥
四队负责人(兼)
负责霞村
十一、安全质量保证措施
⑴建立完善以项目经理为首的安全保证体系。
配置专职安全技术监督员,由爆破工程师担任,负责对爆破安全工作的检查、监督,并指导处理安全隐患。
⑵严格遵守《爆破安全规程》,严格执行公司的各项安全规章制度,建立可行的奖惩措施,坚持对职工进行日常安全教育,加强爆破作业人员安全技术素质培养,提高员工的安全技术水平。
⑶在日常的爆破作业中,由爆破工程师在工地巡回检查,对操作者进行技术指导和监督。
⑷加强安全警戒,参加爆破警戒人员必须佩带明显标志,严格执行爆破警戒三次信号制度,爆破工程技术人员不在场时不得起爆。
爆破后认真清理现场,由爆破工程师检查无安全隐患后,方可解除警戒。
⑸雷雨天禁止爆破作业。
⑹炮眼附近的支撑应加固或设防护措施,以免支撑炸坏引起坍孔。
⑺严禁使用裸露药包。
⑻爆破作业严格按如下程序进行:
施爆区管线调查→爆破设计→爆破设计审批→清除施爆区覆盖层和强风化岩石→钻孔→爆破器材检查与试验→炮孔检查与废渣清除→装药并安装引爆器材→设置安全岗→炮孔堵塞→撤离施爆区内人、畜→清除瞎炮→解除警戒→测定爆破效果。
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