【隧道方案】盾构端头加固施工方案

盾构端头加固施工方案

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　编制依据及范围

　1 1.1 编制依据

　⑴ 福州市轨道交通 1 号线《盾构法区间隧道区间隧道平、纵断面布置图》 ⑵《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

　⑶《建筑地基处理技术规程》（JGJ79-2002）

　⑷《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）

　⑸《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）

　⑹《工程测量规范》（GB50026-93）

　⑺《建筑工程质量检验评定标准》（GBJ301-88）

　⑻《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）

　⑼ 现有的技术水平、管理水平和机械设备装备能力及施工经验 2 1.2 编制范围

　本方案编制范围为黄山站～排下站区间，黄山站南头盾构进出洞三轴搅拌桩、高压旋喷桩加固施工组织设计。

　2 2

　工程概况

　2.1 1 端头井 土体 加固设计概况

　黄山站 ～ 排下站区间处于福州市主干道下，周围环境复杂，黄山站盾构到达端地基加固长度均为为9m，加固宽度为盾构洞圈延伸3m，深度加固范围为盾构隧道洞圈向上3m，向下4m；搅拌桩采用Φ850@600三轴搅拌桩，水泥掺入量应在施工前根据地层类型进行掺入量的强度及其他参数的对比试验。搅拌桩加固体沿地面向下方向分强、弱加固区，强加固A区搅拌桩（实桩部分）水泥掺入量建议值取20%，弱加固B区搅拌桩（空桩部分）水泥掺入量建议值7％，采用42.5级水泥。旋喷桩采用Φ800@600三管旋喷桩，每米水泥用量取250Kg/m。施工前必须进行试桩，以便根据加固效果，确定施工工艺及各项施工参数。经加固的土体应有很好的均质性、自立性，其中强加固区无侧限抗压强度＞0.8MPa，渗透系数应小于1.0×10-7 cm/sec。

　（试桩桩位见平面布置图）

　3 3 工程地质及水文地质

　根据地勘资料，本标段地层情况如下：① 1 杂填土→②粉质粘土→③ 1 淤泥→④粉

　质粘土→④ j 中砂→⑤ 2 中砂→⑤ 3 淤泥质土。

　区间隧道洞口土体加固地层呈二元结构，上部主要以④粉质粘土和④ j 中砂为主（详见地质土层特征表）。赋存于粘性土中的地下水类型为孔隙潜水。

　洞口土体加固范围地质土层特征表

　层号 地层名称 状态 特征描述 分布情况 ④ 粉质粘土 土质均匀 灰黄色，褐黄色，含氧化斑，可塑，粉粒含量较高，切面稍有光泽，干强度、韧性中等，无摇振反应。

　连

　续 ④j 中

　砂 土质均匀 灰黄色，稍密～中密，饱和，主要为石英颗粒，分选稍差，局部含黏性土，土质不均。

　连

　续 4 4

　工程周边环境及地下管线情况

　根据我单位的调查和黄山站的地下管线、障碍物勘测资料，黄山站南端头井盾构区间洞门土体加固区域的场地情况如下：

　垂直于基坑宽度方向有 1 条 D600 自来水管线，但是位置不在加固范围之内，在施工过程中机械站位可能涉及这条管线，在施工挪机过程中需要避开。

　5 5

　水泥用 量统计

　项目名称 类

　型 单位 水泥用量 备

　注 黄山站 南端头井 Φ850@600 三轴搅拌桩（B 区空桩/A 区实桩）

　T 230.5/1372 空桩部分 掺量为 7% 三管旋喷桩Φ800@600（空桩/实桩）

　T 88.2

　6 6

　工程目标

　⑴工期目标：满足合同要求 ⑵质量目标：端头井加固一次验收合格，争取滴水不漏，确保盾构进出洞安全 ⑶安全、文明施工目标：确保施工现场符合福州市文明施工的统一标准，现场安全文明施工达到“市级文明工地”标准。确保工程实施过程中无重大伤亡、设备、管线、消防事故 。

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　施工 进度计划

　三轴搅拌桩加固：2012 年 3 月 12 日～2012 年 4 月 10 日； 高压旋喷桩施工：盾构施工前施做，计划约 2012 年 11 月。

　7.1 1 工期保证措施

　⑴加强计划控制，制定合理的施工计划，对未完成计划的要及时分析原因，统筹调整资源配置，确保总工期； ⑵加强施工机械的维修保养，备齐备全易损件和易耗件，从而保证机械设备的完好率和利用率； ⑶加强施工组织管理，做到各工序连续施工，流水作业； 加强材料管理，搞好物资储备工作，决不能因为材料而影响施工； ⑷施工前详细了解加固段的地质情况，做到心中有数，严格按施工工艺钻进搅拌，既要保证施工质量又要保证施工速度。

　8 8

　施工准备工作

　1 8.1 施工前期准备

　⑴施工现场应作到“三通一平”，即水通、电通、道路通，提供满足施工条件的操作面； ⑵施工便道应浇筑混凝土硬地坪，并合理挖排泥浆沟池； ⑶根据业主的要求，在施工现场搭设临时设施，现场用改建集装箱作临时办公室；采用 100t 水泥罐储存水泥； ⑷对施工场区及其周围的各种管线，如上、下水管、电话及电线电缆等各种管线，在施工前由建设、设计、监理单位会同有关部门对施工单位进行交底，进一步了解施工现场原有各种管线的分布情况，对受施工影响的管线及四周建筑物、道路采取相应保护措施。

　⑸施工用水：

　在工作区 100m 内提供50~100 水管接口至施工点（搅拌站），水压不低于城市上水压力。

　⑹电力提供，采用电网供电，在距施工现场 200 米范围内提供容量不小于 500KVA的临时配电箱至施工点，配电箱电源接到施工机械上必须按安全规范连接，做好夜间照明工作； ⑺清除施工场地范围内的地上地下一切障碍物，施工区遇到河浜或暗浜时，必须提前清理淤泥，回填硬土，分层夯实，用推土机推平并碾压密实，满足地基承载力不小于 0.8Mpa，坡度不大于 1%。

　⑻开工前办理有关施工手续及设备、材料报检、报验工作。

　2 8.2 技术准备工作

　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； 施工用的各种表格报请总监审核后方能使用； 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； 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，取样时需要有现场监理工程师见证，并见证送样； 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 8.3 施工机械设备

　施工所采用的设备及相应配套设备如下 三轴搅拌桩主要施工机械设备表

　序号 机械或设备名称 型号、规格 单位 数量 功率（KW）

　备注 1 三轴搅拌机 NP-85 台 1 350

　2 挖掘机 200 型 台 1

　 3 散装水泥自动拌浆系统

　套 1 45

　4 压浆泵 BW-320 台 2 15×2

　5 空气压缩机 ESC50-8 台 1 37 6m3

　6 电焊机 BZ-500 台 1 20

　7 经纬仪

　台 1

　 8 水准仪

　台 1

　 高压旋喷主要施工设备

　序号 设备名称 型号 数量 1 三重管高喷台车 GPX-50 1 台套 2 空压机 YV6/8（0.7Mpa）

　1 台套 3 高压注浆泵 HB80/10（25～40Mpa）

　1 台套 4 拌浆系统

　1 套 4 8.4 劳动力组织

　工种划分及人员配置如下：

　搅拌桩施工人员组织表 序号 工种名称 数量 备

　 注 1 管理人员 2 现场施工管理、测量、资料整理 2 搅拌桩机司机 2 桩机操作 3 机械工 2 空气压缩机操作 4 挖掘机司机 1 挖掘机操作 5 制浆工、注浆工 2 加水泥、加水、拌制 6 起重机司机 1 机械操作 7 电焊工 1 电焊机操作 8 电工 1 施工用电接线及管理 9 杂工 5

　10 合

　 计 17

　旋喷桩施工劳动力配置 序号 工种 人数（每班）

　职责 备注 1 工班长 2 做好施工管理工作，负责劳动力安排

　2 机修工 2 负责排除机械故障和管路的清洗

　3 钻工 2 负责旋喷机的操作及注浆施工记录

　5 制浆 4 负责浆液的配置

　6 值班工程师 1 负责现场技术指导和管理

　合

　计 11

　 9 9 加固孔位的布置及加固 地 层深度

　根据设计要求，洞门土体加固采用高压旋喷桩和深层搅拌桩进行施工，我单位采用三轴水泥土深层搅拌桩施工，在搅拌桩与车站围护结构之间采用一排三重管高压旋喷桩施工以加强止水效果。施工时先进行搅拌桩施工，然后进行旋喷桩施工。

　深层搅拌桩桩径为 850mm，搅拌桩幅间中心间距为 1800mm，排与排中心间距600mm。

　三重管高压旋喷桩桩径为 800mm，相邻两根桩搭接 200mm，桩中心间距 600mm 各端头井加固的孔位布置、加固深度、加固参数详见附图 01《盾构井端头加固布置图》。

　0 10 施 工 方法 及 质量控制 要点

　1 10.1 三轴搅拌桩

　⑴施工工艺

　⑵施工方法 ①测量放线 根据交桩记录提供的坐标基准点、平面布置图。依据施工图放出桩位控制线，设立临时控制桩（现场布置控制点，施工前依照控制点测放桩位，临时定位桩采用7cm*7*cm*40cm 木桩，并在桩顶刻画“+”做好桩心标记），完善测量放样报验审批手续，提请监理复核。

　②场地平整、地下障碍物清除 场地要先整平，清除桩位处地上、地下一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，不能用杂填土回填。对端头井外导墙，采用破碎锤将导墙立墙分段破除。并用挖掘机将所有破除钢筋砼清除外运，开挖沟槽采用粘土回填并夯实。

　③移机就位 地面整平 检查有无地下障碍物 施工放样 检查放样误差在控制范围内钻机就位 检查对中、机械水平度、机械垂直度 下沉钻进喷浆至孔底 复查机械水平与钻杆垂直度；检查浆液配比、稠度、喷浆量上提喷浆强制搅拌 复查浆液配比、稠度、喷浆量 复

　搅 检查复搅深度、进行补喷 提钻、移位 填写施工原始记录、复查桩位

　由当班班长统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板、枕木，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 10mm。成桩后桩中心偏位不得超过 50mm，桩身垂直度偏差不得超过1/200。

　④水泥浆液制备 本工程采用散装水泥，自动搅浆系统拌制水泥浆，在开机前进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作，搅拌桩各项施工技术参数见下表：

　三轴搅拌桩施工参数表 控制项目 技术参数 浆液

　空搅 B 区 强搅 A 区 流量(L/min) 290 290 浆液水灰比 1.5 1.5 浆液比重 1.37 1.37 提升速度(m/min) 0.8 0.74 下沉速度(m/min) 0.8 0.74 旋转速(r/min)

　36 水泥渗入量 A 区 20%；空搅 B 区 7% 具体分区范围水泥浆用量参见附图 02《盾构端头井三轴搅拌站加固柱状图》所示。

　水泥浆配制好后，停滞时间不得超过 2 小时，搭接施工的相邻三轴搅拌桩施工间隔不得超过 12 小时（初凝时间）。

　⑤钻进搅拌 本工程端头井加固空搅区采用两搅一喷方式加固注浆，下沉时喷浆施工；强搅 A区采用两搅两喷，下沉及提升均喷浆施工，为保证搅拌桩桩趾位置加固土体强度要求，搅拌轴下沉至桩底位置后定喷 30s。

　⑶质量控制要点 ①严格控制搅拌桩下沉速度和搅拌提升速度，并保证均匀下沉（提升）。在桩机筒身上做好明显标志，严格控制加固区顶、底标高； ②施工过程中随时检查施工记录，并对照规定的施工工艺对每组桩和检验批进行质量评定，检查的重点是水泥用量、桩长、成桩过程中有否断桩现象、搅拌提升、下

　沉速度时间； ③认真做好各施工班组作业人员分层次技术交底，以及上岗前的培训工作，持证上岗，确保岗位工作质量； ④确保使用设计强度等级的水泥，进场水泥及时送检，合格后方可使用； ⑤施工前对桩机垂直度进行检查校正； ⑥施工过程中由专人负责填写施工记录，施工记录表中详细记录桩位编号、桩长、断面面积、下沉（提升）的时间及深度、水泥用量、水灰比。

　⑷三轴搅拌桩特殊情况处理措施 ①有异常时，如遇无法达到设计深度进行施工时，应及时上报甲方、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，及时与设计单位、业主、监理共同协商，确定解决办法。

　③施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成桩施工中断时，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，及时清洗，以防止浆液硬结堵管。

　④水泥流量、注浆压力采用机械控制，严格控制水灰比，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。

　⑤土体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，使原状土充分破碎，有利于水泥浆与土均匀拌和。

　⑥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。

　⑦压浆阶段输浆管道不能堵塞，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。

　⑧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 10～20 秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。

　2 10.2 高压 旋喷桩施工

　⑴施工工艺：

　测量定位—钻机定位—钻孔—旋喷桩机就位—插入喷管—旋喷提升—冲洗-移机。

　⑵施工方法

　①定孔位：根据给定基准点测量放线，定出设计孔位，用木桩或钢筋做记号。

　②钻机定位 钻机安置在设计的孔位上，进行水平校正，使钻杆轴线垂直对准孔位中心，调整钻杆垂直度，喷射注浆管的允许倾斜度不得大于 1.0%。

　③喷射成桩：钻具下到孔底后，在各泵压达到设计值并在孔口返出水泥浆后，开始提升喷浆，提升到设计桩顶标高，完成旋喷，提出钻具移到下一孔位。

　三重管高压旋喷桩质量控制：

　搭接质量是桩与桩之间是否能成墙达到止水效果重要因素，必须保证造孔的垂直精度控制在 1/150(用水平尺调平)内，孔位误差小于 5cm，钻孔深度误差控制在±20mm，桩体直径偏差≤50mm，桩体搭接大于 200mm，钻进过程中加强检查，如发现倾斜及时调整；同时施工中严格控制提升速度、水泥浆泵量和浓度、高压水压力、高压泥浆泵压力、空压机压力和气量、钻孔孔位和垂直度，依照以往三管旋喷桩施工经验，确定施工参数如下：

　三 管旋喷桩施工参数表 旋喷桩注浆方法 三重管法（φ800）技术参数 浆液 压力(Mpa) 3 流量(L/min) 100 喷嘴个数 1 浆液水灰比 0.8 浆液比重 1.512 空气 压力(Mpa) 0.7 水 压力(Mpa) 25 提升速度(cm/min)

　10 旋转速度(r/min)

　10 水泥渗入量 （kg/m）

　250 在施工过程出现压力骤然下降、大量冒浆等异常情况等故障时，应停止提升和喷射注浆以防桩体中断，同时立即查明所产生的原因，并及时采取措施排除故障，如发现有浆液喷射不足时应在原孔位采用二次喷浆。

　浆液搅拌后要在 4h 内用完，当超过时间，应经过专门试验证明其性能符合要求后方可使用。

　⑷旋喷浆液材料：

　本工程高压旋喷桩水泥采用普通硅酸盐水泥，其标号为 P.O42.5；水泥浆拌制采用自动拌浆系统，水泥储存采用散装储存罐，严格按照施工参数制备水泥浆。

　⑸施工注意事项 ①钻机就位时保证孔位的偏差和钻机的垂直度符合设计及规范要求。

　②高压旋喷桩施工前应充分调查地下管线分布情况，及时通知相关单位改移管线。在施工过程中发现任何异常应及时上报，并停止施工等待处理意见。

　③水泥浆在旋喷前 1 小时内拌制，拌制时间不小于 1 分钟，水灰比采用 0，旋喷过程中耗浆量控制在 20～25%，由下往上提升旋转喷浆，注浆管分段提升的搭接长度不得小于 100mm。

　④喷射时，要注意观察各种压力、流量仪表的读数，当其达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管，提升管时注意控制注浆管的提升速度，确保每米水泥用量，做好浆桶的标定及记录 ⑤严格遵循操作程序，做好详细记录。

　⑥高压旋喷桩施工时应当尽可能的减少粉尘、噪音和震动污染，坚持文明施工，创优质工地。

　⑦因设备等故障造成提升中断，若中断时间小于 20min 则可从停喷面开始提升，若中断时间大于 20min 则应复喷，复喷高度大于 50cm。

　⑧在施工过程中，如果遇到个别孔漏浆严重、无返浆等情况，一次喷射无法保证旋喷桩的整体性，应进行复喷，第二次喷射注浆应在第一次注浆初凝后进行。

　⑨喷射注浆中漏浆，立即停止提升，采用冲砂加大浆液比重方法，待返浆正常后再开始提升。

　1 11 1

　施工相关措施

　1 11 11 .1 施工质量控制的主要措施

　⑴施工前做好施工图的技术会审及交底工作，明确设计的目的与要求。

　⑵做好工艺性试桩工作，或根据前期施工情况调整确定并经监理工程师认可的施工参数作为最终的施工参数，施工时严格按此执行，没有经过监理指示，不得随意更改。

　⑶桩位水平位置控制：由测量工程师按设计轴线实地测放后作出明显标示，并沿垂直方向量出距离作出标示，施工时沿测放点拉线，顺线平行移动施工。

　⑷成桩垂直度的控制：在钻机施工过程中采用水平尺调整钻机底盘的平整度；用铅垂调整钻杆垂直度。

　⑸施工材料的质量要求及检测标准严格按设计及规范执行。

　⑹施工水泥用量考虑施工时的损耗。

　⑺施工技术措施 ①组织各级施工人员认真学习图纸、施工技术规范、质量标准等有关的文件。

　②根据地质资料，选择适宜的钻孔机具及方法，并确定钻孔的顺序。

　③建立和加强测量复核制度。

　④关键部位、关键工序指派专人进行技术交底，并负责在现场指导施工。

　⑤对于关键工序及新工艺等，组织有关人员召开专题研讨、论述，并制定切实可行的施工方法及施工措施。

　 1 11 1. .2 2 质量管理制度保证措施

　⑴明确质量目标，分解质量目标计划，健全和完善各部分岗位的质量管理工作责任，各司其职，各负其责。

　⑵成立以项目经理为组长的工程质量监督、评审小组、工程创优小组和全面质量管理小组。在工程施工中设立专门的质量管理机构和专职质量管理人员，各工班有兼职质量检查员。完善质量工作保证体系。

　⑶树立全员质量意识，加强对施工人员全面、系统、全方位的质量教育，使“质量第一、用户至上”的思想成为广大员工的自觉行为，严格规范规程。改进施工方法和操作工艺，在生产过程中提高全员的质量意识和整体素质。

　⑷充分发挥质量检查监督员的作用，对质量实施一票否决权制度，坚持自检与专业检查的程序，对项目过程进行严格的控制，确保每一道工序质量都处于受控制状态，从而实现整体的质量工作目标。

　⑸每道工序，每一次材料都必须进行严格的检验，以满足技术规范的要求，坚持做到不合格的材料不进场、不合格产品不得转入下一道工序。

　⑹对各分项工程或工序要先树立样板工程或样板工序，做到互相观摩，以样板组织施工，以达到其共同提高目的。

　⑺施工记录、检验和实验报告等所有质量记录，必须按时完成，妥善保管，为竣工交验积累大量的原始资料，为编制竣工资料做好准备。

　1 11 1. .3 3 安全保证措施

　⑴现场项目经理部设立以项目经理为首的安全领导小组，配备专职安全员，工区设安全检查员，全面负责工程的安全工作，并做到有计划、有组织、有措施。

　 ⑵认真组织施工人员学习有关安全工作的法规、制度及其他有关文件，树立提高施工人员的安全意识。严格按安全操作规程及安全措施进行施工生产。

　⑶在进行技术交底的同时要进行安全工作交底，并做好技术交底和交接班记录。

　⑷施工期间必须对现场采取隔离防护措施，设置醒目的交通标志牌，施工地带要有专职安全员，做好车辆及人员交通疏导工作。

　 ⑸电气设备必须有专业人员检查后方可使用，•非专业人员不得私自违章操作。加强对机械车辆的管理，坚持定机、定员、定责。

　⑹做好工地的防火、防触电、防高温中暑事故的发生。

　⑺制定安全检查和目标奖罚制度，针对工程情况，每天进行自检，并进行不定期抽查，并对检查出的问题，限期整改，并与奖罚挂钩。

　⑻施工场内的所有用电设施，必须接零、接地，做到一机一闸，一箱一锁，严禁搭硬保险，用电线路不得随意搭拆。施工场内的一切电源、电路的安装和拆除必须由专职电工操作，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。

　⑼投入生产使用的施工机械、机具和电气设备必须符合规定的安全技术标准，确保施工用机械（具）等的机况良好，安全运行。

　⑽吊车作业时，必须在专人指挥下进行，做到定机、定人、定指挥；严格控制吊车回转半径，避免触及周围建筑物与高压线；严禁高空抛物，以免伤人； ⑾施工场地周围的围墙做到连续、封闭、杜绝场内泥浆溢出； ⑿施工过程中，做到工完场清；场地内派专人进行清扫工作，特别是主要通道，并在车辆进出口设置洗车槽，以防轮胎污染路面。

　1 11 1. .4 4 文明施工、环境保护措施

　⑴文明施工措施 ①施工现场设置施工牌，标明施工单位、工程内容及项目负责人。

　②施工现场各种施工机械设备摆放要整齐，施工材料堆放合理、整齐，并挂牌明示。

　③生活设施的设置、布局要合理、整齐，设立专职人员进行保洁工作，创造一个良好、卫生的生活工作环境。

　④搞好与当地政府和居民的关系，做到便民，不扰民。

　⑵环境保护措施 ①本标段环保的重点为：水资源的利用和防护，施工场地的降噪声、防粉尘以及道路保洁等工作。

　②对职工进行环保知识教育，使从心中都明确环保工作的重大意义，积极主动地参与环保工作，自觉地遵守环保的各项规章制度。

　③建立环保工作机构，制定环保工作计划和措施，自觉接受环保部门、地方政府对工地环保工作的监督、检查。

　④工地建设用水量较大，要注意节约用水，防止浪费。

　⑤临时占地要合理使用，要充分考虑后续工程场地。

　⑥要减少施工噪音和粉尘对临近群众的影响。现场设备污水处理管理系统，生活区垃圾集中统一处理，禁止在工地焚烧残留的废物。

　附：⑴

　附图-01《盾构井端头加固布置图》 ⑵

　附图-02《盾构端头井三轴搅拌站加固柱状图》

相关关键词： 盾构 盾构施工安全事故调查报告处理制度