盾构机前方冲桩方案.doc

盾构机前方冲桩方案
一、 工程概况
盾构机目前位置前方分布有三根混凝土桩，同时，该区域为基岩隆起区，盾构机在该位置掘进遇到困难，没有推进速度、扭矩大、渣土温度高。其推进情况与磨桩的推进情况不同,初步判断,怀疑桩间存在基岩或者在桩体西侧存在基岩。为了进一步处理这些可能存在于盾构机刀盘前方的基岩，拟采用直径1。6米的重锤再次进行冲桩作业。现在盾构机的刀盘已经切入4#桩约15cm，为了保障在冲桩作业过程中盾构机及刀盘的安全，需要先让盾构机后退30cm，然后再进行冲桩作业.
二、 施工顺序
先采取措施使盾构机后退30cm左右，然后进行冲桩作业。
三、 施工准备工作
1、根据桩位坐标进行轴位放线，定出桩位并固实。
2、材料、人员、机械设备、各种工具应提前进场准备好，临水、临电设施架设或铺设完成.
3、做好施工现场的排水系统，浆池、浆沟开挖工作。施工污水须经沉淀池处理后，才可排 入市政管道。同时，做好施工现场的安全、文明施工工作。
四、 施工方法
（一)盾构机后退施工
1、 由于盾构机长期对周围土体进行扰动，并且已经出现了部分坍塌，地下水系与盾构机土仓已经贯通，故首先对整个地面区域内的与盾构机土仓之间的水流通道进行封堵。
2、 通过盾构机的注浆系统，向土仓内部注入膨润土浆液，形成高压，同时采用拼装模式将千斤顶松开，利用膨润土形成的高压向后推盾构机。由于盾构机后退的过程中,压力会下降,所以要不断向土仓内部注入膨润土浆液。
3、 参照《始发方案》计算的盾构机与土体之间的摩擦力约800t，设膨润土形成的压强为P，盾构机截面积为A,则P×A>800t=800000kg
其中A=3。14×3.00×3。00=28.26㎡=282600cm2,
P=800000/282600=2.83bar
五、 在盾构机退到预定位置后，进行冲桩作业
1、 地面需要将填石区的部分区域挖出,并对填石进行加固.防止冲桩震动引起填石掉落。对冲桩机运行区间进行平整硬化。
2、 桩位放样
平整硬化场地后，进行桩位放样，在桩位处浇砼,埋钢筋标注桩的中心点。
3、 埋设护筒
护筒的作用是固定桩孔位置，保护孔口，提高孔内水位，防止地面水流入，增加孔内静水压力以维护孔壁稳定，并兼作钻进导向。护筒内径应大于钻头直径，当用冲击钻时，宜大于200mm。护筒埋设深度，根据土质和地下水位而定，应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上，应严格控制护筒内外的水位差，在护筒顶部应开设1～2个溢浆口。要求护筒中心与桩位中心线偏差不得大于50mm.护筒与孔壁之间用粘土分层填实，以防地面水流入,又能固定护筒。
4、挖循环泥浆池
在桩位附近适当的位置挖一个2米见方,深约1米的泥浆池，此泥浆池仅作冲孔时，孔内泥浆循环使用.采用泥浆循环的方法掏渣。使用粘土制作泥浆。
5、冲桩机就位
护筒埋设结束后将冲孔机就位, 冲孔机摆放平稳,钻机底座用钢管支垫，钻机摆放就位后对机具及机座稳固性等进行全面检查，用水平尺检查钻机摆放是否水平，吊线检查钻机摆放是否正确。
6、冲击机成孔
通过卷扬机悬吊冲锤的冲击力把原有桩破碎成孔，泥渣部分挤入孔壁，大部分采用泥浆循环的方法掏出.操作时,要先在孔口埋设护筒，然后冲孔机就位，使冲锤中心对准护筒中心，开始应低锤密击，锤高0.4～0。6m，并及时加片石、砂砾(或石子)和粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实,直至孔深达护筒底以下3~4米后，才可加快速度,将锤提高至1.5～2.0m以上转入正常冲击,并随时测定和控制泥浆比重。发现漏水及时补充，并应保持孔内水位高于地下水位1。5m左右，以防坍孔;遇岩层表面不平或倾斜，应抛入20～30cm厚块石，使孔底表面略平，然后低锤快击使成一紧密平台后，再进行正常冲击，同时泥浆比重可降到1。2左右,以减少粘锤阻力，但又不能过低，避免岩渣浮不上来，掏渣困难。在各类土层中的冲程和泥浆比重关系见表。
项 次
项目冲程（m）
泥 浆
比 重
备 注
1
在护筒中及护筒脚3米内
0。 9~1.1
1.1～1。3
土层不好时宜提高泥浆比重，必要时加小片石和粘土块
2
粘 土
1 ～ 2
清 水
或稀泥浆,经常洹钻头上泥块
3
砂 土
1 ~ 2
1.3~1.5
抛粘土块勤冲勤掏渣,防掏渣
4
砂 卵 石
2 ～ 3
1.3～1。5
加大冲击能量,勤掏渣
5
风 化 岩
1 ~ 4
1.2～1.4
加大冲击能量，勤掏渣
6
坍孔回填重成孔
1
1。3～1.5
反复冲击,加粘土块及片石
在冲孔过程中被冲碎的石渣，一部分和泥浆挤入孔壁空隙中，大部分清除出外.在开孔阶段，尽量使石渣挤密孔壁而不掏渣，但冲至4~5米深度以后,则要开始掏渣，大约每台班掏一次,每次约4~5桶，要及时加水保持孔内水位的高度以防坍孔。每次掏完石渣后,即向孔内加护壁泥浆，恢复泥浆正常浓度，这样反复进行冲孔、掏渣，直至要求深度。每次掏渣,用塑料袋装渣的样品，并注明掏渣桩号、时间、桩长度范围。
7、泥将护壁与清孔
在钻进过程中，应随时补充泥浆，调整泥浆比重，泥浆作用：
(1）泥浆夹带被钻头削碎的土颗粒不断从孔底溢出孔口，达到连续钻进连续排土.
（2)加固保护孔壁，防止地下水渗入面造成坍孔。
经常测定泥浆比重,在易坍孔的砂土和较厚的夹砂层中成孔中时，应设置循环泥浆池和泥浆泵，用比重为1.1~1。3的泥浆护壁；在穿过砂夹卵石层时，应提高泥浆比重至1.3~1。5。
六、施工注意事项
(1) 冲击钻进应遵守以下一般规定
1）应控制钢丝绳放松量，勤放小放，勤松绳（指次数），小松绳（指长度），防止钢丝绳放松过多减少冲程,放松过小则不能有效冲击,形成“打空锤”，损坏冲击机具.用卷扬机施工时，应钢丝绳上作记号控制冲程。冲击钻头到底后要及时收绳提起冲击钻头，防止钢丝绳缠卷筒。应经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活，以免突然掉钻。
2)必须保证泥浆补给，保持孔内浆面稳定，护筒埋设较浅或表土层土质较差者,护筒内泥浆压头不宜过大。
3)一般不宜多用高冲程，以免扰动孔壁而引起坍孔、扩孔或卡钻事故。
4）每次掏渣后或因其他原因停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程，以免卡钻。
5）冲击钻头磨损较快，应经常检修补焊.
6）大直径桩孔可分级扩孔，第一级桩孔直径为设计直径的0。6～0。8倍。
(2）在砂砾石层钻进应注意：使用粘度较高、相对密度适中的泥浆；保持孔内有足够的水头高度；视孔壁稳定情况边冲边向孔内投入粘土,使粘土挤入孔壁，增加孔壁的胶结性；用掏渣筒掏渣时，要控制每次掏渣时间和掏渣量.
(3）掏渣应遵守以下规定：掏渣筒直径为桩孔直径的50％~70%;开孔阶段,孔深不足3～4米时，不宜掏渣，应尽量便钻渣挤入孔壁；每钻进0.5~1.0m应掏渣一次，分次掏渣，4～6筒为宜。在松散地层进尺小于15cm时，应及时掏渣，减少钻头的重复破碎现象;每次掏渣后，应及时向孔内补充泥浆或粘土，保持孔内水位高于地下水位1.5～2.0m。 。
七、 成孔质量控制
1、垂直度的控制
由于预定冲桩的位置一半在原有C10混凝土桩上，所以在桩旁边做旋喷桩,加强周围土体的强度，防止冲锤跑偏。如果在冲桩过程中出现跑偏情况，应回填碎石,或将钻机舟移向桩身另一侧，用高冲程猛击桩身，破碎桩身后再钻进。
遇基岩时采用低冲程，并使钻头充分转动,加快冲击频率，进入基岩后采用高冲程钻进，如果发现孔斜,应回填重钻。
由于其钻头可能存在经常跑偏的情况，故需经常检查，及时调整。
2、塌孔的原因与应对措施
(1）、冲击钻头或掏渣筒倾倒,撞击孔壁
探明坍塌位置，将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到坍孔位置以上1～2m,等回填物沉积密实后再重新冲孔
（2）、泥浆相对密度偏低，起不到护壁作用
按不同地层土质采用不不用的泥浆相对密度
（3）、孔内泥浆面低于孔外水位
提高泥浆面
(4)、遇流砂、软淤泥、破碎地层及松砂层时钻进时进尺太快
严重坍孔，用粘土、泥膏投入，待孔壁稳定后，采用低速重新钻进
（5）、地层变化时未及时调整泥浆相对密度
地层变化时要随时调整泥浆相对密度
3、卡钻头的原因与应对措施
（1）、钻孔不圆，钻头被孔的狭窄部位卡住（叫下卡）
若孔不圆,钻头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头.
（2）、冲击钻头在孔内遇到大的探头(叫上卡）
使钻头向下活动，脱离卡点
（3）、石块落在钻头与孔壁之间
使钻头向下活动,让石块落下
（4）、未及时焊补给钻头，钻孔直径逐渐变小，钻头入孔冲击被卡
及时修补冲击钻头，若孔径已变小，应严格控制钻头直径，并在孔径变小处反复冲刷孔壁,以增大孔径
（5）、上部孔壁坍落物卡住钻头
用打捞钩或打捞活套助提
（6）、在粘土层中冲程太高，泥浆粘度过高，以致钻头被吸住
利用泥浆泵向孔内泵送性能优良的泥浆，替换孔内粘度过高的泥浆。
(7）、放绳太多,冲击钻头倾倒，顶住孔壁
使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正
（8）、护筒底部出现卷口变形，钻头卡在护筒底，拉不出来
将护筒吊起，割去卷口，再在筒底外围用Φ12mm圆钢焊一圈包箍，重下护筒于原位
八、  安全保证措施及管理
1、工地建立以项目经理为首的安全生产责任小组和安全检查轮值小组，做好安全知识学习工作.项目部设专职安全员，施工班组设兼职安全员。
2、进入施工现场必须戴安全帽，严禁赤脚和穿拖鞋、高跟鞋进入.
3、严禁酒后操作。
4、全部供电线路必须有系统地架设,从配电箱接出的照明、电动小工具线路应采用电缆离地架设.
5、电器设备必须按规定接地接零、制箱要设在离地面1.5M高处，装设要牢固可靠，制箱应加锁.
6、要做到一机一闸制，防漏电开关，不能一制多机，每闸制旁应标注该闸制的地段或机械设备名称、使用功率。均配铁制开关箱，并按“三相五线制”架设线路。
7、每日检查一次全部机械设备的接地电阻，并详细记录，存档备查。施工现场必须有各种防护设施和警示牌、安全标志均不得任意拆除和随意移动。所有机具应有防雨措施和接地接零措施,在潮湿环境下操作的手动工具，电源线必须采用电缆.
8、在现场堆放的材料和设备要整齐有序,不使用的设备和机具以及废料要及时清理，保证通道畅通.
9、加强消防保卫工作，所有进出人员必须佩带胸卡，工地入口应坚持每天24小时的值班制度，谢绝外来人员进场，以确保安全。
10、严格执行“十项安全生产措施"。
11、开工前各岗位操作人员必须对设备、特别是对机械等进行安全检查，确认机械性能良好，方可开工。
九、  文明施工措施
建立健全的现场文明施工管理组织，由项目经理总负责，施工班组设兼职管理员.施工现场内应对施工设备、材料堆放、场地道路进行统一合理布局。
做好泥浆的现场管理工作,浆液不得外溢，以免污染工地。污水须经沉淀滤清后才可排向市政管道.