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1、 （一）主要施工机械设备 1、岩芯钻机 选择岩芯钻机用于先导孔的施工、防渗墙体质量的取芯检查等。先导孔施工在搅拌桩施工准备期间进行，防渗墙正式开工前基本结束。 2、深搅设备 采用BJS—15B型三头深搅桩机，以期大幅度提高成墙效率。 3、高喷设备 BWT100/30型高压注浆泵及XP-30型旋喷钻机，作为备用工法（高压旋喷），以备特殊工段及墙体接头施工之用。 4、电源配置 施工用电以自备电源为主，各深层搅拌桩机的动力配置采用一机一源（发电机组）方案，同时还备有一定数量的备用发电机，以备各桩机临时应急之用。 5、施工设备计划表 本工程拟投入深
2、层搅拌机13台套，岩芯钻机6台套，高喷设备1台套(详见下表)。 主 要 施 工 设 备 计 划 表 设备 名称 型 号 及规格 数量 制造年份生产国 自有或 租赁 新或旧设备 设备价值 (万元/台) 额定 功率 生产 能力 运到工 地日期 现在 何地 原值 现值 岩芯钻机 DPP-100 1 北京96-98 自有 半新 20 80kW 100m 2月9日 现场 岩芯钻机 XY-1 3 北京95-97 自有 半新 8 30kW 100m 2
3、月17日前 现场 深搅桩机 PH-5C 7 武汉97-99 自有 新、半新 30 90kW 18m 2月18日前 现场 深搅桩机 PH-5C 3 武汉97-99 自有 新、半新 30 90kW 18m 2月25日前 郑州 深搅桩机 BJS-15B 2 蚌埠97-99 自有 新、半新 35 100 kW 15m 2月16日前 现场 深搅桩机 BJS-15B 1 蚌埠2000 自有 新 35 100 kW 15m 2月22日前 蚌埠 高压旋喷钻机 XP-30 1 廊坊 99 自
4、有 新 4 7.5 kW 30m 3月10日前 郑州 灰浆泵 2SNS 5 武汉 89-98 自有 半新 1.5 7.5 kW 150L 2月8日前 郑州 灰浆泵 BW-150/2 8 衡阳 95-99 自有 半新 2 75kW 200L 2月8日前 河南 高压注浆泵 BWT- 100/30 1 衡阳 2000 自有 新 15 55kW 120L30 MPa 3月10日前 郑州 灰浆 搅拌机 PM2-2 12 北京 95-99 自有 半新 1 10kW 0.5 m3
5、 2月8日前 河南 灰浆搅拌机 PM2-1 10 北京 95-99 自有 半新 0.6 5kW 0.3 m3 2月8日前 河南 发电机 100 kW 9 郑州97-99 自有 半新 5 2月8日前 河南 发电机 200 kW 5 郑州96-98 自有 半新 6.5 2月8日前 河南 油罐车 4000L 1 郑州98 自有 半新 20 2月6日前 郑州 潜水泵 20m3 20 衡阳 97-99 自有 半新 0.5 2月10日前 河南 排浆泵
6、2PN 5 河南 88-98 自有 半新 0.3 2月10日前 河南 电焊机 50kVA 15 衡阳 97-99 自有 半新 0.5 2月10日前 河南 （二）深层搅拌桩施工方法 1、深层搅拌防渗墙施工工艺概述 深层搅拌防渗墙是以水泥作固化剂，通过深层搅拌桩机主动钻杆、钻头输入水泥浆液，同时钻头叶片将地基软土与水泥浆强制拌和，水泥与软土产生物理、化学反应，使软土与水泥固化，达到一定强度和稳定性，形成有较好防渗性能的水泥土地基，并通过桩间套接形成地下连续防渗墙。 2、深层搅拌桩机主要技术参数 根据本工程特点，结合本标
7、段地层情况和防渗加固深度要求，拟选用PH系列及BJS系列深层搅拌钻机，其主要技术参数见表7-1。 深层搅拌桩钻机技术参数一览表 类型 项目 单位 PH-5D（单头） BJS-15B（三头） 加固深度 m 18 15 成桩直径 m 0.3～1.0 3×（0.20～0.35） 钻机转速 正 r/min 7,12,21,34,52 20,34,60,95 反 r/min 8,14,25,40,62 最大扭矩 kN.m 55 39×2 提 升 速 度 正 m/min 慢档0.116,0.197, 0.347,0.552,
8、0.850 0.32,0.6,0.9,1.55 快档0.201,0.347, 0.611,0.972,1.497 反 m/min 慢档0.137,0.232, 0.408,0.65,1 快档0.241,0.408, 0.719,1.144,1.761 钻杆规格 mm □125×125 3×□125×125 主电机功率 kW 45 55 油泵电机功率 kW 5 11 单步行程 m 纵向1.2，横向0.5 纵向1.35，横向0.5 3、防渗墙设计技术指标： 1）、单轴抗压强度：R28＞1.0MPa； 2）、渗透系数：K＜i×10-6cm/s（
9、1≤i＜3）； 3）、允许渗透比降：J＞50； 4）、水泥掺入比：15%； 5）、墙体厚度：200mm。 4、施工工艺参数及浆液配比试验 由于深层搅拌工艺参数及地层岩性等因素对成墙质量影响较大，故要针对不同的地层采用不同的工艺参数和浆液配比，如搅拌轴转速、提升及下沉速度、注浆量、水灰比、复搅速度等。要在场地轴线外选择有代表性的地段进行成墙试验，并对试验墙体进行开挖、取芯检查及抗压、抗渗等试验。检查内容包括桩间搭接是否牢固可靠，搅拌是否均匀，墙面是否平整等。通过上述检测，确定合理可靠的工艺技术参数及浆液配比，报监理批准后实施。 1 ）配制浆液的原则 深层搅拌施工浆液的配比，直
10、接关系到固结土层的强度和工程防渗效果，因此，浆液配比试验要遵循以下原则： （1）、浆液在注浆过程中能保持较好的流动性，便于增大浆液在搅拌土层中的扩散范围，并在注浆管路中保持畅通，避免堵塞管路形成事故。 （2）浆液在土层中凝结的初始期，要具有一定的强度和粘结力，不易被地下水冲蚀。 （3）浆液要具有良好的稳定性，以免过早的产生沉淀，影响浆液的灌注。 2）试验工艺技术参数 根据本标段地层条件及墙体设计技术指标，制定的试验工艺技术参数见表7-2。 试 验 工 艺 技 术 参 数 一 览 表 表7-2 水灰比 浆液比重 喷浆钻进 喷浆提升 复搅钻进
11、 复搅提升 W：c m/min m/min m/min m/min 0.6：1 1.72 0.85 0.972 0.85 0.972 0.8：1 1.61 1：1 1.51 3） 试验成墙参数 采用PH-5F型三头和PH-5D型单头深层搅拌桩机作成墙试验。 （1）钻进速度：0.85m/min，提升速度：0.972m/min； （2）浆液水灰比：0.6:1，0.8:1，1:1三种； （3）泵压：0.5～0.8MPa； （4）注入水泥浆量：20～32L/m单桩； （5） 三头桩机工法：二次成墙，钻头直径 350mm，轴距450mm
12、桩间搭接125mm，理论成墙厚度268mm。 （6）单头桩机工法：一次一桩连续成墙，钻头直径450mm，桩间距380mm，桩间搭接70mm，理论成墙厚度241mm。 380 第二序施工桩 Φ450 125 450 Φ350 70 225 268 241 第一序施工桩 第二序施工桩 第一序施工桩
13、 三头钻机施工图 单头钻机施工图 5、施工工艺流程 深层搅拌桩机在防渗墙轴线上就位，调平，通过主机上的动力传动装置，带动主机上的钻杆转动，并以一定的推动力使钻头向土层推进，达到设计深度，然后提升搅拌至孔口，在上述下沉提升过程中，通过水泥浆泵将水泥浆由高压输送管输进钻杆，经钻头喷入土体内，在下沉和提升的同时，水泥浆和土体充分拌合，进行必要的复搅后桩机沿轴线纵移就位，调平、多次重复上述过程，从而将搅拌桩套接成一道防渗墙，在此过程中三头桩机一次成桩三根，二头桩机一次成桩二根，单头桩机一次成桩一根，均称为一序，然后
14、桩机沿轴线向前移动进行下一序墙体施工。 6、施工作业 1）、制浆：采用425# 普通硅酸盐水泥，按试验确定的最优水灰比拌制水泥浆。用浆泵把配制好的水泥浆输送到储浆罐，记录浆面高度计算水泥浆量。 2）、桩机就位并调平，桩机就位包括轴线上、下游方向，对应误差控制在±10mm，在调平的过程中，使用水平尺检测机座的水平度，采用桩机机架正面和侧面的双向锤球（垂线长度不小于10m）,校正桩机机架的垂直度，保证垂直度偏差不大于5‰，三头桩机还要观察三个连通液压管的液面是否在同一水平面上。 3）、搅拌下沉的同时开启浆泵送浆至设计深度，喷浆记录仪自动打印记录，搅拌提升的同时输入浆液至孔口，以孔口
15、微微翻浆使土层尽可能吃浆，作为供浆控制标准，单头桩机再带浆进行一次上下复搅(至墙底)，三头桩机不带浆复搅3m，完成一序桩施工。 4）、油压调距、沿轴线向前移动，三头桩机移动 225mm，单头桩机移动380mm，对准标定的桩位，调平，重复上述过程，完成下一序桩的施工。 5）、重复上述过程，完成一个单元墙的施工。三头桩机沿墙轴线移动1350mm后，进行下个单元的施工，对准桩位，重复上述过程。以此类推，连续成墙。 6）、桩头浮浆处理，随钻进行，要在墙体初凝后按设计标高清除。 图7-3 深搅墙施工工艺流程图 高 速 搅 拌 上
16、 灰 加 水 水 泵 设备安装调试 注浆泵（注浆） 储浆筒（搅拌） 设 备 清 洗 桩 机 就 位 调 平 复 搅 提 升 复 搅 下 沉 搅 拌 提 升 搅 拌 下 沉 7、施工质量控制 1）、对于深层搅拌工法，合理的确定水灰比对成桩质量尤为关键，通过试验和施工中的不断总结，根据机型和地层土体的不同可在0.6～1.0之间调整水灰比。实践证明，在保证孔口少量翻浆和水泥掺入比的前提下，只有合适的水灰比,才能保证水泥土搅拌的均匀性和成桩质
17、量。 2）、钻进、提升及复搅的速度均要控制在0.8～1.0m/min之间，施工实践证明，只有控制好钻进和提升速度，同时又根据机型、土体等情况，控制好输浆量、浆液比重、掺入比等关键环节，才能确保成桩质量。 3）、施工中使用的水泥要经过试验，检验合格后方能使用。水泥浆液要按试验确定的配合比拌制，搅拌好的浆液不得离析。浆液应经筛过滤后进入输浆泵，以免损坏泵体，泵送浆液必须连续，一旦因故停泵，立即通知操作工，做好记录，防止断桩。 4）、为了保证墙体厚度，钻头直径要不小于设计桩径，桩间距应不大于理论计算值。 5）、供电、供水必须连续。一旦中断，应将钻头下沉至停供点以下0.5m，待恢复供应时再喷搅
18、提升。因故停机超过半小时时，应对泵体和输浆管路进行妥善清洗。 6）、当浆液到达设计桩底后，应在桩底喷浆30秒，使浆液完全到达桩端。 7）、当喷浆口提升到设计桩顶时，应停止提升，搅拌30秒，以保证桩头均匀密实。 8）、搅拌喷浆提升速度和次数必须符合施工工艺要求，使喷浆量和提升速度相配，保证墙体的均匀性，根据先导孔提供的资料，对特殊地段和堤身质量较差地段适当加大喷浆量和放慢提升速度。详细记录钻机每米下沉和提升时间。深度记录误差不大于100mm，时间记录误差不大于5s。 9）、桩与桩的搭接间歇时间不大于24h，如特殊原因超过上述时间，则应和前一根桩进行对接，待水泥土墙
19、具有一定强度后，在接头处采用套钻注浆或高压注浆方案进行连接处理（详见7.10款）。 8、施工过程中特殊情况的处理 1） 钻进困难 在遇到较密实地层，钻进困难时，可采取以下措施：一是将浆液调稀一级，穿过该层后再恢复原水灰比。二是改进钻头的形式，对于十字钻头，可在叶片上补焊锯齿钉，以增加对地层的切削能力；或者将十字钻头换成螺旋钻头。 2） 障碍物处理 如遇无法拆除的过堤障碍物，如高压线、重要通讯线、桥梁、涵闸等，或堤身内有块石、管道、麻袋等，深搅桩机无法施工时，可在施工安全区范围内，采用高压旋喷工法施工。依现场条件，计划对575+500处的通讯线、574+300和573+
20、750处的高压线堤段采用高喷工法处理（高喷施工方案另报）。 3） 输浆管堵塞事故 该事故的发生，一是因为发电机故障而产生较长时间的停电；二是因水泥浆使用不当而造成。前者要求配备备用小型发电机组（20kw），避免注浆泵因停电而使输浆管堵塞。后者则要求拌制好的水泥浆一定要经过筛后方可使用。一旦堵管，要及时处理，不能影响继续施工。 9、墙体接头处理措施 深层搅拌防渗墙工艺是由单桩套接成墙，故需连续施工，按设计要求，因故停工和二台桩机施工部位之间的搭接超过24h后，由于前桩已初凝，则无法连接。需进行接头处理，确保墙体连续完整，形成一道防渗墙。在施工中一般采取下列两种处理措施较适宜
21、 1） 钻孔注浆处理 在接头处套打三个φ130mm的钻孔，孔深同该段墙深，在钻孔中灌入水泥砂浆密封（如下图）。 搅拌桩 注浆孔130mm 防渗墙轴线 2 ）单管旋喷处理 在接头处采用单管高压旋喷处理（如下图）。 旋喷桩 深搅桩 防渗墙轴线 10、质量检验 质量检验按照设计图纸文件及监理单位要求，对施工作业全过程及搅拌桩质量进行检验。 1） 施工过程的原始记录及原材料试验资料经监理单位认可鉴字验收，包括桩位、桩顶、桩底标高，桩身垂直度，
22、桩身水泥掺入比，搅拌头上提喷浆速度，浆液水灰比等单桩施工作业全过程。 2） 防渗墙体质量检测 （1）、钻探取芯检查 墙体施工完28天后进行钻探取芯检查，沿轴线每300m抽检1孔，共19个孔，要求全孔取芯，并将岩芯装入岩芯箱内进行拍照或录像。每孔取2组试样进行室内物理力学试验，测试墙体的抗压强度、弹性模量、渗透系数、允许渗透比降。取样部位为钻孔的中部和底部。取芯孔施工完毕并验收后，采用水泥砂浆封填密实。 （2）开挖检查与固井试验 沿防渗墙轴线每500m开挖一处3～5m长，深2.5～4m的检查段，共11处，主要检查墙体外观质量，看是否有蜂窝、孔洞；桩与桩之间的搭接、墙厚是否满足设计要求及防渗墙体的完整性、搅拌均匀性等。开挖部位作围井注水试验，按监理单位要求检测渗透系数。 11、墙顶粘土回填 防渗墙施工完毕，单元工程验收后，对墙顶施工槽体采用粘土回填，并用蛙式夯实机进行分层夯实，要求粘土回填夯实的标准是：回填粘土的压实度不小于0.92。
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