顺义站端头加固旋喷桩施工方案.doc

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顺义站端头加固旋喷桩施工方案

北京地铁15号线一期工程07标段（顺义站）
端头加固旋喷桩施工方案
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中铁隧道集团有限公司
北京市地铁15号线工程07标项目经理部
2009年12月
北京地铁15号线一期工程07标 顺义站端头
加固旋喷桩施工方案
目 录
第一章 编制依据 ....................................................................................... 3
1.1 编制依据 .............................................................................................................................................. 3
1.2 适用范围 ....................................................................... 3
1.3 编制原则 .............................................................................................................................................. 3
第二章 工程概况 .................................................... 4
2.1 工程位置及设计概况 .......................................................................................................................... 4
2.2 工程地质与水文地质条件 .......................................... 5
2.3地下管线 ............................................................................................................................................... 5
2.4 现场情况及上序完成条件 ............................................. 6
2.5 设计参数 .............................................................................................................................................. 6
2.6 工程难点及管理难点 .................................................. 7
第三章 施工部署及施工安排 .......................................................................................................................... 8
3.1 总体施工方案及施工顺序 ........................................................... 8
3.2施工部位及工期要求 ........................................................................................................................... 8
3.3 劳动组织及责任分工 ............................................................................... 8
3.4安全质量目标设定 ............................................................................................................................... 9
第四章 施工准备 ............................................................................................ 10
4.1施工人员及设备投入 ......................................................................................................................... 10
4.2施工材料准备 ..........................................................................................11
4.3施工技术准备 ..................................................................................................................................... 12
第五章 旋喷桩施工工艺 ................................................................................... 12
5.1高压旋喷桩施工原理 ......................................................................................................................... 12
5.2工艺流程 ............................................................................................... 13
5.3施工工艺参数 ..................................................................................................................................... 14
5.4质量检验 ..................................................................................... 15
5.5施工难点和技术难点主要控制措施 ................................................................................................. 16
5.6 施工所需的协调与配合 ............................................................................................... 16
第六章 质量标准、隐检与验收 .................................................................................................................... 16
6.1质量标准 ......................................................................................................................... 16
6.2隐检与验收 ......................................................................................................................................... 16
第七章 质量保证措施 ........................................................................................................ 17
7.1质量目标 ............................................................................................................................................. 17
7.2物资保障保证 ............................................................................................... 17
7.3技术保障措施 ..................................................................................................................................... 17
7.4工期保障措施 ........................................................................................... 18
7.5 管理保障措施 .................................................................................................................................... 18
7.6 组织保障措施 ...................................................................................... 18
第八章 安全保证措施 .................................................................................................................................... 19
8.1 安全目标 ................................................................................... 19
8.2 管理、组织保障体系 ........................................................................................................................ 19
8.3 技术保障措施 ................................................................................ 20
8.4 现场安全施工保障措施 .................................................................................................................... 20
8.5 物资保障措施 ........................................................................................ 21
第九章 文明施工及环保保证措施 ................................................................................................................ 22
9.1文明施工目标 ................................................................................................... 22
9.2文明施工管理工作 ............................................................................................................................. 22
9.3组织管理保障措施 ................................................................................................... 22
9.4防止对水污染 ..................................................................................................................................... 22
9.5物资保障措施 ....................................................................................................... 22
9.6技术保障措施 ..................................................................................................................................... 23
第十章 施工风险分析及预案 .............................................................................................. 24 中铁隧道集团有限公司
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10.1 施工风险分析 .................................................................................................................................. 24
10.2 管线破坏事故处理预案 . 24
10.3 施工过程中突发事故处理措施 ...................................................................................................... 24
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顺义站端头
加固旋喷桩施工方案
第一章 编制依据
1.1 编制依据
1.1.1工程施工图纸及施工组织设计
1.1.2工程应用的主要规程、规范
1.2 适用范围
本施工方案适用于顺义站车站左右线盾构接收处及始发处端头加固旋喷桩的施工。
1.3 编制原则
⑴确保技术方案针对性强、操作性强；施工方案经济、合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工方案和机具设备。
⑵安全技术可靠性原则
根据本标段工程特点，依据北京及其周边地区类似工程施工经验，选择可靠性高、可
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加固旋喷桩施工方案 操作性强的施工技术方案进行施工，确保施工安全。
⑶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，施工过程实施动态管理，从而使旋喷桩加固施工达到既经济又优质的目的。
⑷环保原则
施工前充分调查了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行施工。施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，施工污水、废浆经沉淀并取得相关部门的批准后方可排放。施工过程实施ISO14000标准，进行环境管理。建设“绿色工地”，实施环保施工。
第二章 工程概况
2.1 工程位置及设计概况
2.1.1 工程位置
顺义站：位于府前街、光明街十字交叉路口下，沿府前街东西向布置，车站总长为202.9m，周边无重大建筑物，具体见图2-01顺义站车站端头加固范围示意图。
图2-01顺义站车站端头加固范围示意图
2.1.2 设计概况
⑴顺义站位于府前路与光明大街的十字交叉口处，沿府前街东西向布置，起讫里程为右K42+379.75～右K42+582.65。车站为明挖地下双层双柱岛式站台，具体结构形式见顺义站车站主体标准断面示意图2-02，车站总长202.9m，标准段宽23.1m，基坑深约17.9m，以0.2%纵坡由东向西下降，顶板覆土约3.0m。车站两端区间均采用盾构法施工。
主体围护结构采用Φ800mm @1400mm钻孔灌注桩+内支撑+
锚索的支护形式，顺义站转 中铁隧道集团有限公司
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加固旋喷桩施工方案 盘位置主体围护结构采用Φ1000mm @1400mm钻孔灌注桩+内支撑+锚索的支护形式，钻孔灌注桩嵌入基坑底面下约6.0m。
2.2 工程地质与水文地质条件
2.2.1 工程地质
顺义站：地层由上至下依次为：杂填土①1层（厚约1.6m）、粉土③层（厚约3.1m）、粉质粘土③1层（厚约1.7m）、细中砂③3层（厚约4.8m）、粘土④1层（厚约4.3m）、粉质粘土④层（厚约3m）。本站基坑开挖深度17.9m左右，结构底板位于粉质粘土④层中。
2.2.2 水文地质
顺义站站位附近的地下水主要为上层滞水、潜水和承压水，上层滞水水位标高为34.65~36.13m，水位埋深为2.6~4.0m，含水层主要为粉土填土1层，潜水水位标高为29.12~31.20m，水位埋深为7.5~9.7m，含水层主要为粉土3层，承压水水位标高为21.21~22.20m，水位埋深为16.5~17.6m，含水层主要为5-1层。上层滞水分布不均匀，水位不连续，主要接受大气降水、绿地灌溉和自来水、雨水、污水等地下管线的垂直渗漏补给，潜水主要接受侧向径流及越流补给，以侧向径流、向下越流方式排泄；承压水主要接受侧向径流、向下越流方式排泄。本场地地下水对混凝土结构无腐蚀性；对钢结构有弱腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性。
2.3地下管线
顺义站车站西端端头加固范围内存在南北走向的2根热力管线，热力管线为最新改移至车站西端，热力管线直径为400mm，共两根，两根净间距为400mm，热力管线埋深5.5m，
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加固旋喷桩施工方案 旋喷桩施工前需要将热力管线的具体位置标示清楚，避免旋喷桩施工过程中损坏热力管线，对于影响旋喷桩施工的桩，位置调整需要经过监理单位的确认方可改动桩位。
2.4 现场情况及上序完成条件
2.4.1现场情况
顺义站正处于二期施工，分东端场地和西端场地，西端场地正在施工钻孔桩，端头加固以东30m钻孔桩已经施工完毕，旋喷钻机已经进场，现场具备施工条件，东端场地正在表层土开挖及冠梁施工。
2.4.2上序完成条件
西端场地距离端头加固30m范围内钻孔灌注桩施工完毕，东端场地冠梁施工完毕
2.5 设计参数
顺义站车站端头加固旋喷范围共4处，即车站东西两端各2处。旋喷桩长度为12m，加固后的土体其28天的单轴抗压强度应达到0.4MPa，无侧限抗压强度1.0～ 1.5 MPa；并应有良好的均匀性和自立性。提钻上升速度15～35cm/min，旋转速度5～10r/min。车站旋喷桩加固范围见图2-03 旋喷桩加固范围示意图
图2-03 旋喷桩加固范围示意图
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旋喷桩设计参数为φ1000@800，旋喷桩径为1000mm，桩中心间距为800mm，桩与桩间咬合200mm，车站西端左右线盾构始发处端头加固旋喷桩桩顶标高为39.50，桩底标高为18.60，长20.90米；车站东端左右线盾构接收处端头加固旋喷桩桩顶标高为38.85，桩底标高为19.00，长19.85米。采用双重管高压旋喷工艺，水泥采用P.O42.5和P.O32.5，水灰比1：1，旋喷每米水泥用量200～230kg,其它施工参数应根据现场试验效果确定，以满足设计要求。
2.6 工程难点及管理难点
2.6.1工程难点
⑴正处冬季施工，现场水泥浆质量控制；
⑵车站西端端头加固范围内，地下约5.5m处有2根热力管线，管线保护为重难点； ⑶旋喷桩垂直度控制；
2.6.2管理难点
⑴场地狭小，存在交叉作业，施工组织困难；
⑵冬季施工，天气寒冷，夜间施工人员难度大，泥浆外运及文明施工无何保证也为工程难点；
⑶为保证三期导改年前顺利完成，工期紧、任务重，如何保证机械设备的正常运转，减少机械故障率，机械保养如何安排。
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第三章 施工部署及施工安排
3.1 总体施工方案及施工顺序
根据施工现场场地和施工工序要求，先行施工车站西端左线盾构始发处端头加固，在加固的范围内，先施工外围一圈的旋喷桩，然后在分层向内施作，直至全部施工完毕。待左线端头加固开始施工并施工顺利之后，再行施工右线盾构始发处端头加固，施工顺序与左线始发处端头加固施工顺序相同。车站西端端头加固旋喷桩施工完毕后，机械转移到车站东端场地施工车站东端端头加固旋喷桩。
3.2施工部位及工期要求
施工部位及工期安排见表3.1。
表3.1 车站端头加固旋喷桩施工计划安排表
3.3 劳动组织及责任分工
3.3.1管理层职责分工
图3-01 管理人员组织及职责分工
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3.3.2劳务层职责分工
见图3-02。
图3-02 生产工区人员组织及职责分工
3.4安全质量目标设定
3.4.1质量目标
单项工程合格率100％，单项工程优质率85％以上，工程质量确保北京市结构“长城杯”，争创鲁班奖。
3.4.2安全目标
施工过程中无重大安全事故，轻伤率控制在5‰。
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第四章 施工准备
4.1施工人员及设备投入
4.1.1施工劳动力准备
⑴劳动力组织见表4.01作业人员配置表。
表4.01 作业人员配置表
⑵工区主要负责人现场值班情况
工区负责人 何枝柳 13811593603 全日制 工区技术负责人 窦建新 13811593613 全日制 工区主任 杨从华 13811333569 全日制 安全负责人 魏鹏飞 15801378179 全日制 工区副主任 刘永格 13466584799 白班 工区副主任 徐云 13681403139 夜班 ⑶施工作业时间安排
旋喷桩施工过程中，作业班组实行三班制，早班4：00到12：00、中班12：00到20：00、夜班20：00到4：00，施工班组每隔7天倒班，倒班时间为星期日下午，夜间施
工过程中，根据天气情况适当调整。在恶劣天气情况下必须暂停施工。
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4.1.2设备配置准备
⑴旋喷设备配置见表4.02旋喷设备配置表
表4.02 旋喷设备配置表
⑵机械进场后项目部机电部门对大型机械设备进行全面检查验收，特殊工种必须持证上岗，未有特殊工种证的人员不得实施该项工作。
⑶设备进场管理责任人是李晋军（手机[phone]）。
4.2施工材料准备
顺义站车站端头加固旋喷桩主要材料进场及试验计划见表4.03， 按210kg/m的水泥用量计算，车站西端场地左右线加固需要水泥806.4t，车站东端场地端头加固需要水泥806.4t，水泥材料储存在指定位置，搭设水泥库，水泥必须入库管理。
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4.3施工技术准备
⑴施工前方案审批完成；
⑵开工前工区组织工人开旋喷桩施工交底会，组织学习；
⑶施工前下发施工技术交底和安全技术交底
⑷组织工程部现场技术人员、测量人员、试验人员学习旋喷桩相关技术规范及规程。 ⑸现场标示地下管线位置。
第五章 旋喷桩施工工艺
5.1高压旋喷桩施工原理
高压旋喷桩施工原理是利用钻机的钻具将带有喷嘴的钻头钻进至设计深度后，在高压泵高压的作用下，将一定水灰比的水泥浆液，通过高压管泵送至钻头，使所注入的高压水泥浆液经过喷嘴喷射出来，冲击、切割周围土体；同时钻具又以一定速度旋转并进行提升，这样水泥浆液强制搅拌周围土体形成圆柱体的桩体。由于浆液克服地层阻力而渗入周围地层空隙中，依靠水泥浆液特性、固化地层，使得地层强度得以提高。
5.1.1适用范围
⑴适用地层条件
主要适用于淤泥、淤泥质土体粘性土、粉质粘土、砂土、人工填土等地基。顺义站车站端头加固地层主要为粘土和粉质粘土。
⑵工程应用范围
顺义站车站两端盾构接收及始发处土体加固。
5.1.2加固机理
高压喷射破坏机理主要可归纳以下几类：
流动压---高压喷射冲击土体时，由于高能量集中地作用于一个很小的区域，这个区域内的土体结构受到很大压力作用，当这些外力超过临界破坏压力时，土体便发生喷射射流的破坏力。p可以表达为： p=ρQv
式中：p---破坏力（KN.m/s2）；
ρ---重度（KN/m3）；
Q---流量（m3/s）；
v---喷射流体平均速度（m/s）。
喷射射流的脉动负荷---当喷射流不停地脉冲式冲击土体时，土粒表面受到脉动负荷的影响，逐渐积累引起残余变形，使土粒失去平衡而发生破坏；
水块的冲击力---由于喷射射流继续锤击土体产生冲击力，促进破坏的进一步发展； 中铁隧道集团有限公司
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同时伴随产生空穴现象、水契效应、挤压力、气流搅动等。
5.1.3加固特性
旋喷固结体的直径大小与土体的种类和密实程度有着密切关系，对于本场地土质一般地来说，采用双管旋喷钻机进行施工，直径一般为0.60～1.0m，本段加固采用0.8m直径。
5.2工艺流程
施工工艺流程为：定孔位→钻机就位→钻孔至设计深度→高压旋喷→提升→移位，重复上述流程。
施工前必须做好以下的准备工作：
（1）熟悉旋喷桩加固设计以及现场有关情况和要求；
（2）根据施工作业面的具体情况布置设备安设位置，检查进场设备完好情况以及钻具配套的完整性；
（3）正式施工前必须试钻，通过试钻检查设备对地层的适应性，并核对地质资料，确定正式施工的技术参数。
施工前，技术负责人根据设计要求，并向监理提交施工组织报审表、并对施工队伍进行技术交底；重点控制桩位放线、成孔深度、提升速度等施工工序。各工序由专人负责，技术负责人全面负责现场施工、分项工程质量验收、施工组织管理。上道工序验收合格后，方可进行下道工序的施工，确保工程质量。
5.2.1钻机就位
根据测量组所放的基准点（对其严加保护）放出处理范围，然后按照桩位平面图进行桩位放线，放线桩位允许偏差小于2cm；放线采用钢尺拉线，利用木质筷子或用短钢筋短节插放桩点作为桩位标志。放线完成后由专人进行复核，然后通知甲方和监理进行抽检，并填写《施工测量放线报验单》。
在施工前，技术人员对施工人员进行交底，技术