丁公路北站端头土体加固方案(终稿).doc
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1、精品文档就在这里-各类专业好文档,值得你下载,教育,管理,论文,制度,方案手册,应有尽有-目 录1、工程概况22、工程概述22.1工程地质条件22.2水文地质条件43、编制依据及原则43.1编制依据43.2编制原则54、端头加固施工部署54.1端头洞门土体加固原因54.2端头三轴搅拌桩施工准备及工期54.3施工工艺流程74.4端头三轴搅拌桩洞门加固技术要求84.5成品保护及桩偏差控制范围134.6旋喷桩施工准备144.7高压旋喷施工工艺流程154.8高压旋喷桩施工过程中技术要求155质量及安全保障措施185.1质量保障措施185.2安全保障措施196环境保护措施206.1防地表水和地下水污染措
2、施206.2防扬尘措施216.3防噪音污染措施211、工程概况盾构从彭家桥站西端头始发,在师大南路过站,丁公路北站东端头到达,过丁公路北站后在丁公路北站西端头二次始发盾构推进线路图详见下图1盾构推进线路示意图图1盾构推进线路示意图盾构始发端和到达端头土体的稳定是盾构机始发和到达的一个关键,端头土体加固的成功与失败直接影响到盾构机能否安全始发、到达;盾构始发和到达过程直接影响到隧道顶施工区的安全、周边环境保护的成效及工程施工的成败。因此根据本工程所处区域的工程地质、水文地质、环境条件和环境保护等要求,制定针对本标段盾构机的始发端洞门土体加固方案。本区间从丁公路北站沿着北京西路西进,到达八一广场站
3、。区间总长878.096米,区间对两边建筑物影响较小,有影响的建筑物是位于广场北路和北京西路交汇处的监察厅、教育中心办公楼。区间覆土为10.94m18m。2、工程概述2.1工程地质条件本工程地质上属于赣江冲击平原级阶地,沿线穿越地层上部为第四系上更新统冲击层,主要为粉质土、细砂、中砂、粗砂、圆砾,具有“多元结构”;下伏基岩为一套河湖相紫红色碎屑岩或一套陆相红色碎屑岩。工程区地基土在勘探深度范围内可以大致分为填土、粘性土、砂土、碎石土、基岩等五。1 杂填土:灰褐、褐黄色,稍湿,表层多为30-50cm厚混凝土路面,其下主要由粘土、碎石和中细砂组成,未经碾压处理。1 粉质粘土:褐黄色,硬塑状,成分以
4、粉粘粒为主,含少量铁锰质结核,粘结性较好,韧性中等,干强度中等,中等压缩性。2细砂:灰白、灰黄色,湿饱和,成分以石英、长石等为主。3 中砂:灰白、灰黄色,湿饱和,成分以石英、长石等为主。5 砂砾:灰白、灰黄色,湿饱和,成分以石英、长石及硅质岩为主,含少许卵石,磨圆度较好,呈圆状为主。6 圆砾:浅黄色、褐黄色,饱和,成分以石英、云母、长石及硅质岩为主,磨圆度较好。6-j :砾砂:灰白色,湿饱和,成分以石英、云母、长石及硅质岩为主,含少许卵石。卵石:黄色、褐黄色,饱和,密实,成分以石英、云母、长石为主,粒径一般为2-5cm,磨圆度较好。3-1 强风化粉砂质泥岩:紫红色,泥质结构,岩石风化强烈,节理
5、裂隙较发育,岩芯较破碎,呈碎块状及短柱状,碎块用手可掰断。3-2 中风化粉质泥砂岩:紫红色,泥质结构,岩石风化中等,节理裂隙较发育,见少许垂直裂隙,少数铁锰质渲染。锤击声哑、无回避、有凹痕、易击碎、岩芯较完整,多呈柱状或短柱状,局部地段岩芯较破碎,岩芯呈碎块状。盾构主要穿越地层为5砂砾。盾构主要穿越地层为6 圆砾,3-1 强风化粉砂质泥岩。图2丁公路北站端头洞门土体加固地质情况分布图图2丁公路北站东西端头加固地质情况分布图2.2水文地质条件根据地下水含水空间介质和水理、水动力特征及赋存条件,拟建工程沿线按地下水类型可分为上层滞水、松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙溶隙水三种类型;上层滞水主要赋存于浅
6、部填土层之中,无上覆隔水层,下部粉质粘土层为隔水底板,水位及富水性随气候变化大,无连续的水位面;第四系含水层由上更统新(Q4)、全统新(Q3)冲积砂砾卵石构成,其中以上更统新分布最广;碎屑岩类裂隙溶隙水主要赋存于第三系新余群含钙粉砂岩与钙质泥岩层段,厚度20-50米左右,该含水层富水性不均一,影响因素主要有风化网状裂隙与构造节理控制的发育程度、岩性差异(主要是钙质含量的变化),裂隙(节理)多呈闭合状,一般富水性极差,一般具有统一的水位面,且多具承压性。场地地下水对混凝土结构具微弱腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。3、编制依据及原则3.1编制依据(1)南昌市轨道交通1号
7、线一期工程B合同段岩土工程勘察报告;(2)南昌市轨道交通1、2号线一期工程沿线用地调整控制性规划;(3)南昌市轨道交通1号线一期工程用地控制规划报告;(4)南昌市轨道交通1号线一期工程初步设计结构方案专项审查及优化会审查意见;(5)南昌市轨道交通1号线一期工程土建施工六标段总体施工组织设计;(6)南昌市轨道交通1号线一期工程六合同段施工进度总计划;(7)现行有关法规、标准、技术规范、定额以及环境保护、水土保持方面的政策和法规;(8)现场踏勘所掌握的环境资料;(9)我单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配套能力;(10)丁公路北站端头三轴搅拌加固设计图纸;3.2编制原则(1)严格执行与本工
8、程有关的国家、省部及南昌市制定颁布的规范、规程、技术标准和法规文件等;(2)严格执行设计文件和设计标准;(3)响应业主要求,确保业主制定的工期、质量、安全、环保、文明施工等目标的实现;(4)科学管理、文明施工、质量优良、保证工期、精心组织、合理安排,优化施工;(5)充分考虑招标文件对相关节点工期及区间盾构机进场施工节点工期,最大限度减少施工作业的相互干扰,包括减少与本工程相邻区段的施工干扰;4、端头加固施工部署4.1端头洞门土体加固原因 盾构机在进出洞时,工作面将处于开放状态,这种开放状态将持续较长时间;如处理不当,地下水、流砂、涌泥等就会进入工作井,严重情况下会引起洞门塌方。为了在拆除洞门内
9、维护结构桩时保持底层的稳定和防止地下水流入,防止在盾构机完全进入地层之前其周围流入地下水和泥砂,导致洞周大面积地表下沉,危及地下管线和附近建筑物,必须考虑地层条件、隧道埋深及周边环境等因素对端头进行相应处理。端头加固的原则,满足拆除洞门内维护结构桩能保证地层稳定、防止地下水流入以及作业面压力不足所引起的掌子面坍塌。4.2端头三轴搅拌桩施工准备及工期4.2.1材料准备(1)深层三轴搅拌法加固土体,宜选用强度等级为42.5普通硅酸盐水泥作为固化剂。 (2)改善水泥土性质和桩体强度,可选用木质素磺酸钙、石膏、氯化钠、氯化钙、硫酸钠等外加剂,还可掺入不同比例的粉煤灰。4.2.2施工机械深层三轴搅拌桩施
10、工机具主要采用1台JB160三轴搅拌桩机、水泥浆拌合机、泥浆泵、水泥罐、挖掘机等。4.2.3施工工期(1)、首先积极与丁公路北站有关方面加强沟通协调,根据丁公路北站新的总体工期计划,规划好丁公路北站始发土体加固的场地及土体加固的时间,确保土体加固按计划实施,确保盾构机从丁公路北站进出洞之前土体已经完成;(2)、根据工期安排、施工场地情况、施工工艺合理选择施工机械及施工机械的数量,提前组织好施工队伍,确保土体加固按时保质保量完成;(3)、土体加固主要材料是水泥,水施工前根据工期安排,提前联系好水泥供应商,签订供应合同,确保水泥质量,确保水泥供应,确保土体加固质量,确保施工不因材料因素而延误工期;
11、(4)、根据工期安排、施工规模合理组织人员,人员应包括管理人员和施工人员,管理人员应配足技术人员、质检人员和安全员,施工人员配置应在能保证工期的情况下考虑富余量;确保施工工期、施工质量、安全施工、文明施工和环境保护。4.2.4作业条件(1)依据地质勘察资料进行试桩试验,结合设计要求,选择最佳水泥加固掺入比,最终确定适宜的搅拌参数; (2)依据设计图纸,编制施工方案,做好现场平面布置,安排施工进度,布置水泥浆制备的灰浆池,有条件时将水泥浆制备系统安装在流动挂车上,便于流动供应,采用泵送浇筑时,泵送距离小于50米为宜; (3)清理现场地下、地面及空中障碍物,以利施工安全;(4)测量放线,定出每一个
12、桩位; (5)机械设备配置,三轴深层搅拌机、起重机及导向、量测、固化剂制备等系统;(6)如施工现场表土坚硬,需要注水搅拌时,现场四周设排水沟及集水井。4.2.5作业人员配置及岗位职责序号岗位人数职责1操作司机2负责成桩及桩垂直度控制2现场技术人员2负责下达操作指令及参数控制3挖机司机2负责现场泥浆清理4水泥浆操作人员2负责水泥浆液拌制4.3施工工艺流程报监理工程师平整场地设置机架移动导轨搅拌机架设搅拌机定位报监理工程师验收搅拌、提升、喷浆重复搅拌下沉施工完毕重复提升水泥材质检验残土处理水泥浆拌制制作试块三轴搅拌桩施工工艺流程4.4端头三轴搅拌桩洞门加固技术要求丁公路北站为进出洞端头土体加固各1
13、个,为了确保盾构始发、到达和过站时施工安全,确保地层稳定,以防地层发生坍塌或涌漏水等意外情况,根据各始发、到达和过站端头处工程地质、水文地质、地面建筑物及管线状况和端头结构等综合分析与评估,决定端头洞门处地层制定加固方案并进行加固处理, 加固措施采用水泥土搅拌桩高压旋喷桩进行加固。4.4.1盾构机进出洞端头土体加固范围(1)根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层情况,确定加固方法和范围如图3丁公路北站东端头洞门加固范围平面布置图、如图4丁公路北站西端头洞门加固范围平面布置图。(2)在充分考虑洞门破除时间和方法,选择合适的加固方法和范围,确保盾构机进出洞的安全和洞门破除的安全。如图3丁公路北站东端头洞门
14、加固范围平面布置图如图4丁公路北站西端头洞门加固范围平面布置图4.4.2搅拌桩水泥浆液配比及桩型概述(1)、加固范围为长度方向10(9)m,隧道开挖轮廓线外3m内的地层,以截断6圆砾承压水层的水流途径;(2)、搅拌桩采用三轴850水泥土搅拌桩,中间桩间距600600深层水泥搅拌桩与三重高压旋喷桩之间咬合范围275mm,搅拌桩距车站端头围护结构有1.35m需用于旋喷桩封堵,搅拌桩套孔施工,梅花形布置;搅拌桩实桩水泥掺量初步确定为不小于20%,空桩水泥掺量初步定为8%。采用强度等级42.5级以上的普通硅酸盐水泥,水灰比初步定为11.5,采用二喷四搅工艺,加固体上部高于隧道结构顶部3m以上,底部应到
15、隧道结构外径以下3m;(3)、施工时先做车站远端的搅拌桩,在施工近端旋喷止水帷幕,旋喷布置3排,桩身垂直偏差不超过1%;(4)、加固长度应包住盾构机,故始发端头纵向加固长度9m(接收10m),加固深度和宽度可根据每个区间进出洞处地质情况进行局部调整;(5)、加强监测工作,如发现地面开裂、沉降加速等情况,应立即停止施工,并采取有效的措施,在现场施工监理确认安全并上报业主及设计人员确认后方能继续进行施工。4.4.3搅拌桩施工试桩及参数优化在搅拌桩施工前应进行试桩,试桩的目的是为了寻找到最佳的搅拌参数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数,以指导下一步水
16、泥搅拌桩的大规模施工。试桩参数表序号项目试桩参数操作参数备注1水灰比11.5水:水泥=11.52水泥掺量20%实桩8%空桩3流量125L/min4下钻速度0.4m/min下钻喷浆5提升速度1m/min提升喷浆6注浆压力11.5MPa7水泥比重15KN/m38搅拌速度25r/min9加固后无侧限抗压强度1.2MPa4.4.4搅拌桩施工步骤三轴水泥搅拌桩施工共分为2步,第一步为空桩07.5m;第二步为实体桩7.519.5m;下面分别将每段的施工工艺及技术参数说明如下:4.4.4.1空桩为07.5m部分技术参数(1)、水灰比为2.0;(2)、注浆压力为1MP;(3)、下钻喷浆总时间为18min;(4
17、)、提钻搅拌时间为5min4.4.4.2实桩为7.519.5m部分技术参数(1)、实体桩7.519.5m部分,第一次下钻喷浆,水灰比为1.5,注浆压力1MP,下钻速度为40cm/min,下钻时间控制在约50min,最快不能小于40min;(2)、复喷8m,对桩低部位进行加固,下钻时间为10min,提钻时间为5min;(3)、实体桩7.519.5m部分,第二次下钻喷浆时间为10min向上开始提钻15min4.4.4三轴搅拌机成桩操作工艺流程(1)、利用水泥系统作为固化剂通过特殊的深层搅拌机在地基深处就地将软土、黏土与水泥浆强制拌和,首先发生水泥分解、水化反应生成水化物,然后水化物胶结与颗粒发生粒
18、子交换,因粒化作用;以及硬凝反应,形成具有一定强度和稳定性水泥加固土,从而提高地基承载力及改变地基土物理力学性能,达到加固软土地基效果; (2)、深层搅拌两台电动机分别通过减速器,搅拌轴使搅拌头切削软土,由两端搅拌轴经中心管向地基土中压入水泥浆,中间搅拌轴经中心管向地基土中高压风管压入强制使水泥浆与原地基土充分拌合成水泥土;(3)、采用套打二喷四搅工艺;(4)、预搅下钻;启动注浆泵电动机,放松起重机或卷扬机钢丝绳,使搅拌桩机沿导向架自上而下喷浆切土下钻,开启灰浆泵喷浆,边喷浆边旋转,使水泥浆与原地基土充分拌合,直到下沉钻机到桩底标高,并原位喷浆13min以上。(5)、提升喷浆搅拌;确认浆液已经
19、到桩底时,以试验确定的速度提升搅拌钻头,边喷浆边旋转,提升至桩顶设计标高后再关闭灰浆泵,在原位转动喷浆12min,以保证桩头均匀密实。4.4.5盾构进出洞端头土体加固要求(1)加固土体无侧限抗压强度(28d)qu1.2Mpa。(2)渗透系数1.010-7cm/s。4.4.6搅拌桩施工过程中注意事项4.4.6.1避免成桩质量通病(1)、深层搅拌机应基本保持垂直,要注意平整度和导向架垂直度;(2)、深层搅拌叶下沉到一定深度后,即开始按设计配合比拌制水泥浆;(3)、水泥浆不能离析,水泥浆要严格按照设计的配合比配置,水泥要过筛为防止水泥浆离析,可在灰浆机中不断搅动,待压浆前才将水泥浆倒入料斗中;(4)
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