1、长兴岛域输水管线工程水库闸井处盾构进洞加固施工方案长兴岛域输水管线工程水库闸井处盾构进洞加固施工方案 目 录目 录 1第一章 概述 31.1工程概况 31.2 编制依据 31.3 编制内容 31.4场地工程地质条件 31.5设计要求及工作量统计 41.5.1 三轴搅拌桩设计要求 41.5.2 高压旋喷桩设计要求 51.5.3钻孔灌注桩设计要求 5第二章 本加固工程的难点、重点与措施 5第三章 施工总体方案及部署 63.1总体目标 63.2施工部署 63.2.1施工准备 63.2.2施工平面布署及施工总体安排 63.2.3施工流程安排 73.3施工工期 73.4保证工程进度控制与管理 73.5施
2、工人员配备 8第四章 施工设备的配备 8第五章 施工工艺 105.1 三轴搅拌桩 105.1.1三轴搅拌桩施工工艺 105.1.2 水灰比配置 115.1.3 施工机械(见机械设备表) 125.1.4 质量保证措施 125.2 高压旋喷桩 125.2.1 二重管旋喷桩工艺流程 125.2.2高压旋喷桩的布置 125.2.3主要施工技术参数 125.2.4高压喷射注浆施工方法及技术要求 135.3钻孔灌注桩 145.3.1钻孔灌注桩施工 145.3.2 钻孔灌注桩钢筋笼制作与吊安 155.3.3水下砼灌注 165.3.4 试块制作及养护 17第六章 质量保证项目和质量保证措施 176.1质量保证
3、项目 176.2质量保证措施 186.2.1管理措施 186.2.2技术措施 186.2.3技术资料整理 19第七章 安全生产与文明施工 197.1安全生产 19安全生产保证措施 197.2文明施工 20文明施工保证措施 20第一章 概述1.1工程概况长兴岛域输水管线工程位于长兴岛中部，是连接青草沙水库和长江过江管工程的重要设施。长兴岛域输水干线建设规模为708万m3/d，主要为采用重力流盾构敷设2根原水输水管，线路长约5.4公里。岛域输水管线起自青草沙水库出水输水闸井，沿北环河北侧及上海长江隧桥工程西侧，并穿越上海长江隧桥工程，止于长江原水过江管工作井，为青草沙水源地原水项目陆域输水管线工程
4、中的子项目。本工程水库闸井处盾构进洞加固采用850mm三轴搅拌桩加固，夹缝封闭采用800mm二重管高压旋喷桩加固，加固区内沿中隔墙走向打设一排钻孔灌注桩作为挡土墙。1.2 编制依据1）建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002；2）上海市市政地下工程施工及验收技术规程DBJ08-26-1999 ；3）DGJ081162005型钢水泥土搅拌墙技术规程4）施工现场临时用电安全技术规范；5）我公司在上海地区类似工程的施工经验；6）上海市及我公司有关文明施工的文件规定。1.3 编制内容编制内容为长兴岛域输水管线工程水库闸井盾构进洞地基加固施工组织设计，确保优质、高效、文明、安全的完成该工
5、程的施工任务。1.4场地工程地质条件(1)工程地质情况本工程施工范围内为第四纪松散沉积物，属第四系河口、滨海、浅海、沼泽相沉积层，主要由饱和粘性土、粉性土以及砂土组成，一般具有成层分布特点。综合分析管线工程沿线土层主要分布特点有：（1）整个工程沿线位于古河道分布区域；（2）浅部均有第3层粉性土（砂土）分布；（3）中部第层厚度较大，土性变化大；（4）深部第层层位分布不稳定，且其层顶埋深较深。具体分析：拟建工程沿线地基土构成及特点如下：第1层灰黄杂色填土，大部分区域以素填土为主，含植物根茎、碎石等杂物，局部村庄区域上部为杂填土，含大量碎砖、碎石等杂物，下部以素填土为主；第2层灰黑色浜土，以粘性土为
6、主，含大量黑色有机质；第1层褐黄灰色粉质粘土夹粘质粉土，含云母、氧化铁条纹及铁锰质结核，土质不均匀，受沉积环境及沉积年代影响，该层同上海市区第层“硬壳层”土性有所区别；第3层粉性土、砂土层，根据土性差别，可分为第3-1、第3-2层两个亚层：第3-1层灰色砂质粉土夹粉质粘土，含云母，夹薄层粘性土，局部夹粉砂，土质不均匀；第3-2层灰色粉砂，颗粒组成成分以长石、石英、云母为主，层底夹薄层粘性土及砂质粉土，局部以细砂为主，土质不均匀，在拟建场地AK2+720AK3+660间缺失；第3层层总厚度较大，具有较高的透水性，有利于土体排水固结。第层淤泥质粘土，含云母、有机质，呈流塑状态，具有高含水量、高灵敏
7、度、高压缩性的特点；第层土层厚度大，根据土性不同，可分为第1、第2及第3层3个亚层，其中第1层又可分为第1-1、第1-2层2个次亚层：第1-1层粘土，含云母、有机质，呈软塑流塑状态，具有高含水量、高灵敏度、高压缩性的特点；第1-2层灰色粉质粘土，含云母、有机质，夹薄层粉性土，局部夹粘土；第2层灰色粘质粉土夹粉质粘土，含云母，局部以砂质粉土、粉砂为主，土质不均匀，该层在拟建场地约AK0AK4+830及AK4+920AK5+030间均有分布，但在里程AK4+040以前该层土性较好，以后土性不均，局部夹多量粘性土；第3层灰色粉质粘土，含云母、有机质、腐植物及钙质结核，夹多量粉性土，局部夹多量粉砂，土
8、质不均，该层在拟建场地约AK4+140AK5+310间有分布，层面埋深及层厚变化较大。第层层顶埋深较深，根据土性不同，可分为2个亚层：第1层灰色砂质粉土，上部夹多量薄层粘性土，局部夹多量粉性土，土质不均，层面埋深变化较大；第2层灰色粉细砂，颗粒组成成分以长石、石英、云母为主，局部夹多量粉性土。各土层的土性描述与特征详见附表1地层特性表(3)场地水文地质情况拟建场地浅部地下水属潜水类型。勘察期间测得的地下水静止水位埋深一般为0.302.90m（相应标高为3.501.07m）。本工程微承压水主要分布于第2层，承压水主要分布于第层（局部区域该2层连通），根据上海地区的区域资料，承压水埋深一般在311
9、m，均低于潜水水位，并呈年周期性变化。本工程沿线潜水水位主要受大气降水影响。当有降雨补给时，潜水水位明显上升，降雨停止后潜水水位逐渐回落，回落速度较为缓慢；地下水与江水的水力联系观测结果表明：临近长江区域（距江边1020m），长江潮汛对潜水水位有一定影响，其影响变化幅度约3040cm，远离长江后（距江边大于20m），基本无水力联系。1.5设计要求及工作量统计1.5.1 三轴搅拌桩设计要求1) 本工程标高均以米计，尺寸均以毫米计。2) 三轴搅拌桩采用850mm，水库闸井的加固底标高为15.5米,桩深19.12米，其中强加固有效桩长为13.5米，弱加固有效桩长为5.62米。（详见水库闸井处的盾构进
10、出洞加固平面图和剖面图）3) 三轴搅拌桩强加固水泥掺入量为20，弱加固水泥掺入量为10。加固土体28天无侧限抗压强度qu0.8MPa，渗透系数10-8cm/sec，弱加固土体强度不得小于原状土，最外一圈必须强加固至地面。4) 三轴搅拌桩加固水泥采用P.C 32.5级复合硅酸盐水泥，水泥使用前必须复检。5) 对于影响搅拌桩成桩质量的不良地质条件和地下障碍物，应事先予以处理后再进行搅拌桩施工，同时应适当提高搅拌桩的水泥掺量。6) 水泥土搅拌桩应进行试成桩，确定实际采用的水泥浆液水灰比，成桩工艺和施工参数。7) 桩与桩的搭接时间不宜大于24h，若因故超时，搭接施工中必须放慢搅拌速度保证搭接质量，若因
11、搭接时间过长无法搭接或搭接不良，应作冷缝记录在案，并经监理和设计单位认可后，采取在搭接处补做搅拌桩或旋喷桩等技术措施，确保搅拌桩的施工质量。8) 桩体垂直度偏差不大于1/200，桩位偏差不大于50mm，桩深偏差不得大于50mm。1.5.2 高压旋喷桩设计要求1)本工程标高均以米计，尺寸均以毫米计。2)高压旋喷桩加固标高范围,桩深与相邻搅拌桩相同，详见桩剖面图。3)夹缝封闭高压旋喷桩采用二重管法，水泥用P.C 32.5级复合硅酸盐水泥，桩径800mm，相邻桩搭接距离为300mm，水泥用量450kg/m3，水泥浆液水灰比1.0。水泥使用前必须复检。4）压力控制：气压不小于0.5MPa,水泥浆液压力
12、宜大于24Mpa。1.5.3钻孔灌注桩设计要求1）钻孔桩采用水下C30砼，保护层厚度为70mm；2）钢筋笼桩顶标高为+1.0m，桩底标高-18.5m，总长19.5m；3）钢筋笼住进为1622，加强筋为141500，螺旋筋为8200。第二章 本加固工程的难点、重点与措施1）本进水闸井是用地下连续墙作为围护结构，地下连续墙的两侧用850三轴搅拌桩作槽壁加固，槽壁加固桩距离地墙有100cm间隙，这种情况给盾构洞门进洞的夹缝加固带来了相当大的难度。2）第3层总厚度较大，以砂质粉土和粉砂为主，局部以细砂为主，土质不均匀，具有较高的透水性，所以该层土的加固质量特别重要。3）由于地墙槽壁加固桩的存在，使洞门
13、加固有了两条夹缝封闭桩。夹缝封闭旋喷桩施工质量的好坏，直接影响到盾构打开洞门的成功与否，所以夹缝封闭旋喷桩施工也是本工程的重点。措施：因进水闸井地下连续墙两侧槽壁加固，加固范围为自地表至地表以下20.4m。靠近地墙的封闭桩在引孔时应紧靠地下连续墙，使旋喷的水泥浆能与地墙紧密结合，所以水库洞门加固施工时把靠近地墙的一排旋喷桩贴着地墙，加固深度自地面至原地墙槽壁加固桩以下3.0米，使原加固土体底部能够有效封闭，其余旋喷桩的加固深度满足洞门加固的技术要求。针对第3层的特殊情况，土体加固质量通过合理的施工流程来保证。第一工序的搅拌桩先施工洞门两边的一排强加固桩，使洞门两侧形成两排隔断墙，阻止第二工序搅
14、拌桩的加固浆液通过砂层流失。第二工序搅拌桩从靠近洞门侧开始施工，然后逐排向外施工。第三工序再施工夹缝封闭旋喷桩。第三章 施工总体方案及部署3.1总体目标1) 工程质量：确保工程质量符合设计和规范要求，工程一次验收合格率100%。2) 安全、文明生产：安全生产无重大伤亡事故，争创文明工地。3.2施工部署3.2.1施工准备3) 接受甲方移交的场地，并办理移交手续，移交的场地要求做到“三通一平”（电通、路通、水通、场地平整）以及清理地上地下障碍物等，场地需先开挖施工沟槽，。开挖沟槽的土方进行土方车外运。高压旋喷桩施工废泥浆拟采用泥浆车进行外运处理。4) 会同建设方、设计方、监理公司进行图纸会审，明确
15、设计意图和具体要求，如有问题、协商解决，确定检验标准、手段，以确保工程质量和施工方案的顺利实施。5) 现场踏勘，熟悉地形及工程地质条件。召集项目部人员认真阅读设计施工图及设计书说明，选定合适的施工方案，编制施工桩位平面图并且进行编号。编制好详细的施工组织设计后及时报审。6) 组织机械设备进场，及时组装调试，并请总包、监理验收，验收合格后方可使用。做好施工现场平面布置。建立配电系统和照明、供水系统，以及搭建临时设施。7) 根据设计图纸测放控制点，标出施工区域，着手开挖排浆沟、集污坑。8) 挖沟槽并清理地下障碍物。泥浆池，在场地受限情况下，可调整为泥浆箱，依据实际情况而定。9) 材料准备，按规定搭
16、设水泥仓库，水泥进场必须有出厂质量证明书，对进货水泥品种、标号、包装、出厂日期进行核对验收，超出出厂日期2个月的水泥不得使用。并按有关规定堆放、储存。请总包、监理对水泥取样进行监督并送实验室检验，水泥检验合格后方可使用。10) 根据总包提供的轴线按施工图放出桩位，并设临时控制点，施工前请总包、监理验收合格后方可施工。11) 组织施工人员进行质量、安全技术交底，使全体人员充分明确本工程的特殊要求及设计要求和质量要求。3.2.2施工平面布署及施工总体安排1)施工用电：利用水库闸井现场低压箱变作为桩机动力。1) 施工用水：利用大堤南侧随塘河取水。2) 施工材料：采用散装水泥、商品混凝土等，现场。3.
17、2.3施工流程安排根据总体工程进度要求，本工程第一流程将先施工往水库闸井方向的出洞加固，第二流程施工钻孔灌注桩，第二流程施工该出洞加固的旋喷夹缝加固，确保盾构机的出洞时间。紧接着施工同一侧的另一个出洞加固。整个搅拌桩加固过程遵循先施工洞门两边的一排强加固桩，使洞门两侧形成两排隔断墙，阻止中间搅拌桩的加固浆液通过砂层流失。中间搅拌桩从靠近洞门侧开始施工，然后逐排向外施工。搅拌桩加固结束后应马上施工钻孔桩，避免时间长了成孔困难，最后再施工夹缝封闭旋喷桩。3.3施工工期本工程先进行三轴搅拌桩的施工，搅拌桩施工结束后再施工钻孔桩，然后夹缝封闭旋喷桩。高压旋喷桩夹缝封闭采用XP-20低架旋喷桩机施工。计
18、划24小时连续施工，综合考虑各方面因素，加固工期约 23 日历天。表31 施工进度计划表日历天工序30d 机械进场及设备安装调试5d测量放样1d三轴搅拌桩加固施工10d钻孔桩施工6d高压旋喷桩施工8d机械退场1d3.4保证工程进度控制与管理1）根据施工总进度计划，编制具体的周和日作业计划，搞好施工调度。2）根据施工总进度计划合理安排施工顺序与作业计划，配备足够的劳动力，机械设备、材料及时进场，加强队伍组织管理，优化劳动组合，实行以单桩为单位的经济承包责任制，激励广大职工的生产积极性，提高生产效率和质量。3）设备进场前进行一次大的检修与保养，施工期间加强设备管理，配备强有力的机修班子，备足设备的
19、易损零部件，确保设备安全运行。4）积极组织材料货源，保证按设计要求及时供应材料。及时做好原材料检验等准备工作。5）精心组织、合理安排好各工序的交叉衔接施工，减少辅助作业时间和待工、窝工等现象。6）在施工中，强化工序管理，严格质量控制，是保障工程质量的关键所在，要使影响每道工序的制约因素都处在控制范围之内（尤其是关键工序），就必须精心操作，严格控制、严格把关。7）为保证工期，如在不影响工程质量的前提下，改进施工流程，并及时向有关部门报批。8）组织熟练工作为本工程的操作手。9）做好文明施工，同时协调好与居民之间的关系，使施工能顺利进行。3.5施工人员配备本工程采用项目法管理，实行项目经理负责制。根
20、据ISO-9001质量管理体系标准，明确各工序衔接和岗位职责，及时召开现场协调会，落实各阶段保证质量、安全、现场文明及工程进度的管理措施，及时解决施工中遇到的困难。协调好与建设单位、设计单位及现场监理等各方的关系，确保工程顺利进行。表32 现场施工人员及岗位职责一览表序号岗 位人数工 作 职 责1项目经理1本工程施工的组织者和管理者，是工程质量第一责任人。对工程质量、安全、工期、文明施工负领导责任。2技术负责1全面负责工程施工的技术及质量管理。3质检员1全程检查、监督工程施工质量。4施工员1负责施工生产管理。5安全员1负责现场安全生产。6水电工1负责供应工地施工用水、用电。7桩工4按设计要求进
21、行打桩作业。8泵工2负责高压水、水泥浆、压缩空气的正常供应。9制浆班6负责制备水泥浆液。第四章 施工设备的配备根据设计图纸及说明，按照本工程的实际特点，为能保质保量按时完成施工，我公司决定投入1台三轴搅拌桩机、1台XP-20型旋喷机进场作业。同时根据工程实际情况，我公司在需要时将作必要调整。表41 三轴搅拌桩主要施工机械设备表序号设备名称规格型号数量备注1三轴搅拌桩机（头）ZKD85-31台2履带式桩机机架DH-6081台3灰浆桶0.9M34只4存浆桶2M34只5压浆泵BW-3503台1台备用6灰浆搅拌机YJ-31台7空压机91台表42钻孔桩主要施工机械设备一览表序号机械名称型号单位数量电容量
22、(KW)1工程钻机GPS-10型台1372泥浆泵3PNL台1223电焊机BX-300台1204导管250米305污水泵N86L台17.5表43 高压旋喷主要施工机械设备一览表序号机械名称型号单位数量电容量(KW)1高压旋喷机Xp-20台1302空气压缩机WY-7/6台1373高压注浆泵GZB-40A台1904搅拌桶S1200台3335低压泥浆泵BW-150D台17.5第五章 施工工艺5.1 三轴搅拌桩5.1.1三轴搅拌桩施工工艺清除地下障碍物、平整场地 开挖泥浆沟水泥浆配置定位压缩空气压入注入压浆注入三轴搅拌机就位压浆钻进与搅拌压浆提升与搅拌施工结束三轴搅拌桩施工工艺流程(1)测量放线根据交桩
23、记录提供的坐标基准点、总平面布置图、围护工程施工图。依据施工图放出桩位控制线，设立临时控制桩，完善测量放样报验审批手续，提请监理复核。(2)开挖沟槽根据基坑围护边线用0.4m3挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为8001200mm,并清除地下障碍物，开挖沟槽土体应及时处理，以保证SMW工法正常施工。(3)桩机就位由当班班长统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板，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20mm。成桩后桩中心偏位不得超过20mm，桩身垂直度偏差不得超过1/2
24、00。(4)制备水泥浆液及浆液注入在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。水泥浆液的水灰比为1.52.0，每立方搅拌水泥土水泥用量360kg，土体加固后，搅拌土体28天抗压强度不小于0.8 Mpa。水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过12小时（初凝时间）。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合，注入注浆压力为0.4Mpa 0.6Mpa，注浆流量：150200L/min/每台。(5)钻进搅拌SMW工法围护桩桩身采用一喷一搅工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌
25、，同时严格控制下沉和提升速度： 下沉速度为0.51.0mmin； 提升速度为1.02.0mmin；在桩底部分宜重复搅拌注浆。5.1.2 水灰比配置水泥浆液配比须根据现场试验进行修正，参考配比范围为：水泥水11.52.0根据围护施工的特点, 水泥土配比的技术要求如下:水泥掺入比的设计，必须确保水泥土强度，降低土体置换率，减轻施工时对环境的扰动影响。据设计要求，结合工程实际，拟订此次三轴搅拌桩的水泥浆液参数为：水泥采用普通硅酸盐水泥，标号不低于P.C 32.5级；水灰比为1.52.0；水泥浆比重1.331.29；三轴搅拌桩强加固水泥掺量为20%，弱加固为10%；5.1.3 施工机械(见机械设备表)
26、5.1.4 质量保证措施（1）控制水灰比与用水量水灰比为确定后，即可确定不同施工幅断中用水量。另外，在施工中除了控制水灰比以外，还应测定水泥浆的比重，定时抽查，发现问题及时纠正。（2）注意控制搅拌速度根据工程实践，钻进搅拌速度与地质土层有关：对于粘性土一般在0.51m/min,砂性土11.5m/min。而钻机提升搅拌速度一般为12m/min。钻进搅拌速度比提升速度慢一倍左右，这是为了水泥土能够充分搅拌混合均匀。需要强调的是，提升速度不宜过快，避免出现真空负压、孔壁塌方。另外，按照三轴搅拌桩的施工工艺，三轴搅拌机在下钻时，注浆的水泥用量占总数的7080，而提升时为2030。5.2 高压旋喷桩5.
27、2.1 二重管旋喷桩工艺流程5-1：二重管高压旋喷注浆施工工艺流程图5.2.2高压旋喷桩的布置设计旋喷桩直径为800，旋喷桩位置详见附图: 5.2.3主要施工技术参数根据设计要求，确定以下高压旋喷桩施工参数：二重管高压旋喷桩，桩径1000mm，搭接300mm，水灰比1.0，水泥用量450kg/m3； 详见下表：二重管法高压喷射注浆施工技术参数水灰比1.0浆旋喷压力2426Mpa排量9095L/min喷嘴孔径2.2mm喷嘴个数2气压力0.7 Mpa提升速度1820cm/min旋转速度10r/min浆液配合比水：水泥1：1水泥掺量450kg/m35.2.4高压喷射注浆施工方法及技术要求1） 控制点
28、布设于非施工区域，并设置半永久性标志。桩位测放则采用50m钢卷尺进行，桩位误差20mm。2） 钻机就位应准确，钻机架设应平稳坚实，就位偏差20mm。3） 引孔时用水平尺控制桩架垂直度，成孔偏斜率控制在1以内。4） 按照设计要求的喷浆提升速率，核定卷扬机的转速。5） 高压旋喷前首先应检查高压设备和管路系统，保证其压力和流量满足要求，注浆管及高压喷嘴内不得有任何杂物，避免堵管。检查注浆管接头的密封圈及其他密封部件必须完好。6） 注浆管下沉至设计孔深前，应及时按设计配合比制备好水泥浆液。然后按设计要求输入水泥浆液，待浆压升至设计值后，按规定的提升速度和旋转速度提升注浆管，进行由下而上的喷射注浆。旋喷
29、开始后应连续作业。7） 水泥浆液应随配随用，浆液搅拌采用二级搅拌，防止水泥浆沉淀。制备好的水泥浆液应用20目筛网过滤。8） 搅拌水泥浆液时，水灰比应按设计要求不得随意改动，禁止使用受潮结硬，过期的水泥。9） 高压旋喷注浆作业时，供浆、送气应连续，一旦中断，应将注浆管下沉至停供点200mm以下，待恢复供应后再旋转提升。注浆管拆卸后重新喷射作业的搭接长度不应小于100mm。10） 高压喷射注浆过程中，当冒浆量小于注浆量的20%时为正常现象。如果发现超过20%或完全不冒浆时，应采取下列措施；1. 地层中空隙大而引起不冒浆时，应加大注浆量，待填满空隙后继续喷浆提升。2. 冒浆量过大时，可提高注浆压力或加快提速，以减少冒浆量。11） 预先根据场地计算好桩顶及桩底标高，并在机
