高压旋喷桩施工方案
一 工程概况
1.编制依据
青岛市地铁一期工程(3号线)14标段施工合同文件；
青岛市地铁一期工程(3号线)14标段永火区间明挖段围护结构施工图纸； 《建筑基坑支护技术规范》（YB9258-97） 《建筑基坑支护技术规程》（GB120-99） 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002） 《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）
中铁十四局集团有限公司同类施工实践中的经验总结以及综合开发、推广、
吸收运用的新技术、新设备、新工艺。
2.工程概况
青岛市地铁一期工程（3号线）永平路站～火车北站区间明挖段位于胶济铁路西侧，最近处距胶济铁路约26.5m。
永平路站～火车北站区间明挖段东接本区间暗挖段，西接铁路火车北站，采用单层单、双跨箱形框架结构。区间右线隧道全长131.996m，考虑左线短链4.249m，左线隧道全长133.262m。区间净宽9.820～14.483m，呈东西走向。顶板覆土厚度约为5.484～6.893m,底板埋深约12.284m～13.543m，采用明挖顺做法施工，总工期20个月。
明挖区段围护结构外围采用放坡开挖，在基坑一级平台上施工高压旋喷桩止水帷幕，旋喷桩直径1200mm，桩心距800mm，桩间咬合400mm，总桩数为467根。 3.工程地质及水文地质条件
(1)本场区高压旋喷桩施工范围地质分述如下：
杂填土： 普遍分布于胶济铁路以西地段表层，黑色、灰黑色、杂色等，湿~饱和，松散，该层上部以回填碎石、碎砖等建筑垃圾为主，下部含淤泥、生活垃圾、碎石、角砾等，部分地段含工业碱泥。
1 -
中铁十四局集团有限公司 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 淤泥质粉质黏土：褐色、灰黑色，流塑，局部为软塑，有腥臭味，含少量腐植物及贝壳，局部夹少量砂。
粉质黏土：褐黄色，可塑，具中等压缩性，见铁质氧化物及结核，含粗砂5%，韧性较好，干强度高，局部含较多粗砂。
(2)水文地质条件
本段胶济铁路以东地段含水层以第四系砂土层为主，线路通过区第四系不发育，富水性贫；胶济铁路以西地段含水层以杂填土为主，松散土层孔隙水发育，富水性中等。地下水主要赋存在上部松散土层中。
地下水接受大气降水入渗和地表水入渗补给,地下水具有明显的丰、枯水期变化,丰水期水位上升,枯水期水位下降，一般年内变幅1~2米。
二 施工总体部署
1.工期安排及相关工程量
本区段采用1台三重管高压旋喷注浆施工旋喷桩，按每天施工12根桩计算，总计467根桩大约需要39天完成，计划工期安排如下：
旋喷桩施工工期：2010年11月19日至2010年12月28日 相关工程量：①水泥约2000t；
②施工桩长约3500m
严格按照设计规范要求及施工程序（各工序的综合协调）进行施工安排，以保证施工顺利进行。 2.施工准备
施工前，完成以下准备工作：
(1) 技术准备：熟悉、审查施工图纸，对图纸结构尺寸和工程量进行复核，学习相关施工规范，掌握施工标准。
(2) 施工现场准备工作：地上、地下各种管线及障碍物的勘测定位和坑探；施工现场的平整；测量放线；临时道路、临时供水、供电等管线的敷设；临时设施的搭设；现场照明设备的安装。
(3) 劳动组织准备：做好施工人员入场教育等工作。准备进场施工人员16人 ,机械工班8人,其他管理人员和施工配合人员8人。
(4) 材料、机械准备：根据相关的设计图纸和施工预算，编制详细的材料、机械
中铁十四局集团有限公司 - 2 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 设备需要量计划；签定材料供应合同；确定材料运输方案和计划；组织材料按计划进场和保管。 3.资源配置
（1）机械设备：本次试桩采用的施工机具有引孔钻机、三重管旋喷机、高压输水泵、输浆泵和空气压缩机，施工机具的技术参数如下：
名称 钻机 型号 XY-2G 技术参数 喷嘴直径1.8～3.2mm，提升速度5～25cm/min旋转速度5～15rpm 喷嘴直径1.8～3.2mm，提升速度5～25cm/min，旋转速度5～15rpm 压力0～0.8Mpa,排风量2m3/min 压力0～40MP 压力0.5～3Mpa 三重管旋喷机 空气压缩机 高压输水泵 输浆泵 VF-6/7-A BW-100 （2）材料：水泥采用山铝牌P.0 42.5普通硅酸盐水泥，施工用水采用城市饮用水供水系统自来水。
三 施工方法及施工工艺流程
1．施工方法及流程
施工时首先用钻机引孔，再用旋喷机喷射，即先把三重管下到预定加固范围最深点，然后自下而上进行高压喷射注浆切割土体，一次成桩，其工作步骤为： （1）钻机就位：钻机需平置于牢固坚实的地方，钻杆对准孔位中心，偏差不超过5cm。
（2）钻孔下管：钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置。在插入注浆管前先检查高压水与压缩空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭。在下管过程中，需防止管外泥砂堵塞喷嘴，确保下管顺利，下管过程中同时输送低压（0.1～2MPa）水冲孔喷下，直至注浆喷头下到预定位置（预定加固范围最深点）。
(3）制浆：本项目旋喷桩喷射注浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，本次试桩确定的水泥浆液水灰比为1:1，最终确定延米水泥用量为550Kg，引孔确定孔深后，依据孔深计算单桩水泥用量，按水灰比计算水用量，拌浆桶内径1000mm，桶高650mm，在桶内面距桶底25cm处划红色标线，作为水灰比1的添水标线，此时水泥用量为200Kg，
3 -
中铁十四局集团有限公司 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 添好水后，边搅拌边添加4包水泥，搅拌均匀后放到二级搅拌桶内继续搅拌，然后用输浆泵送到旋喷管内，进行旋喷施工。
(4）试管：当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压，若注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压旋喷作业。
(5）高压旋喷作业：开始时，先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，在一般情况下，压缩空气可以晚送30s。达到预定的喷射压力、喷浆量后，再进行边旋转、边提升、边喷射。喷射高压射浆自下而上连续进行，注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转和提升速度等参数，应符合相关确定的参数要求。
(6）喷浆结束与拔管：喷浆由下而上至设计高度后，停止喷浆，拔出喷浆管，喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拔管要及时，切不可久留孔中，否则浆液凝固后将难以拔出。
(7）注浆设备清洗：当喷浆结束后，立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。 2.施工参数对照表
项目 压缩空气 气压（MPa） 流量（m3/min） 水泥浆 高压水 压力（MPa） 浆量（l/min） 压力（MPa） 0.7 1.1 1.0 60 30～40 12 10 1.8 1.0 技术参数 提升速度（cm/min） 旋转速度（r/min） 喷嘴直径（mm） 水灰比 浆量计算:以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间，计算出浆量，计算公式为： Q=(H/v)q(1+β) 式中 Q—浆量（m3）； H—喷射长度（m）；
q—单位时间喷浆量（m3/min）； β—损失系数，通常0.1～0.2； v—提升速度（m/min）。
4 -
中铁十四局集团有限公司 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 3.施工工艺流程图
测放桩位 引孔钻机就位 开孔检查 钻进成孔 清孔 换浆清渣 启动空压机送风 启动高压泵送水 移钻 试喷检查 插入高喷管 浆液配制泵送 高喷作业 观察高喷参数 回灌 孔内保持满浆 搬迁 旋喷桩施工工艺流程图
4.施工保障措施
(1)加强施工机械设备准备，钻机提升所用电动机应能保证钻杆顺利提升，钻杆旋转所用电机能保证钻杆顺利按正常匀速旋转，防止出现卡钻和堵管现象。
(2)作好材料储备和现场其它准备工作，主要准备普通硅酸盐水泥, 对进场水泥作好检验,质量要满足试桩材料要求。现场所用搅拌桶、电动机及相关施工工具安装调试完好，确保能顺利施工。
(3)加强施工过程控制，开钻前检查钻杆的垂直度和钻杆长度满足钻孔深度，钻孔要超钻50cm，孔底注浆稳定一段时间并由现场值班技术人员检查后才能上提，认真监督提升速度和旋转速度，出现卡钻后要重新下钻注浆，确保整个施工处于可控状态。
四 施工质量保证措施
1.质量标准
中铁十四局集团有限公司 - 5 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 （1）保证项目
旋喷桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比符合设计要求。 检验方法：检查出厂证明、合格证、试验报告。 （2）基本项目
高压旋喷桩桩体深度、直径和桩体强度等符合设计要求。 检验方法：钻孔取样检验、标准贯入试验等。 （3）允许偏差
旋喷桩的允许偏差和检验方法应符合下表的规定。 项 目 桩体中心位置 钻孔垂直度 2.施工注意事项
（1）钻机就位后应进行水平、垂直校正，钻杆应与桩位吻合，偏差控制在50mm内。
（2）旋喷桩施工前必须确定旋喷施工参数：旋喷速度、提升速度、喷嘴直径等。 （3）旋喷桩管达到预定深度后，应进行高压射水试验，合格后方可喷射浆液，待达到预定压力排量后，再逐渐提升旋喷管，深层旋喷时应先喷浆后旋喷和提升，防止注浆管扭断。
（4）旋喷冒浆处理
冒浆：旋喷时高压喷射流在地基中切削土体，其加固范围就是喷射距离加上渗透部分长度为半径的圆柱体。一部分细小的土粒被喷射浆液所置换，随着液流被带到地面上（俗称冒浆），其余与浆液搅拌混合。
在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管冒出地面，通过对冒浆观察，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆者，应查明原因，采取相应的措施。
地层中有较大的空隙而引起不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，使浆液在一定范围内凝固。另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴直径、加快提升和旋喷速度等措施，减小冒浆量。
允许偏差 ±50mm ≤0.5% 检验方法 拉线及尺量检查 吊线和尺量检查 中铁十四局集团有限公司 - 6 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 （5）在插管旋喷过程中，要注意防止喷嘴被堵，压力和流量必须符合设计值，否则要拔管清洗，再重新进行插管和旋喷。插管过程中，为防止泥砂堵塞，可边射水边插管，以免泥砂堵塞。
（6）选用水泥应经试验及过筛，其细度应在标准筛（孔径0.08mm）的筛余量不大于15%，浆液搅拌后不得超过4 小时。
（7）钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆要保持钻杆有0.3m 以上搭接长度，以免旋喷固结体脱节。中途机械发生故障时，应停止提升和旋喷，以防断桩。并应立即检查，排除故障。为提高旋喷桩桩体质量，在桩底部1m 范围内应采取较长持续时间的措施。
（8）旋喷桩施工完成后，不能随意堆放重物，防止旋喷桩变形。
（9）旋喷桩体的施工质量是保证施工期间基坑围护止水的关键，旋喷桩施工时，应严格按照施工规范进行施工。其施工要点如下：
①高压喷射注浆的施工参数应根据工艺试桩通过现场试验和施工经验调整，并在施工中严格加以控制。
②施工时应保证钻孔的垂直偏差不应超过0.5%，桩位偏差不应大于50mm。 ③喷射压力，提升速度对成桩直径有较大影响，根据工艺试桩总结进行调整。 3.施工检查内容
(1)施工前检查
在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面： ①原材料（包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂）的质量合格证及复验报告，拌和用水的鉴定结果；
②浆液配合比是否合适工程实际土质条件；
③机械设备是否正常，在施工前应对地质钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运行，同时确保钻杆（特别是多重钻杆）、钻头及导流器畅通无阻；
④检查喷射工艺是否适合地质条件，在施工前也应作工艺试喷，试喷桩孔数量不得少于2孔，必要时调整喷射工艺参数。
⑤施工前还应对地下障碍情况作一普查，以保证钻进及喷射达到设计要求。 (2)施工中检查
施工中重点检查内容有： ①钻杆的垂直度及钻头定位；
7 -
中铁十四局集团有限公司 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 ②水泥浆液配合比及材料称量；
③钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等；
④喷射注浆时喷浆（喷水、喷气）的压力、注浆速度及注浆量； ⑤孔位处的冒浆状况；
⑥喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度；
⑦施工记录是否完备，施工记录应在每提升１m或土层变化交界处记录一次压力流量数据。
(3)施工后检查
施工后主要对加固土体进行检查，包括： ①固结土体的整体性及均匀性； ②固结土体的有效直径； ③固结土体的强度； ④固结土体的抗渗性； ⑤固结土体的溶蚀和耐久性能。 4.成桩质量检查
(1)质量检验时间、内容
施工对喷射施工质量的检验，应在高压喷射注浆结束后1周，检查内容主要为加固区域内取芯实验等。
(2)质量检验数量、部位
检验点的数量为施工注浆孔数的2%～5%，对不足20孔的工程，至少应检验2个点，不合格者应进行补喷。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。
(3)检验方法
旋喷桩的检验可采用钻孔取芯方法进行。
钻孔取芯：在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度，及其抗渗能力。
五 注意事项
1.质量保证体系
为了保证工程施工质量，满足本设计及规范要求，由项目经理部质量管理领导小
中铁十四局集团有限公司 - 8 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 组下的三级质量管理机构，即项目经理部质量管理领导小组→施工队质量管理小组→班组质量管理小组，其中班组质量管理小组由成孔班QC小组、灌注班QC小组、钢筋加工班QC小组、旋喷班QC小组等质量管理小组组成。通过管理职责、程序构成了质管有机整体，成为本工程现场质量管理保证体系。
主管工程师 刘向明 质检工程师 涂志强 项目总工 石超
质检员 王超 技术员 李鹏 材料员 刘志洲 试验员 刘涛 测量员 王保军 钻孔工班 钢筋工班 质量保证组织机构图
2.组织保证体系
依据永火区间明挖段围护桩分项工程的实际情况，建立由项目总工领导，质检工程师和主管工程师中间控制的组织保证体系，确立本分项工程质量保证组织机构图如上图所示。
⑴主管工程师负责施工技术和质量的日常工作，经常与监理工程师沟通，及时听取监理工程师对本分项工程质量工作的意见，特别对监理提出的改进意见和措施及时组织有关人员进行落实。
⑵质检员主要对工班施工人员进行质量教育，提高施工人员质量意识，并对钻孔注浆进行全程检查。
⑶技术员主要对施工人员进行技术交底,明确旋喷桩施工的技术标准。 ⑷如发生质量问题，主管工程师立即口头上报监理，并在4小时内递交有关质量
中铁十四局集团有限公司 - 9 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 问题的书面详细报告，包括时间、部位、细节描述、产生原因等。
⑸放桩位线：由测量班专人验线并作桩位预检记录。
⑹钻孔：钻机就位时,经队技术员检查桩位的偏差及垂直偏差，符合要求后方可开钻,终孔后经质检工程师检查孔深后,开始下管喷浆。
⑺注浆：注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格控制，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆时，应立即停止注浆，每段注浆量应严格按设计要求进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。
⑻每道工序要专人负责，并做好各工序的操作记录。 3.技术资料保证体系
工区技术主管负责在施工中收集、整理各种原始资料和记录，项目部工程技术部负责汇总、存档，并及时上报监理。
六 安全保证和文明施工
1.用电作业安全措施
（1）现场照明：照明电线绝缘良好，导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。照明灯具的金属外壳必须接零。室外照明灯具距地面不低于3m，室内距地面不低于2.4m。 （2）配电箱、开关箱：使用BD型标准电箱，电箱内开关电器必须完整无损，接线正确，电箱内设置漏电保护器，选用合理的额定漏电动作电流进行分级匹配。配电箱设总熔丝、分开关，动力和照明分别设置。金属外壳电箱作接地或接零保护。开关箱与用电设备实行一机一闸保险。同一移动开关箱严禁有380V和220V两种电压等级。 （3）接地接零：接地采用角钢、圆钢或钢管，其截面不小于48mm2，一组二根，接地间距不小于2.5m，接地符合规定。电杆转角杆、终端杆及总箱、分配电箱必须有重复接地。 2.施工现场安全措施
（1）施工现场设安全员，各班作业都要有安全员跟班作业，以确保施工安全。全体人员必须认真执行各工种的安全操作规程及有关规定。
（2）施工前，安全员对施工人员要进行“三级”安全教育。要向施工人员做专项安全技术交底。
（3）施工人员进入施工现场，必须戴安全帽，服从值班员指挥和监督。进场施工人员必须符合有关青岛市劳务人员用工的有关规定及条例，证件齐全。高空作业人员
中铁十四局集团有限公司 - 10 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 必须挂好安全带。
（4）现场设健全的安全领导小组，安全长闵德斌任组长，安全组织机构图如下：
3.文明施工措施
引孔工班安 全 员 张海涛 安 全 长 闵德斌 质 检 员 王超 旋喷工班（1）现场各施工环节严格按照规范要求进行施工，施工中严格落实“六位一体”的施工要求，严格执行管理制度、人员配备、现场管理、过程控制标准化的体系运行。
（2）生产、办公、生活区划分明显，布局合理，按功能划分办公区、生活区、施工场地、加工车间、材料库房、拌合站、试验室，供风、水、电、设备设施严格按照公司文明施工文件执行。
（3）统一标准，我单位现场办公场地均采用彩钢板统一搭建，能够满足安全、卫生、保温、通风、绿化等要求。设立了宣传标语及统一规格的宣传栏，现场管理、技术、施工人员佩带统一胸卡。
（4）安全生产责任制，安全目标管理，安全质量管理机构，各项管理制度，统一按框式标准上墙。
（5）对进场施工的队伍签订文明施工协议书，建立健全岗位责任制，把文明施工责任落到实处，提高全体施工人员文明施工自觉性与责任性。
（6）挂牌施工，标明工程项目名称、范围、开竣工期限、工地负责人，设立监督电话、接受社会监督。
（7）采用有效措施处理生产、生活废水，不得超标排放，并确保施工现场无积
中铁十四局集团有限公司 - 11 - 青岛地铁一期工程（3号线）土建施工14标 水现象。多雨季节要配备应急的抽水设备与突击人员。
（8）现场布局合理，材料、物品、机具、土方堆放符合要求。
（9）施工内业资料齐全、整洁、数据可靠，办公室内按要求布置各类图表，及时反映现场状况及工程进度状况。
（10）加强夜间的安全保卫工作，设夜间巡逻队。
（11）创建美好环境。在工地现场和生活区设置足够的临时卫生设施，每天清扫处理，同时，在生活区周围种植花草、树木、美化生活环境。
（12）生活垃圾要集中堆放，统一运至指定地点废弃。
（13）施工期间，经常对道路进行维修，确保晴雨畅通，并方便沿线居民的生产、生活。
（14）混凝土拌合站、空压机等高噪音设备尽量避开村、镇居民居住区。 （15）工地内木工加工间、易燃易爆仓库内严禁烟火，操作人员持证上岗，乙炔和氧气两瓶使用时其间距在5m以上，存放时必须封闭隔离。木工加工间、油库、仓库、宿舍、伙房以及木料堆放场等场所，配全备足各类灭火器材。
12 - 中铁十四局集团有限公司 -
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容