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1、盾构始发及接收井端头地层加固施工方案1. 工程概况唐山市曹妃甸工业区1号路综合管廊工程采用2根DN5500的盾构管道，建设2条廊道，长1046.422m。本工程中纳入综合管廊的管线包括：8回10KV电力电缆、2DN1200热力管、DN600再生水管、DN500给水管、DN800油田废水管、4DN1200原水管(其中2根原水管作为远期预留）.管廊概述：管廊采用盾构法施工，由两条平行的DN5500的单圆隧道构成。隧道平面为直线，V形纵坡，最大坡度为4.5,施工最大覆土厚度为28。2米，单线长为1046。422米。工作井概述：工作井下部采用沉井施工。南岸工作井长31.8米，宽24。6米，深14。13
2、米，为盾构提供始发场地；北岸工作井长14.2米，宽25 米，深20米，为盾构接收井。1.1. 工程简介综合管廊工程盾构隧道南岸始发端头东、西线洞口及盾构接收井进洞端头东、西位于软弱地层，需要进行端头地层加固处理。为满足管廊盾构法施工，需分别对南、北岸盾构井端头加固区进行土层加固处理。采用三轴搅拌桩（套打），桩体搭接长度大于250mm、旋喷桩进行土层强加固及弱加固。1.2. 工程地质及水文地质情况1.2.1. 工程地质(1)南岸盾构始发工作井层号地层名称颜色特征描述水文情况厚度（m)2冲填土灰色密实，松散，稍湿，粉砂为主，含贝壳类碎片，夹粉质粘土，含根性植物。地下稳定水位1.453.92m5.7
3、85粉质粘土褐灰软塑,土质均匀，切面光滑，具黏性。1。22粉砂灰色松散密实,稍湿，以石英长石为主，含粘性土，砂质不纯，含贝壳碎片。2。67软粉土灰色湿,稍密，土质均匀，含少量贝壳，振摇反应中等，干强度和韧性低。渗透系数为14.022106cm/s8。710淤泥质粉质粘土深灰色流塑,土质均匀，切面光滑，干强度和韧性中等渗透系数为9.064106cm/s5.3（2）北岸盾构接收工作井层号地层名称颜色特征描述水文情况厚度（m）2冲填土灰色密实，松散，稍湿,粉砂为主，含贝壳类碎片，夹粉质粘土，含根性植物。地下稳定水位1.453.92m5.52粉砂灰色松散密实，稍湿，以石英长石为主，含粘性土，砂质不纯，
4、含贝壳碎片。2.31粉土灰色密实，很湿,土质不均，与粉质粘土互层，含贝壳碎片渗透系数为23。55*106cm/s9。510淤泥质粉质粘土深灰色流塑，土质均匀，切面光滑，干强度和韧性中等渗透系数为9.06410-6cm/s2.21粉土灰色密实，很湿，土质不均，与粉质粘土互层,含贝壳碎片渗透系数为23.55*106cm/s3。31粉质粘土灰黑软塑，土质均匀，切面光滑，夹杂粉土团块，干强度和韧性中等渗透系数为0。9*10-6cm/s2.71.2.2. 水文地质地表水为海水，水深23m.本工程设计低水位0。3m，百年一遇高潮位4。47m，最高通航水位3.05m,最高防潮水位7.7m.地下水属孔隙潜水，
5、含水层主要为粉细砂层。补给来源主要由大气降水、海水渗透补给，途经短,水量丰富,排泄以蒸发为主， 深度 70m以内基本是粘性土，水量较少。地下水位埋深在2。23。5m之间，地下水位标高为0.41。05m之间。2. 施工准备1、现场准备:搅拌桩施工场地应事先平整,清除桩位处地上、地下一切障碍包括大块石、树根和生活垃圾等，场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土，查清地下管线的位置及确定架空电线的位置高度，做好临时截、排水设施，作好施工准备，以及供水供电线路、机械设备施工线路、机械设备放置位置、运输通道等。；2、测量准备：放线前对各控制点进行复核后，按设计图纸放线，准确定出各搅拌桩的位置；搅拌桩桩位应采用
6、竹片或板条进行现场定位，点白灰定位，移动钻机要准确对孔，对孔误差不得大于50mm，并报监理复核.根据需要改动原设计位置的，需取得设计、监理等的同意后,方可执行;3实验准备:水泥搅拌桩应采用合格的32。5号普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。水灰比一般为0.450。55，水泥掺灰量拟为15（水泥重量为被加固土体重量的15）使用前，承包人应将水泥的样品送中心试验室或监理工程师指定的试验室检验。所需材料应提前进场,水泥及外加剂必须有出厂合格证,水泥必须送试验室检验合格后方能使用。4试桩：试桩目的是为了寻求最佳的搅拌次数、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
7、指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工.试桩检验应取地基原状土作室内配比实验和现场工艺性成桩实验,要求三轴搅 拌桩的28d抗压设计强度大于0。8MPa。3. 盾构端头井加固3.1. 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.如果处理不当，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。因此端头加固工作在盾构施工中显得极为重要。本标共有2个端头井4个洞门需要加固,分别为在此一并说明。3.2. 加固的原则和要求3.2.1. 盾构进出洞端头土体加固的原则： （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
8、范围。(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.3.2.2. 加固要求（1)加固土体无侧限28d抗压强度0.8Mpa。(2)渗透系数1.0108cm/sec。（3）采用三轴搅拌桩加固(套打），桩体搭接长度大于250mm,桩体垂直度允许偏差为1/220。(4)加固效果检测时，取样孔应到达加固区底部，检测完毕后，取样孔应进行注浆密实。3.2.3. 施工所用测量仪器、仪表序号设备名称规格型号单位数量1钢卷尺50米把12经纬仪J2-2台13水准仪DSZ3台14线锤3米只2注：对以上各计量器具在使用前都经过专业检测单位检验,确保计量器具的使用有
9、效性合乎标准要求。3.3. 机械与人员配备3.3.1. 要机械设备序号设备名称规格型号单位数量功率合计（KW）一三轴搅拌桩施工1三轴搅拌钻机JB160台116012挖掘机1方台3柴油发动机3压浆泵BW200台21524散装水泥自动拌浆系统套14515备用压浆泵BW-200台21526电焊机BZ500型台12017空压机12m3台1451二高压旋喷桩施工8旋喷钻机MG-50台19泥浆泵BW250/50台2250L/min10高压泵3W-TB4高压柱塞泵，带压力流量计台111空压机12m3台14513.3.2. 人员配备序号岗位名称人数岗位职责一三轴搅拌桩施工1前台指挥员2名向桩机驾驶员发出完成桩
10、机移位、钻机 定位、钻机下沉及提升、停止等一系列指令2杂工4名负责及时将搅拌桩沟槽内翻出的置换泥浆挖至沟槽边缘等3钻机司机4名根据前台指挥员指令进行桩机移位、钻机定位、钻机下沉及提升、停止等4后台指挥员2名向拌浆、供浆人员发出开始拌浆、供浆及停止等一系列指令.5挖机驾驶员2名负责开挖水泥 土搅拌桩施工沟槽、清除沟槽内障碍物.6拌浆员4名负责按设计要求配比拌浆、供浆。7机修工1名负责设备运行前的检修、保养及运行过程中故障的及时排除。8电工2名负责用电设备运行前检修、保养、接线、运行过程中故障排除及安全用电监督。二高压旋喷桩施工9前台指挥员1名向桩机驾驶员发出完成桩机移位、钻机 定位、钻机下沉及提
11、升、停止等一系列指令10钻机司机4名根据前台指挥员指令进行桩机移位、钻机定位、钻机下沉及提升、停止等11拌浆员4名负责按设计要求配比拌浆、供浆。12杂工4名负责场地清理、配合钻机司机作业等其他工种13后台指挥员2名向拌浆、供浆人员发出开始拌浆、供浆及停止等一系列指令。14机修工1名负责设备运行前的检修、保养及运行过程中故障的及时排除。15电工2名负责用电设备运行前检修、保养、接线、运行过程中故障排除及安全用电监督。4. 材料计划主要材料计划表名称单位数量备注PO32。5水泥T1280普通硅酸盐水泥5. 施工进度计划(1）南岸盾构始发工作井端头加固包括266幅三轴搅拌桩桩，桩径850mm，咬合2
12、50mm,桩长18.83m。搅拌桩计划用1台钻机施工，每天成桩 10幅，搅拌桩桩计划施工27天;72根旋喷桩，桩径600mm，咬合150mm，桩长19.33m。旋喷桩计划用2台钻机施工，每天成桩8根，旋喷桩桩计划施工16天。南岸始发井端头加固计划于2010年6月1日2010年6月28日进行。（2）北岸盾构接收工作井端头包括266幅三轴搅拌桩桩，桩径850mm，咬合250mm,桩长24。7m.搅拌桩计划用1台钻机施工,每天成桩8根,搅拌桩桩计划施工34天.59根旋喷桩，桩径600mm，咬合150mm，桩长24.7m。旋喷桩计划用2台钻机施工，每天成桩8根，旋喷桩桩计划施工8天。北岸接收井端头加固
13、计划于2010年10月2日2010年11月5日进行。6. 加固施工方案采用三轴搅拌桩与高压旋喷桩结合的加固方式,即在沉井下沉后地基基本稳定后对靠近洞门0。6m以外向北11.4m、隧道顶部以上3.0m、沉井刃脚底面以下1。0m范围土层采用采用850mm密排咬合250mm三轴搅拌桩进行水泥掺量18%的强加固施工，加固范围至地表范围内被扰动土体采用三轴搅拌桩进行水泥掺量为12的弱加固施工，靠近洞门前方0.6m段采用600mm密排咬合150mm高压旋喷桩加固，以保证加固段与洞门地连墙密贴，确保盾构机安全始发与到达。待内衬施工完毕后,旋喷桩同加固结构间隙用单排旋喷桩加固。 始发端头地基加固见图图51 始发端头地基加固剖面图、图52 始发端头地基加固平面布置图；接收端头地基加固见图53 接收端头地基加固剖面图、图54 始发端头地基加固平面布置图。图5-1 始发端头地基加固剖面图图5-2 始发端头地基加固平面布置图图53 接收端头地基加固剖面图 图5-4 始发端头地基加固平面布置图7. 加固施工工艺及方法7.1. 三轴搅拌桩施工7.1.1. 三轴搅拌桩施工工艺流程清除地表障碍物开挖沟槽布置拆接钻杆平台桩机就位拌制水泥浆喷浆、喷气下沉搅拌喷浆(不喷气)提升搅拌搅拌结束,移至下一桩位施工见图61三轴搅拌桩施工工艺流程图。 图61 三轴搅拌
