新建西南环线工程隧道盾构换刀区加固方案

1、 . . . 新建西南环线工程隧道盾构换刀区加固方案目录第一章编制原则依据11.1编制依据11.2编制原则1第二章工程概况22.1工程概况22.2地质水文概况2第三章换刀区域选择113.1换刀区域选择原则113.2换刀区域初步确定113.3初步换刀点施工情况调查123.4换刀点位设计与地质性状13第四章加固方案概述214.1换刀区加固围214.2加固方案比对224.3换刀区加固方案确定27第五章施工部署285.1施工人员部署285.2施工机械部署285.3施工进度计划29第六章施工方案306.1注浆加固总体方案306.2三管旋喷注浆施工316.3袖阀管施工37第七章质量保证措施417.1三管旋

2、喷桩质量保证措施417.2袖阀管质量保证措施41第八章安全保证措施438.1.安全生产教育438.2.施工现场安全管理448.3.安全检查制度448.4.机械设备安全控制45第九章文明施工和环保措施469.1.文明施工措施469.2 环境保护措施47第十章施工应急预案4910.1.方针原则4910.2工程特点4910.3应急机构的人员责任与分工4910.4事故应急援救5010.5应急救援规定和要求5110.6现场急救原则和步骤5149 / 52第一章 编制原则依据1.1编制依据1.某铁路枢纽新建西南环线工程XNHS-1标段(里程改DK01+146.0改DK06+127.0)施工调查报告；2.某

3、铁路枢纽新建西南环线工程XNHS-1标段(里程改DK01+146.0改DK06+127.0)咨询图；3.地下铁道工程施工与验收规；4.工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素；5.盾构施工常压开仓作业人安全管理规定的通知；6.铁路隧道工程施工安全技术规程TB103042009；7.工程建设施工企业质量管理规GB/T504302007;8.铁路项目建设管理资料规程TB104432010。1.2编制原则1.指导盾构换刀区的加固施工工作；2.保证停机部位掌子面土体稳定，为作业人员安全的提供作业环境；3.保证开仓换刀工作的安全、有序、快速进行；4.根据地质情况，采用最合适的加固工艺；5.根据沿线建构筑

4、物分布，选取最合理的换刀加固区域。第二章 工程概况2.1工程概况某枢纽新建西南环线起自西山支线汾河站，终至北六堡站，线路途经某市尖草坪区、万柏林区、晋源区、小店区和晋中市区，主要吸引汾河以西区域，并通过太岚线间接吸引古交与岚县，全长53.540km。我公司承建的改DK1+146改DK6+127段东晋隧道全长4981m，设计为明挖+盾构两种结构形式，共分明挖始发段（104m）、盾构施工段（4850m）、明挖接收井（27m）三部分。盾构区间（改DK1+250改DK6+100）全长4850m，地面高程，自改DK1+250始发后，沿既有东晋支线铁路方向向南敷设，穿越规划某地铁1号线、3号线，沿线依次穿

5、越西矿街、华清苑小区、迎泽西大街、闫家沟铁路桥、虎峪河、南环西街、九院沙河、西中环、光华街、大井峪街、长风西街后到达接收端。2.2地质水文概况2.2.1 地质概况某市位于省境中央，西、北、东三面环山，中、南部为河谷平原，东部山地为太行山的延续，西部山地为吕梁翼，北部为滹沱河和汾河的分水岭，东西山中间为丘陵与某晋中盆地。全市整个地形北高南低呈簸箕形，区域轮廓呈蝙蝠形，东西横距约144公里，南北纵约107公里，平均海拔约800米。某枢纽西南环线改线段主要通过某晋中盆地。地貌主要为丘陵缓坡、洪积平原与冲积平原。隧道改DK0+400改DK5+300沿线主要分布有玉门河、西矿街、迎泽西大街、虎峪河、九院

6、沙河、光华街、长风西街与居民区。地形平坦开阔，略有起伏。山前洪积平原，地形平坦开阔，略有起伏。隧道经过的地区分布有既有铁路、道路、河流、地面建筑物与少量菜地，地面高程805.42823.62m。隧道区沿线地面建筑物主要为窊流村民房与居民小区等建筑物；下穿的主要河流、道路、铁路为重机铁路专用线（改DK0+580）、玉门河（改DK1+100）、西矿街（改DK1+592）、迎泽西大街（改DK2+068）、虎峪河（改DK2+150）、在建的南环西街公路桥（改DK3+280）、西中环公路桥（改DK3+566）、九院沙河（改DK3+350）光华街（改DK3+850）与长风西大街（K5+890）；由于线路经

7、过市区，地下分布有各种管线等。隧道围地层主要为第四系全新统人工堆积层（Q4ml），第四系全新统洪积层（Q4pl）。各层具体分布详见工程地质断面图、横断面图与地质柱状图。隧道区地层岩性由新至老分述如下： 1.第四系全新统人工堆积层（Q4ml）2素填土，黄褐色、褐黄色。主要成分为粉质黏土、粉土，粉质黏土：坚硬软塑；粉土：中密，潮湿。层厚06.7m,呈透镜状分布在表层。3杂填土，杂色、灰黑色，松散稍密，稍湿潮湿，成分主要为炉渣、煤渣、碎石块、水泥块、生活垃圾等。层厚05.7m,呈透镜状分布在表层。2.第四系全新统洪积层（Q4pl）15新黄土，黄褐色、褐黄色、褐红色，软塑坚硬，含针状孔隙与白色菌丝，含

8、少量钙质结核。层厚0.713.8m。20粉质黏土，黄褐色、褐黄色、褐红色，软塑，夹薄层粉土与砂类土，含铁锰氧化物与钙质结核。层厚1.35.7m。21粉质黏土，黄褐色、褐黄色、褐红色、淡黄色，软塑硬塑，夹薄层粉土与砂类土，含铁锰氧化物与钙质结核，局部含圆砾或卵石。层厚1.016.3m。22粉质黏土，褐黄色、褐红色、棕红色，软塑硬塑，夹薄层粉土与砂类土，含铁锰氧化物与钙质结核，局部含圆砾或卵石。层厚1.717.7m。30粉土，褐黄色、黄褐色，稍密密实，稍湿湿，含铁锰氧化物与少量钙质结核，局部夹薄层粉质黏土。层厚1.99.1m。31粉土，褐黄色、黄褐色、浅黄色，稍密密实，稍湿湿，含铁锰氧化物与少量钙

9、质结核，局部含圆砾或卵石，局部夹薄层粉质黏土。层厚1. 017.7m。32粉土，褐黄色、黄褐色、浅黄色，密实，湿，含铁锰氧化物与少量钙质结核，局部含圆砾或卵石，局部夹薄层粉质黏土。层厚1.98.3m。62粉砂，黄褐色、褐黄色、棕黄色、灰黄色，稍密，稍湿很湿，含少量圆砾，夹薄层黏性土。层厚1.32.7m。标贯N=14击。63粉砂，黄褐色、褐黄色、棕黄色、灰黄色，稍密，稍湿很湿，含少量圆砾，夹薄层黏性土。层厚1.13.9m。标贯N=18击。72细砂，黄褐色、褐黄色、褐灰色，稍密，稍湿很湿，局部含圆砾或卵石。层厚0.55.7m。标贯N=1015击。73细砂，黄褐色、褐黄色、褐灰色，中密，稍湿很湿，局

10、部含圆砾或卵石。层厚0.82.8m。标贯N=1725击。77细砂，灰褐色、褐黄色，中密，饱和，局部含圆砾或卵石。层厚1.4m左右。标贯N=18击。81中砂，灰褐色、灰黄色、浅黄色、棕黄色、黄褐色，松散，稍湿，偶夹薄层粉土与粉质黏土。层厚0.94.2m。标贯N=810击。82中砂，灰褐色、灰黄色、褐黄色、黄褐色、灰色，稍密，稍湿饱和，含少量细圆砾，偶夹薄层粉土与粉质黏土。层厚0.85.9m。标贯N=1115击。83中砂，灰褐色、灰黄色、黄褐色、褐黄色，中密，稍湿饱和，局部含圆砾或卵石。偶夹薄层粉土与粉质黏土。层厚0.610.0m。标贯N=1726击。84中砂，灰褐色、灰黄色、褐灰色，密实，很湿饱

11、和。偶夹薄层粉土与粉质黏土。层厚1.03.9m。标贯N=31击。92粗砂，棕褐色，稍密，稍湿。层厚0.81.5m。标贯N=12击。93粗砂，黄褐色、灰黄色、灰褐色、褐灰色，中密，很湿饱和，含少量细圆砾，偶夹薄层粉土与粉质黏土。层厚0.56.1m。标贯N=1630击。94粗砂，黄褐色、灰黄色、灰褐色，密实，很湿饱和，局部含圆砾或卵石。层厚0.92.0m。标贯N=3339击。102砾砂，黄褐色、灰黄色、灰褐色、褐黄色，稍密，稍湿饱和，局部含圆砾或卵石。层厚1.27.6m。103砾砂，黄褐色、灰黄色、灰褐色、褐黄色，中密，稍湿饱和，局部含圆砾或卵石。层厚2.16.6m。104砾砂，黄褐色、灰黄色、灰

12、褐色、褐黄色，密实，稍湿饱和，局部含圆砾或卵石。层厚1.63.5m。162/163/164圆砾，黄褐色、灰褐色、杂色，松散密实，稍湿饱和，成分以砂岩与灰岩为主，呈浑圆状或圆棱状，一般粒径220mm，最大粒径300mm，充填砂粒与黏性土。层厚1.28.2m。改DK0+400改DK4+400围均有分布。173/174卵石，褐灰色、黄褐色、褐黄色、杂色，中密密实，稍湿饱和，成分以砂岩与灰岩为主，呈浑圆状或圆棱状，一般粒径2060mm，最大粒径200mm，充填砂与土。层厚1.38.3m。改DK1+030改DK1+140、改DK1+350改DK1+830、改DK2+880改DK3+000、改DK3+76

13、0改DK4+320围均有分布25含圆砾粉质黏土，黄褐色、褐黄色、棕褐色，软塑硬塑，含较多圆砾，成分以砂岩为主，呈圆棱状或浑圆状，一般粒径220mm，最大粒径100mm，局部夹薄层粉质黏土。层厚0.7011.80m。26含黏土圆砾，灰褐色、黄褐色，密实，饱和，成分以砂岩为主，呈浑圆状或圆棱状，一般粒径220mm，最大粒径80mm，充填黏性土与少量砂粒。层厚1.903.10m。2.2.2 水文地质概况隧道区地下水类型为第四系孔隙潜水，主要赋存于第四系粉土、砂土与碎石土地层中；接受大气降水、洪积平原上游侧向地下水与地表水体入渗补给。经2008年、2009年、2013年勘察期间测得的混合地下水埋深6.

14、630.8m（高程786.29808.47m），地下水位埋深变化较大，地下水位变化幅度2.04.0m。根据收集的隧道区沿线附近2007年、2010年、2013年（5月份枯水季节）某市浅层地下水等水位线图对比显示：隧道区自小里程至大里程浅层地下水高程803.34789.03m，地下水位高程总的趋势为小里程高大里程底，且小里程地段地下水位具上升趋势。由于勘察时间跨度较大（2008年至2014年），本次提供的地下水位线是在原勘探期间测得的混合地下水位基础上，结合收集到的隧道区沿线附近2007年、2010年、2013年（5月份枯水季节）某市浅层地下水等水位线图以与场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因

15、素，调整后的地下水位线详见工程地质纵断面图。经现场抽水试验和室渗透试验结果并参考地区经验，各层的渗透系数见表2.2-1。表2.2-1 各地层的渗透系数与透水性项 目地层编号与岩性 渗透系数推荐值(m/d)透水性15新黄土0.5弱透水11黏土0.01弱透水20粉质黏土0.1弱透水21粉质黏土0.1弱透水22粉质黏土0.05弱透水30粉 土1弱透水31粉 土1弱透水32粉 土0.5弱透水62/63/64粉砂2中等透水72/73/74细砂8中等透水82/83/84中砂15强透水92/93/94粗砂20强透水102/103/104砾砂25强透水162/163/164圆砾45强透水172/173/174

16、卵石60强透水25含圆砾粉质黏土1中等透水26含黏土圆砾30强透水注：1.0m/d=1.210-3cm/s2.2.3 区间地质情况分段(1)里程1+250-2+500段盾构隧道混合地层段主要穿越地层为新黄土、砂、圆砾、粉土、粉质粘土与少量卵石，各土层占比如图2.2-1所示，本段地质性状见地质纵断面图2.2-2所示。图2.2-1里程1+250-2+500段穿越地层岩土占比分析图2.2-2里程1+250-2+500段地质纵断面图(2)里程2+500-4+300段盾构隧道卵石地层段主要穿越为砂、粉土、粉质粘土、圆砾、卵石，其中勘探揭露卵石最大粒径为350mm，卵石层最厚为10.4m，各土层占比如图2

17、.2-3所示，本段地质性状见地质纵断面图2.2-4所示。图2.2-3里程1+400-4+080段穿越地层岩土占比分析图2.2-4里程2+500-4+300段地质纵断面图(3) 里程4+300-6+100段盾构隧道软土层段主要穿越新黄土、粉质黏土、粉土地层，各土层占比如图2.2-5所示，本段地质性状见地质纵断面图2.2-6所示。图2.2-5里程4+300-6+100段穿越地层岩土占比分析图2.2-6里程4+300-6+100段地质纵断面图第三章 换刀区域选择3.1换刀区域选择原则1、 根据施工调查报告中的容，掌握地面构建筑物与隧道的位置关系，地下管线的位置和与隧道的关系；2、 根据某西南环改线初

18、步设计图，了解隧道的行走路线，合理选择换刀点；3、 通过地质详勘报告和地质补勘报告，对整个区间的地质情况进行分段，选择换刀区域；4、 依据刀盘选型，刀具配置形式，预估刀盘刀具在不同地层的磨损值，选择合理的换刀位置。5、 根据区间地质情况分段，每个区段设试掘进段，试掘进段施工150环，掘进长度为300m，并设置一换刀点。6、 每个地层过渡段设一换刀点。3.2换刀区域初步确定通过换刀区域的选择原则，初步确定换刀区域。盾构区间长度4850m，中间无检查井和中间风井，属于长距离盾构隧道施工。换刀区域确定主要根据地质情况分段来布置：里程1+250-2+500段在里程改DK1+470处设置1处试掘进换刀点

19、，在里程改DK2+500设置1处换刀点，本段盾构隧道共设置2个换刀点；里程2+500-4+300段在里程2+800处设置一试掘进换刀点，在里程改DK2+700-改DK4+300每盾构隧道设置3个换刀点，每500m左右设置1点，本段盾构隧道共设置4个换刀点；里程4+300-6+100段在里程4+600处设置1处试掘进换刀点，在里程5+500处设置1处换刀点，本段盾构隧道共设置2处换刀点。3.3初步换刀点施工情况调查根据施工调查报告可知：1、 里程1+250-2+500段，其中里程1+250-1+400段无距离盾构隧道较近的建构筑物，地下无管线，但地面加固围高程差距较大，后期加固场地布置较困难，可

20、设置换刀点。里程1+400-2+500段距离预设盾构换刀点的建构筑物有：改DK1+804.15改DK1+866.8华清苑23#楼，改DK1+842.8改DK1+906华清苑22#楼，改DK1+885.47改DK1+949.44华清苑21#楼，改DK1+942.73改DK2+043华清苑20#楼，改DK1+882改DK1+949.31华清苑铁西小区1#楼，改DK1+841.65改DK1+909.32华清苑铁西小区2#楼，改DK1+801.93改DK1+869.34华清苑铁西小区3#楼，改DK1+908.66改DK2+019.37华清苑铁西小区综合楼，改DK2+207改DK2+351.61华峪小区

21、12#楼，改DK2+352改DK2+445华峪小区娱乐中心，改DK2+413.24改DK2+560.76华峪小区7#楼，2、 里程2+500-4+300段距离预设盾构换刀点的建构筑物有：改DK2+413.24改DK2+560.76中兴油库（龙威石化），改DK3+222.62改DK3+332.65南环西街高架桥（某市环线道路建设工程西中环北段工程），改DK3+510改DK3+599西中环高架桥（某市环线道路建设工程西中环南段工程）。存在管线具体里程见管线施工调查报告。本段隧道两侧主要为居民小区，地面建构筑繁多，地下管线种类数量多，但大部分场地高程变化不大，地面加固选点具有一定的难度。3、 里程4

22、+300-6+100段距离盾构隧道较近的地上构建筑物主要为低层的构建筑物，且不在加固围。存在的管线为改DK4+631.01的地下铁通管线，改DK4+676.08-改DK4+850.35的地下供电线。地面较平缓，管线较少，建构筑物少，选取换刀点的加固区域比较容易。其中里程5+100-6+100段距离盾构隧道的构建筑物主要为铁路原有的框架桥，但随着区间的施工，框架桥停用。存在的管线有改DK5+844.62-改DK6+106.46的地下供电线路。区段场地平整，管线和建构筑物较少，容易选取换刀加固区域。3.4换刀点位设计与地质性状3.4.1 第一处换刀点1#换刀区域中心里程为改DK1+470，场地高地

23、起伏不大，靠近居民居住区，施工中需严格控制噪音，具体位置见下图3.4-1，地质性状见图3.4-2。图3.4-1 1#换刀区域示意图图3.4-2 地质纵断面图3.4.2 第二处换刀点2#换刀点加固区域设置在中心里程改DK2+500处（见3.4-3图），场地高程起伏较大，尤其靠近华峪东区一侧，附近建筑主要为高层居民楼，后期施工需严格控制扬尘和噪音排放，做好外部沟通。图3.4-3 2#换刀区域示意图 横剖面图 纵剖面图图3.4-4 地质断面图3.4.3 第三处换刀点3#换刀点加固区域设置在中心里程改DK2+800处（见3.4-5），场地高程起伏较大，尤其靠近小区一侧，被人为设置成一道土坎，后期施工需

24、注意泥浆的排放和噪音、扬尘等控制。 图3.4-5 3#换刀区域示意图图3.4-6 地质纵断面图3.4.4 第四处换刀点4#换刀点加固区域设置在中心里程改DK3+300处（见3.4-4），场地高程起伏不大，但场地有绿色植被（主要为铁路轨道旁的隔音树），后期施工需移除，应早期进行协调，进行绿化迁移。图3.4-7 4#换刀区域示意图 横剖面图 纵剖面图图3.4-8 地质断面图3.4.5 第五处换刀点5#换刀点加固区域设置在中心里程改DK3+800处（见3.4-9），场地高程起伏不大，附近管线较多，后期施工需加强管线的探测，了解管线的具体位置，确保安全方可施工。图3.4-9 5#换刀区域示意图横剖面图

25、 纵剖面图图3.4-10 地质断面图3.4.6 第六处换刀点6#换刀点加固区域设置在中心里程改DK4+300处（见3.4-6）。场地高程起伏不大，但场地有绿色植被（主要为铁路轨道旁的隔音树），后期施工需移除，应早期进行协调，进行绿化迁移。图3.4-11 6#换刀区域示意图图3.4-12 地质纵断面图3.4.7 第七处换刀点7#换刀点加固区域设置在中心里程改DK4+600处。场地高程起伏不大，但出于义井站，需尽早协调场地占用问题，对轨道进行拆除，方可施工。图3.4-13 7#换刀区域示意图 横剖面图 纵剖面图图3.4-14 地质断面图3.4.8 第八处换刀点8#换刀点加固区域设置在中心里程改DK

26、5+500处。场地高程起伏不大，但出于义井站，需尽早协调场地占用问题，对轨道进行拆除，方可施工。图3.4-15 8#换刀区域示意图图3.4-12 地质纵断面图第四章 加固方案概述4.1换刀区加固围区间盾构施工采用直径为12.14m盾构机开挖，换刀区加固围为横向盾构隧道与隧道上下3m,左右3m，具体围见换刀区横剖面加固图4.1-1；纵向为18m，既盾构进入加固区前后6m,具体围见图4.1-2换刀区纵剖面图。加固示意图如下： 图4.1-1 换刀区加固横剖面图图4.1-2 换刀区加固纵剖面图4.2加固方案比对4.2.1各加固方案对比表4.2-1 加固方案对比表方案项 目优 点缺 点适用条件旋喷桩1.

27、加固土体比较均匀。2.施工速度较快1.冒浆太多，需要外排，对环境影响大。2.浪费水泥3.在硬土地层中桩径容易变小，在软土中容易变大。1.对泥浆外排比较方便的地方。2.土层均匀稳定。3.地层为软粘土、砂土较软地层。旋喷桩和搅拌桩联合施工速度较快成本相对较低1.加固体强度低，容易漏水、漏泥。2.对全风化岩加固效果差。1.场地面积大，同时可以施工搅拌桩和旋喷桩。2.地层为粘性土。水平冻结1.冻结长度短，所需制冷量小、成本低。2.冻土帷幕厚度均匀，止水效果好。1.水平孔施工困度，操作不安全。2.钻孔与车站结构施工不能平行作业，影响总工期3.集配液圈安装难度大。1.洞门扰动小2.地基土的含水量10%3.

28、地基为砂性土、粘性土与强风化基岩。垂直冻结全深冻结1.对上部所有土层全部加固，施工安全可靠。2.安装工艺简单3.节省供液管，缩短工期4.冻土帷幕均匀性好，强度高。1.全深冻结，制冷量大，成本高。2.场地大，影响地面建筑物和地下管线。1.地面无建筑物和管线。2.浅井冻结。局部冻结1.节省制冷量，成本相对低。2.非冻结冻胀小，地面影响小。3.冻土帷幕均匀性好，强度高。1.冻结器安装工艺复杂。2.供液用量多，管材成本大。1.地面附近有管线和建筑物的，对地面沉降与冻能要求较严的地段。2.适用深基坑冻结。SMW工法1.工艺简单，操作方便，总工期短。2.对周围环境挤土作用较小，抗渗能力较强。3.墙体的抗弯

29、与抗剪能力强。4.H型钢可以回收，成本较低。1.施工场地较大，影响地面建筑物和地下管线。2.对于硬土效果差。1.适用于软土地层。钻孔桩与搅拌桩联合体1.适用于各种地层2.墙体的抗弯与抗剪能力较强。3.施工简单，设备要求低。4.盾构机始发破除车站的围护结构后能保持开挖面的稳定。施工场地。2.需要专门的泥浆处理设备。1.适用于各种地层，包括软土、硬岩。2.施工场地大。深孔注浆1.深孔注浆法使用设备占地面积小，工法方便；2.深孔管注浆法具有分序、分段、定深、定量、间歇、重复灌注的特点；3.深孔注浆法可控制在不同地层的注浆量，无论是在注浆效果还是子经济效益上都称得上是比较理想的注浆方法；4.深孔注浆法

30、可实现多方位、多角度注浆。一般用于50m以的地表注浆；浆液扩散围不定，主要根据地质情况和注浆压力判断。对松散，成分以粉质粘土、建筑垃圾为主，含少量碎石与块石片的杂填土层或砂层、卵石层等松散地层的土体加固。弥补旋喷桩、搅拌桩局部没有咬合或成桩效果不好所产生的空隙。袖阀管注浆1.一般用于50m以的地表注浆，垂直和水平注浆均可；2.具有上下两个阻塞器，能将浆液限定任何区段进行注浆，可达到分段注浆的目的；3.阻塞器可在袖阀管自由移动，可根据需要在注浆区域反复注浆；4.可根据地层特点，在同一袖阀管采用不同的注浆材料，选用不同的注浆参数进行注浆；4.2.2针对本工程加固方案比较1.原理不同水泥搅拌桩深层水

31、泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理后可很快投入使用。在施工方法上，按其使用加固材料的状态，可分为浆液搅拌法（湿法，即本细则深层水泥浆搅拌法）和粉体搅拌法（干法）两种施工类型。高压旋喷桩高压旋喷桩是利用钻机把带有喷嘴的注浆管，钻入土层的预定位置，然后将浆液已高压流的形式从喷里射出，冲击破坏土体，高压流切割搅碎的土层，呈颗粒分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液搅拌混合，喷浆管不断以360回转提升，随着浆液的凝固，组成具有一定的强度和抗渗能力

32、的作用。在施工方法上，可分别采用单管法、双重管法、三重管法；在喷射形式上又可分为旋喷、定喷和摆喷三种。单重管、双重管、三重管高压旋喷桩的区别单管旋喷：只喷水泥浆液，桩径最小，桩径一般0.6m，一般用在松散、稍密砂层中，水泥用量一般200kg/m，正常施工速度一般在20cm/min。双管旋喷：只喷水泥浆液和空气，桩径一般0.6m0.8m，一般用在中密砂层中，水泥用量一般300kg/m，正常施工速度一般在1020cm/min。三管旋喷：只喷水泥浆液和空气与高压水，机理是用高压水去切割土体，水泥浆然后再去充填切割后的土体，桩径一般1.0m1.2m，可以在圆砾层施工，水泥用量一般在400kg/m，正常

33、施工速度一般在1020cm/min。旋喷施工中，水泥浆的用量和提速、灌浆压力、喷嘴大小都有关系的，所以在施工前得先做试验桩，确定合理施工参数和桩径。袖阀管注浆袖阀管注浆法是通过较大的压力将浆液注（压）入岩土层中，注浆芯管上下的阻塞器可实现分段分层注浆，可由施工需要选择联系或跳段注浆。此工法在需要全程注浆的施工中，通过分段注浆，使得松散的地层和较密实的地层均得到很好的注浆加固效果，避免了以往的注浆工艺在松散地层和较密实地层同时存在时，松散地层注浆量大、较密实地层注不进浆的现象的发生。2.机具不同水泥搅拌桩PH-5系列深层搅拌桩机与相应的辅助设备（灰浆泵、灰浆搅拌机等制备水泥浆设备）。高压旋喷桩旋

34、喷桩机，高压柱塞泵，空压机 ，浆液搅拌机，灌浆泵，排污泵等设备。袖阀管注浆汽车钻，地质钻机，多功能钻机，高压柱塞泵，空压机 ，浆液搅拌机，灌浆泵，排污泵等设备。3.工艺不同水泥搅拌桩桩位放样钻机就位检验、调整钻机正循环钻进至设计深度打开高压注浆泵反循环提钻并喷水泥浆至工作基准面以下0.3m重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度反循环提钻至地表成桩结束施工下一根桩。高压旋喷桩桩位放样钻机就位引孔（扩孔）到设计标高封堵垂向喷嘴搅浆由下向上旋喷作业到设计顶冲洗移位。袖阀管注浆测量定位钻机就位钻孔设计标高下套壳料安设袖阀管反复多次注浆作业。4.适用土层和用途不同水泥搅拌桩水泥搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与

35、淤泥质土、素填土、粉土、粘性土以与无流动地下水的松散砂土等土层。加固深度一般大于5.0m。根据场地工程地质条件和上部结构荷载要求与水泥土桩的受力状态，深层搅拌桩形成的水泥土加固体，可作为基坑工程围护挡墙、防渗帷幕，大体积水泥稳定土等。深层搅拌加固体的形状可分为柱状、壁状、格栅状和块状等。其中，柱状加固体形式多用于软土加固的复合地基；壁状、格栅状加固体形式，主要作为深基坑开挖的围护档墙、防渗帷幕；块状加固体形式，多用于上部结构单位面积荷载大，不均匀沉降控制严格的构筑物地基。高压旋喷桩高压旋喷桩适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、素填土、粉土、砂土、碎石土、圆砾、卵石等土层，而当土层

36、中含有较多的大量植物根茎或有较多的有机质以与地下水流速过大时，则需慎重使用或根据现场试验结果来确定其适用性，加固深度一般大于5.0m。旋喷桩（加固体）可用于既有建筑和新建建筑地基加固，使地基竖向承载力大大增加，深基坑、地铁等工程的土层加固或防水。而在基坑围护工程中多以定喷或摆喷形式单独作为防渗幕墙使用，或与抗伏排桩配合（做桩间定向摆喷）作为防渗挡墙使用。袖阀管注浆主要应用于：对松散，成分以粉质粘土、建筑垃圾为主，含少量碎石与块石片的杂填土层或砂层、卵石层等松散地层的土体加固；盾构机始发、到达时对洞门的加固；弥补旋喷桩、搅拌桩局部没有咬合或成桩效果不好所产生的空隙；充填矿区因过分开挖使地层出现破

37、碎带或空洞，降低岩、土层的可压缩性，以减小周边建筑物的沉降和变形；阻止路基产生的裂缝或沉降变大而进行的加固；在深基坑周围做防渗处理等。4.3换刀区加固方案确定根据各加固方案的优缺点，以与适应围，结合标段地质复杂性，场地条件以与现场给排水，临电条件，将盾构8处换刀区域的加固方案确定为三管旋喷桩加固结合袖阀管加固。第五章 施工部署5.1施工人员部署表5.1-1施工人员配备表序号工种人数备注1项目部管理人员42班组长73汽车钻司机24旋喷桩司机45电工26普工107测工28机修工29拌浆工10合 计：435.2施工机械部署本工程拟投入1台汽车钻与配套设备和2套高压旋喷桩设备进行加固施工，主要施工机械

38、设备如下表：表5.2-1 高压旋喷桩主要施工机械配备表序号设备名称型号单位数量用电量(KW)1旋喷桩机GS500-4台2602高压清水泵XZ台22203三柱塞泥浆泵BW-200台2604排污泵7.5DNP-120台4305泥浆搅拌泵UB3台2186拌浆机UB3台2187空压机6m3台21488储浆桶个49挖掘机PC60台1表5.2-2 袖阀管注浆主要施工机械配备表序号名称型号数量功率（kw）备注1汽车钻机1台2全站仪1台3水准仪1台4高压注浆泵XPB-90E1台90KW5搅浆机200L5台4.5 KW6水泵扬程40m,30m3/h8台7空压机2台洗井8电缆90mm2500m9配电箱（二级、三级

39、）4个5.3施工进度计划根据我部施工进度与盾构总体筹划时间，再综合考虑加固施工场地等因素，原则上在盾构经过前34个月完成加固施工。个别加固施工场地狭小，除作好充分的物质和人员准备外，必须合理安排施工程序和场布，选择科学、合理的施工流程，将工期缩短，为后续工程争取时间。为争取时间，加固施工原则上要考虑全天施工，按每天24小时施工计算。详细进度计划见下表：表5.3-11-8#换刀区域加固进度计划表序号 日历天任务名称施工根（孔）数完成时间（天）备注1施工准备2技术准备，人员安全教育2设备进场，临电、临水73设备调试3接电接水，调试设备4旋喷桩264302台机器施工5袖阀管注浆105401台汽车钻6

40、工完场清5第六章 施工方案6.1注浆加固总体方案换刀区加固先进行三管旋喷桩进行外圈封闭，施工外部三圈800600的三管旋喷桩，将加固区域围闭，围闭区域采用1000*1000梅花状布置袖阀管进行土体加固，具体布置见图6.1-1。图6.1-1 加固孔布置图6.2三管旋喷注浆施工6.2.1施工工艺流程图6.2-1 旋喷桩施工工艺流程图图6.2-2旋喷桩施工程序示意图6.2.2.施工方法施工准备a测量放线根据设计施工图现场精确测设定位出旋喷桩的位置。b场地布置施工现场应做到“三通一平”，弄清地下管线和地下构筑物的种类和位置，避免施工时损坏地下管线和构筑物。严格按照场地规划布置搭建材料堆场与各种施工、生

41、活、安全、保卫和消防设施。c机械设备进场机械设备进场后经理部机电工程师审查作业机械的使用、保养记录，检查其工作状态，以确保投入作业的机械设备状态良好；安全工程师检查作业机械设备是否存在安全隐患，以上均满足要求后上报监理工程师并获得监理工程师的批准方能施工。三重管施工示意图如下图所示。图6.2-3 三重管旋喷桩施工示意图钻孔施工a桩机就位桩机就位前进行机械调试，通风、通水调试，正常方可进行施工，钻机安放保持水平，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。用悬挂线锥方法进行检测钻杆垂直度，其倾斜度不得大于0.5%，钻机与高压注浆泵的距离不宜过远。钻机钻杆采用钻杆导向架进行定位。b射水沉管注浆管随旋喷桩机钻

42、头一起钻至预定的深度。在此过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，边射水、边插管，水压力不宜超过1MPa。如压力过高，则易将孔壁射塌。如遇钻不下去时，先用引孔机钻一孔洞（钻至加固底），然后在用旋喷机器进行旋喷施工。c制备固化剂浆液制备旋喷桩固化剂浆液时选用42.5级普通硅酸盐水泥作为固化剂，水泥掺量根据加固土的性质与单桩无侧限抗压强度不小于1MPa的要求。水泥进场时报监理工程师进行见证取样复验，合格后方可使用。浆液配合比1:1，泥浆比重用比重计现场测量。在旋喷桩贯入注浆管的同时，后台拌制固化剂浆液（水泥浆），待压浆前将浆液倒入集料斗中，严格安设计要求配制浆液。拌制的浆液要经过过滤方可使用，防止堵塞注浆孔。

43、d喷射注浆水泥浆液应在喷注前1小时搅拌，当喷嘴达到设计高程，喷注开始时先送高压水清管，再送浆液和压缩空气。在底部旋喷1min，当达到喷射压力与喷浆量后再边旋转边提升。为防止浆管扭断，钻杆的旋转和提升必须连续不断，提升管只许作用自动提升，禁止使用手动。当注浆管不能一次提升完成而需分次拆卸时，拆卸动作要快，卸管后继续喷射的搭接长度不得小于30cm。旋喷过程中，水泥浆量不得少于60L/m，并且搅拌时间超过4小时的水泥浆液不得使用。因故中断，继续施工的时间要求，复喷浆的长度应大于30cm。施工过程中控制冒浆量不超注浆量的20%，超过20%或完全不冒浆时查明原因，采用相应措施，提升速度取2025cm/m

44、in。对需要扩大加固围或提高强度的部分采取复喷的措施，并使实际桩顶标高高于设计标高0.30.5m，旋喷施工中作好施工记录，记录详细准确。e拔管与冲洗旋喷施工完毕，迅速拔出注浆管，并用清水把注浆管等机具设备冲洗干净，管机不得残存水泥浆；通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把注浆泵、注浆管和软管的浆液全部排出。f桩机移位待旋喷桩机注浆管全部提出地面且冲洗干净后，先关闭电机，然后将桩机移至新的桩位。g地表泥浆的清理施工中产生的废弃泥浆必须经过沉淀池沉淀处理后，方可排入市政污水管，严禁直接排入市政污水管。废浆沉碴必须用密封的槽车外运，送到指定地点处置。6.2.3工艺技术要求施工前先做2根试验桩，以确定

45、旋喷桩有关的施工参数。试桩完成后28天取芯验证工艺参数的正确性，方可正式施工。钻杆就位后，须校正钻机主要立轴二个不同方向的垂直度。使用回转钻机，须校正导向杆。垂直度误差不得超过1%。在插管时，水压不宜大于1MPa。旋喷作业时，应检查注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等。射水的压力大于20Mpa，注浆压力23Mpa。水泥浆液的水灰比取1.0，灌入水泥浆液的比重取1.51.6，返浆比重取1.2 1.3 。浆液宜在旋喷前一小时搅拌，搅拌后不得超过4小时，当超过时，应经专门试验证明其性能符合要求后方可使用。水泥采用P042.5号普通硅酸盐水泥，根据需要可加入适量的速凝或早强等外加剂。注浆管进入预定深度

46、后，应先进行试喷。应先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，压缩空气可晚送30s。在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射，由下而上喷射注浆。喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。停机时先关高压水和压缩空气再停止送浆。施工顺序为先喷浆后旋转和提升。旋喷作业前检查高压设备和管路系统，其压力和流量须满足设计要求。注浆管与喷嘴不得有任何杂物。注浆管接头的密封圈必须良好。喷射孔与高压注浆泵的距离小于50m。拆卸钻杆继续旋喷时，须保持钻杆有10cm的搭接长度。成桩中钻杆的旋转和提升必须连续不中断。发生故障时立即停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即进行检查排除故障。如发现有浆液喷射不

47、足，影响桩体的设计直径时，应进行复喷。旋喷过程中，钻孔中的冒浆量应控制在小于20%之间。冒浆量大于注浆量20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施，若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量，如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。土体密度较大，一次喷浆达不到设计桩径时，可进行第二次复喷。高压喷射注浆过程中若发现地下有块石等障碍物时，可采用放慢或停止提升、定位注喷等方法。每次注浆后，应将泵体和管道清洗干净。6.2.4三管旋喷技术参数表6.2-1 旋喷桩施工参数表项目参数旋转速度（r/min）20提升速度（mm/min）15

48、0-250浆液流量（L/min）80-120浆压（Mpa）4-8气压（Mpa）0.6-0.8水压（Mpa）20-30水泥浆配比1:1水泥掺入量200kg/m水泥浆比重1.66.3袖阀管施工6.3.1注浆前的准备工作在正式开始注浆前,须充分做好下列各项准备工作。详细分析研究设计要求、地质条件，考虑所须的设备、器材人员配备和可能会遇到的问题与处理方法。参加施工图纸审查，明确图纸与技术要求。现场施工测量放线，放注浆孔位、进行部核对，测量后的每一个注浆孔位应用竹签作好标记，发现有隐蔽障碍物，提前处理。对机械设备进行全面检修保养。做好各种注浆材料的备料工作。配备健全各种工作人员，明确岗位与责任。进行各种

49、安全检查。平整场地道路，安装水源、电源、搭临时设施，规划施工场地使用布置。6.3.2施工工艺流程见袖阀管法注浆施工工艺流程图6.3-1。测放孔位钻孔 下入袖阀管注入套壳料钻机就位注 浆封孔口第一次注水第二次注浆第三次注浆第四次注浆第五次注浆第六次注浆 第N次注浆，冲洗注浆管制备套壳浆料制备注浆液图6.3-1 袖阀管施工工艺图6.3.3钻孔注浆施工定好孔位后，开始钻孔，采用硬质合金钻头钻进，钻至终孔。向孔下入注浆袖管。用水泥袋纸、水泥等将管口封牢。用PW-150泥浆泵，向孔注入套壳料，注满为止。套壳料配方：水泥：粘土：水=1：1.5：2（重量比，配方由现场试验最后确定。） 套壳料凝固后（1013

50、小时），即可开始注浆。 注浆。用PW-150注浆泵，根据各组注浆参数表要求，从孔底自下而上进行注浆。注浆次序，每次都必须跳开一个孔进行注浆。以此类推，进入工作循环。6.3.4所需材料注浆材料：浆液可采用单液浆或双液浆。单液浆注浆材料采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5：11：1；双液浆注浆材料采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为1：12：1，外加水玻璃2%；注浆管：采用单向袖阀管注浆（如图6.3-2）。图6.3-2 单向袖阀管示意图6.3.5注浆参数确定本次注浆施工参数见注浆施工技术参数表6.3-1与注浆施工技术参数表6.3-2。表6.3-1 双液浆注浆施工技术参数项目名称 容备注注

51、浆孔直径91mm袖阀管外径52mm注浆方法常规方法注浆深度设计深度注浆参数水泥用量200Kg每延米水玻璃50Kg每延米泵压1.5-25MPa水灰比1:1注浆量（L/min）3040注浆次数1提管间隔高度30cm表6.3-2 单液浆注浆施工技术参数项目名称 容备注注浆孔直径91mm袖阀管外径52mm注浆方法常规方法注浆深度设计深度注浆参数水泥用量300Kg每延米泵压1-1.5MPa水灰比0.5:1注浆量（L/min）3040注浆次数多次提管间隔高度30cm6.3.6施工技术措施1.在施工过程中如遇到障碍物或钻不下等情况，应暂时停止施工，并与时向现场负责人与有关技术人员，设计人员报告，研究处理。2

52、.为保证施工方确的实施，派专职管理技术人员在场负责，并做好现场的施工记录。3.必须严格按注浆孔布置图施工，按施工方案施工，按有关施工规定施工，不得随便更改施工方案与施工工艺，如有某种情况需要更改时，经技术负责人和施工负责人与设计人员研究批准后书面通知才允许施工，并要取得“更改通知书”。第七章 质量保证措施7.1三管旋喷桩质量保证措施钻机就位后，应进行水平和垂直校正，钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以，以保证桩垂直度正确。在旋喷过程中往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面，如冒浆量小于注浆量20%，可视为正常现象，超过者或出现不冒浆时，应查明原因，采取相应的措施。通常冒浆量过大是有效喷射围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升和旋喷速度等措施，来减小冒浆量；不冒浆大多是地层中有较大空隙所致，可采取在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间或增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。在插管摆喷过程中，要防止喷嘴被泥砂堵塞，水、气、浆、压力和流量必须符合设计值。旋喷桩应隔孔施工，钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断；拆卸钻杆要保