南洲站浅埋暗挖通道地表加固及地下管线保护.doc

1、1南洲站浅埋暗挖通道地表加固及地下管线保护摘要：对浅埋暗挖通道地表加固及地下管线保护的应用进行了介绍,着重阐述了旋喷桩的施工工艺、施工要求等内容,以期指导实践。 关键词：地表加固，管线保护，旋喷桩 中图分类号： C913.32 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 广州轨道交通二八号线延长线工程二号线南洲站站位设于广州市南洲路与东晓南路交叉路口下，是二号线南延段与广佛线的换乘站，二号线南北走向，广佛线东西走向，南洲站号出入口呈南北向，为过街通道，由于南洲路上管线众多、交通繁忙且地质条件差，号出入口施工工法为暗挖法施工，为保证暗挖施工过程中管线、道路及隧道的绝对安全需对号出入口进行地表加固（

2、见图 1） 。 图 1地面加固及大型管线平面图 二 、重难点分析 南洲站号出入口地面旋喷地基加固范围内，管线密集，种类繁多，对加固范围内的管线摸查及保护为本次施工的重点；在确保管线安全的前提下，对加固范围内大直径管线下方土体的加固为本次施工的难点。 2三、 地下管线摸查和保护 （1）地下管线摸查及保护方案制定 首先根据管线图，摸清各管线的管位和走向，对明确且埋深小于1.5m的管线采用人工开挖的方式将管线暴露，以便确认其埋深和走向，对埋深大于 1.5m 的管线则请专业的管线探测单位对施工范围内的地下管线进行探测，确定管线的类型、材质、埋深、坐标及标高位置（如图2、3） 。 图 2管线和号出入口平

3、面图 图 3大型管线和号出入口剖面图 承包商项目部技术负责人根据所掌握的管线资料编制管线保护专项施工组织设计方案，从现状管线保护角度考虑方案的可操作性和安全性，在方案上采取必要的保护措施保证管线安全；针对旋喷加固和暗挖作业中由可能出现的各种险情编制相关的管线抢险应急预案。 （2）旋喷加固施工过程控制 施工前向管线业主单位办妥相关管线保护的手续，邀请管线业主单位对管线保护的进行交底，根据对施工现场地下管线的详细情况和管线单位交底编制现场操作工作安全交底并建立“保护地下管线责任制” ，建立保护地下管线体系。 施工过程中落实保护地下管线的组织措施，由管线单位委派管线保护专职人员协助本工程地下管线的监

4、督保护工程，项目部现场管理人员3兼职管线保护人，严格按照审定批准的施工组织和经管线单位认定的保护地下管线技术措施要求落实到现场。施工过程中，监理和承包商专职人员必须到位跟进作业班组施工并做好施工记录；若施工过程中发现管线现状与交底内容不符情况时，立即通知有关管线单位到场研究、商议补救措施，在未做出统一结论前，不得擅自处理或继续施工。 （3）在暗挖作业过程中地表及管线沉降监测 旋喷桩加固范围内的地下管线设置若干沉降测，对埋深小于 1.5m的管线可在其直接设置沉降观测点；对埋深大于 1.5m 的管线可通过地面设置沉降观测点,如图 4。 暗挖作业过程中，由第三方监测和承包商定期观测管线的沉降量。第三

5、方监测按国家二等水准测量的技术要求施测，沉降观测的精度指标：环线闭合差0.6 mm（n 为测站数） ，每站高差中误差0.3mm，视线高0.3m。每次观测时，必须按附合水准路线至少联测两个水准基点，以保证有必要的检核条件，减少测量误差的发生。另外为保证测量成果的准确性，在进行观测点的首次观测时，必须连续测量两次，取其平均值作为沉降观测点的原始数据。 第三方监测管线沉降观测点在加固范围内布设不少于 3个测点，监测频率 3天一次；承包商在暗挖施工过程中必须每天监测。第三方监测和承包商需及时向建设单位和有关管线管理单位提供观测点布置图与沉降观测资料。 图 4地面和管线沉降观测点布置图 4四、旋喷桩加固

6、施工 （1）工艺特点 利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度（10-20r/min）旋转，一面低速（15-30cm/min）徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基形成直径比较均匀，具有一定强度（0.5-8.0MPa）的圆柱体（称为旋喷桩） ，从而使地基得到加固，本次主要采用单管旋喷桩施工。 （2）工艺主要机具设备（表 1） （3）试桩及确定工艺参数 为保证成桩质量，在进行大批量制桩之前进行试桩，以校验施工工艺

7、参数是否合理，现根据工程经验提出试桩用工艺参数如下： 注浆管：提升速度 1014cm/min；旋转速度 1014r/min。 浆液压力：大于 20MPa(在对大直径管道下方土体加固时，随钻杆提升逐步减压)。 水灰比：1.01.5 试验桩选择两根，成桩 24小时后挖除桩顶覆土，挖出桩身 2-3米，对成桩直径、质量（有无断层）进行检查，符合要求后，确定施工参数5进行全部桩施工。若不符合，应对工艺参数进行调整，以保证旋喷桩施工质量要求。 五、施工方法 （1）施工流程 测量定位机具就位钻孔至设计标高旋喷开始提升旋喷注浆旋喷结束成桩。 （2）施工工艺 1、放线定位：测量放样出各桩中心位置，要求孔位偏差不

8、大于50mm，为保证孔位正确，在各行旋喷桩外侧设置控制桩，在施工前进行孔位校核，以防止机械振动或其他原因使孔位发生偏差。 2、钻机就位：按放样孔位安放钻机，为保证钻机施工过程中不因振动而使造孔倾斜，在钻机下面用方木垫平，钻孔前对钻机及配套泥浆循环系统进行试运行，经确认无误后进行钻孔作业。 3、钻进成孔：将钻头对准孔位。用水平尺及直角板掌握机台水平、立轴垂直，钻机的垂直度应满足精度要求，经技术人员验测合格后方可开钻。 钻进时采用泥浆循环护壁，孔口流出的泥浆沿泥浆沟流入泥浆池。钻进过程中，遇到异常情况及时查明原因，采取相应措施。钻孔结束后，由技术人员进行质量检查，合格后方可进行下一道工序施工。 4

9、、旋喷作业：在进行旋喷作业前先进行浆液制备，制作浆液时，水源采用饮用水，水泥采用强度等级为 425#普通硅酸盐水泥；水灰比控制在 1.0-1.5，浆液采用高速搅拌机搅拌，纯拌和时间不应少于 30s，且应6连续制浆。已制成待用的浆液应采用低速搅拌机搅拌，以防止沉淀；为消除离析，一般加入水泥用量的 3%的陶土、0.9%的碱，制成浆液当环境温度 10以下，不超过 5小时，当环境温度 10以上时，不超过 3小时，浆液存放时间超过有效时间时，应予以废弃。 在钻入深度满足要求后，开始送入浆液。当孔口出现冒浆（泥浆）时，按确定的提升速度及旋转速度自下而上进行旋喷作业，直至提升到设计的终喷高程。 施工至地面以

10、下 1m时，采用慢速喷射，当喷浆口即将出地面时，停止提升，搅拌 1020s，保证桩头均匀密实。 5、冲洗设备：喷射施工完毕后，把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆,通常把浆换成水，在地下上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。 6、钻机移位：将钻机移到下一新孔位进行下一根桩施工。 （3）加固效果检验 1、冒浆体试块试验：取施工过程中的冒浆体，做成试块，试验其特性。此项试验可以用作判断强度的参考。 2、原浆检查：制作浆液时随机抽取制作四组 777cm立方体抗压试件，检测 3天，7 天，28 天抗压强度 3、质量检验验标准（表 2） （5）大型管线下方旋喷加固 7在确定大

11、型管线平面位置及走向并进行有效保护的前提下，旋喷桩机在与大型管线两侧根据计算并考虑安全保障，调整旋喷机机座，使钻头按一定角度以斜向钻入和旋喷成桩，从而对大型管线下部土层进行旋喷加固。如图 5 图 5大型管线下方旋喷加固示意图 注：为防止由于旋喷加固时注入的浆体过量引起地面隆起，管线底部以下 0.5m至地面，采用慢速减压喷射。 六、 加固效果评价 本工程对单根桩体采用竖向抽芯方法检测，查看桩体的完整性及对抽芯试样进行无侧限抗压强度检测（检测结果为：桩体完整性良好；桩体芯块无侧限抗压强度为 2.2MPa） 。高压旋喷处理软弱地基为成熟的施工工艺，适用于地层中含软弱夹层，施工费用低，工期短。高压旋喷桩施工时，由于有部分土体被置换，有利于周边土体加固，使周围土体得到加固，强度提高，加固效果显著，是确保南洲站号出入口暗挖施工及地下管线保护的重要保障措施。