复合锚杆桩专项施工方案

北京地铁十四号线大井站—丰台北路站

区间下穿丰北桥

复合锚杆桩施工方案

编制：

审核：

北京中铁瑞威基础工程有限公司

2011年5月

北京地铁十四号线大井站—丰台北路站区间

下穿丰北桥复合锚杆桩施工方案

一、工程概况

大井站~丰台北路站区间位于十四号线工程南段。区间始自丰台体育中心南大门大井站，沿丰体南路、丰台北路自西向东下穿丰北桥，并下穿丰台北路与小井村路交叉口处人行天桥，到达丰台北路站。丰体南路及丰台北路规划道路红线宽60m。区间主要在道路下方穿行，沿线建（构）筑物与管线较多，主要管线有2500×2200雨水方沟，（沟内底标高43.75）、Φ400上水管（管顶标高46.50）、Φ700雨水管（管内底标高45.67）、Φ600污水管（管内底标高45.75）。区间沿线地势平缓，略有起伏，地面高程约46.72m~49.79m。区间左线设计里程范围为K9+312.602~K10+664.796，全长1352.194m，区间右线设计里程范围为K9+312.601~K10+664.796，全长1352.195m，采用矿山法施工。区间线间距为0~90m，线路纵向呈“人”字坡和“V”字坡，纵向最大坡度为27‰。区间覆土5m~19.2m。区间隧道穿越地层主要为⑤卵石—圆砾、⑦卵石—圆砾层。结构基本处于潜水水位以上。本区间设置3个竖井和横通道用于施工区间主体，联络通道与施工横通道结合设置。

区间采用矿山法施工，丰北桥位于丰北路与西四环路相交处，为互通式立交桥，由两座主线桥和7座匝道桥组成。基础形式为桩基础。区间多次侧穿丰北桥桩，区间结构与丰北桥桩最近处静距仅为0.49m。区间穿越丰北桥风险等级为一级。区间走向与穿越桥梁平面图如下：

图1：大井站—丰台北路站区间下穿丰北桥总平面布置图

大井站~丰台北路站区间下穿丰北桥风险等级为一级风险源，制定专项保护设计方案。地表部分采用复合锚杆桩对临近暗挖区间的桥桩进行保护。

二、工程地质及水文地质概况

2.1、工程地质概况

本工程所处地区地层自上而下可分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层。

（1）人工堆积层：为粉土填土①层，黄褐色，稍密，该层厚度变化不大，一般厚度为0.6~3.9m，土质不均，工程性质差。

（2）新近沉积层：为粉土②层，褐黄色~褐黄（暗）色，中密，稍湿；粉粘土②1层：黄褐色，可塑，湿，含云母、氧化铁；粉砂、细砂②3层：褐黄色，可塑，湿，含云母、氧化铁；圆砾、卵石②5层：杂色，稍密~中密，湿，级配一般，含中砂约30%，厚度约8.5米。

（3）第四纪沉积层：卵石⑤层、⑦层和中、粗砂⑦1层：该层厚度约9米。

2.2、水文地质概况

本工程拟建场地内无地表水通过，潜水主要赋存于标高28.44~37.80m以下

的砂、卵石层中，地下水位年变幅一般为3~5m。地下水补给主要接受大气降水渗入和侧向径流补给。地址剖面图如下：

图2：左线地质剖面图

图3：右线地质剖面图

三、施工组织及措施

3、1施工准备

3.1.1施工前的准备工作

1）、完成施工现场的平面布置；

2）、水电引入施工现场；

3）、完成钻机、泥浆泵、管线和排浆池的设置；

4）、安排人员作好现场保卫工作；

5）、机具、人员进场；

6）、所需材料－水泥及外掺剂进场；

7）、设备调试和检验；

8）、开工前进行施工技术交底和安全教育。

3.1.2施工场地安排

根据现场的实际情况，为保证工程施工进度，符合锚杆桩的施工从临近竖井区域桥桩开始。在该部分进行抗施工的同时，进行较远桥桩处复合锚杆施工。由于施工区域内地下管线较多，正式施工前必须探明地下管线的走向、埋深、数量，探明管线方法采用人工挖探沟及人工探孔相结合，待探明管线位置后，现场做好详细标记，确保钻孔时地下管线安全。

3.1.3施工机具配置及施工场地布置

1）、施工机具配置

根据复合锚杆桩工程量、现场场地大小、机械设备施工效率和工期要求,决定安排若干套钻孔施工设备,主要机具配置如下:

2）、施工场地布置

丰北桥与西四环相交，西四环主路桥由南向北与丰体南路互通立交，丰北路上东西方向的西主线桥、东主线桥等三座桥，由南向东的1号匝道桥、由南向西的2号匝道桥、由西向南的3号匝道桥、由北向东的4号匝道桥、由东向北的5号匝道桥和四环主路上跨的6号、7号匝道桥等七座匝道桥组成。目前位于2号竖井的1号匝道桥的4轴和5轴，2号匝道桥的7轴和8轴都制约了暗挖区间的施工进度，如图：

图4：位于2号竖井旁的1号匝道桥4轴和5轴

图5：位于2号竖井旁的2号匝道桥7轴和8轴

目前两处施工场地基本满足施工需求，钢筋笼加工厂可选在2号竖井工区内，水泥、膨润土等材料可安放在施工现场，做好防潮防雨措施。

3.1.4劳动力配置

1）、地质钻机钻孔施工人员配制

根据本工程的特点,施工实行每天2班工作制，每班工作时间11小时。4台套地质钻机设备的劳动力配备如下:

2）、锚杆制作和灌浆人员配置

3）、施工人员配置共计64人。

3.1.5项目部组织机构

3.1.6项目组各岗位职责

项目组各岗位职责见下表

岗位职责

四、施工进度安排

施工进度计划的编制原则是尽量赶在暗挖施工到达桥桩安全距离前完成桥桩复合锚杆桩施工，尽量不耽误或少占用绝对工期。

首先，是对2号竖井附近的1号匝道桥4轴和2号匝道桥7轴同时施做复合锚杆桩，待完成设计工程量后移至下一轴施做。每轴计划布置2台地质钻机，每轴钻孔计划工期为4天，注浆工序滞后钻孔施工1.5天。每轴计划工期为6天。钻孔和注浆工序搭接施工，流水作业，确保以最快的时间完成施工任务。

五、复合锚杆桩施工工艺流程、施工参数

5.1、钻孔施工工艺

本工程复合锚杆桩成孔施工的难点是卵石层中成孔。根据本工程复合锚杆桩设计、成孔地质条件和以往成功的工程经验，基本可确定地质钻机泥浆护壁成孔工艺。

（1）地质钻机泥浆护壁成孔工艺

利用地质钻机带动小型组合牙轮钻或独轮钻头破碎砂、卵石地层，通过泵送配置的优质泥浆，利用组合的正反循环系统，将破碎的小颗粒砂卵石带出孔底；同时实践表明优质泥浆可以有效地稳定砂卵石层的孔壁，使所造的钻孔壁在相当长的时间内不坍塌。

成孔工艺中最重要的是泥浆的配比，根据实际情况，在钻孔前在实验室内要做好配比试验。根据以往的工程经验，采用类似工程使用的钻孔泥浆配比。

在钻进过程中，泥浆性能会因钻孔情况的变化而发生变化。如钻到粘土层时，泥浆会变稠，粘度、切力增大，糊钻、泥包钻头的情况增多；钻到砂层时，大量砂粒会混入泥浆中，使含砂量增加、泥皮松散、失水量与比重加大，这不但使护壁性能降低，加速水泵磨损，严重时还可能造成由于泥皮塌落而发生孔内事故；在遇到承压水层时，地下水会大量侵入孔内使泥浆稀释、性能被破坏等等。这时应及时调整泥浆的性能，否则就难以维持正常的钻进。