盾构机前方冲桩方案

盾构机前方冲桩方案

一、工程概况

盾构机目前位置前方分布有三根混凝土桩，同时，该区域为基岩隆起区，盾构机在该位置掘进遇到困难，没有推进速度、扭矩大、渣土温度高。其推进情况与磨桩的推进情况不同，初步判断，怀疑桩间存在基岩或者在桩体西侧存在基岩。为了进一步处理这些可能存在于盾构机刀盘前方的基岩，拟采用直径1.6米的重锤再次进行冲桩作业。现在盾构机的刀盘已经切入4#桩约15cm，为了保障在冲桩作业过程中盾构机及刀盘的安全，需要先让盾构机后退30cm，然后再进行冲桩作业。

二、施工顺序

先采取措施使盾构机后退30cm左右，然后进行冲桩作业。

三、施工准备工作

1、根据桩位坐标进行轴位放线，定出桩位并固实。

2、材料、人员、机械设备、各种工具应提前进场准备好，临水、临电设施架设或铺设完成。

3、做好施工现场的排水系统，浆池、浆沟开挖工作。施工污水须经沉淀池处理后，才可排入市政管道。同时，做好施工现场的安全、文明施工工作。

四、施工方法

（一）盾构机后退施工

1、由于盾构机长期对周围土体进行扰动，并且已经出现了部分坍塌，地下水系与

盾构机土仓已经贯通，故首先对整个地面区域内的与盾构机土仓之间的水流通道进行封堵。

2、通过盾构机的注浆系统，向土仓内部注入膨润土浆液，形成高压，同时采用拼

装模式将千斤顶松开，利用膨润土形成的高压向后推盾构机。由于盾构机后退的过程中，压力会下降，所以要不断向土仓内部注入膨润土浆液。

3、参照《始发方案》计算的盾构机与土体之间的摩擦力约800t，设膨润土形成

的压强为P,盾构机截面积为A,则P×A>800t=800000kg

其中A=3.14×3.00×3.00=28.26㎡=282600cm2，

P=800000/282600=2.83bar

五、在盾构机退到预定位置后，进行冲桩作业

1、地面需要将填石区的部分区域挖出，并对填石进行加固。防止冲桩震动引起填石掉落。对冲桩机运行区间进行平整硬化。

2、桩位放样

平整硬化场地后，进行桩位放样，在桩位处浇砼，埋钢筋标注桩的中心点。

3、埋设护筒

护筒的作用是固定桩孔位置，保护孔口，提高孔内水位，防止地面水流入，增加孔内静水压力以维护孔壁稳定，并兼作钻进导向。护筒内径应大于钻头直径，当用冲击钻时，宜大于200mm。护筒埋设深度，根据土质和地下水位而定，应保持孔内泥浆面高出地下水位1m 以上，应严格控制护筒内外的水位差，在护筒顶部应开设1~2个溢浆口。要求护筒中心与桩位中心线偏差不得大于50mm。护筒与孔壁之间用粘土分层填实，以防地面水流入，又能固定护筒。

4、挖循环泥浆池

在桩位附近适当的位置挖一个2米见方，深约1米的泥浆池，此泥浆池仅作冲孔时，孔内泥浆循环使用。采用泥浆循环的方法掏渣。使用粘土制作泥浆。

5、冲桩机就位

护筒埋设结束后将冲孔机就位, 冲孔机摆放平稳,钻机底座用钢管支垫，钻机摆放就位后对机具及机座稳固性等进行全面检查，用水平尺检查钻机摆放是否水平，吊线检查钻机摆放是否正确。

6、冲击机成孔

通过卷扬机悬吊冲锤的冲击力把原有桩破碎成孔，泥渣部分挤入孔壁，大部分采用泥浆循环的方法掏出。操作时，要先在孔口埋设护筒，然后冲孔机就位，使冲锤中心对准护筒中心，开始应低锤密击，锤高0.4~0.6m，并及时加片石、砂砾（或石子）和粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒底以下3~4米后，才可加快速度，将锤提高至1.5~2.0m 以上转入正常冲击，并随时测定和控制泥浆比重。发现漏水及时补充，并应保持孔内水位高于地下水位1.5m左右，以防坍孔；遇岩层表面不平或倾斜，应抛入20~30cm厚块石，使孔底表面略平，然后低锤快击使成一紧密平台后，再进行正常冲击，同时泥浆比重可降到1.2左右，以减少粘锤阻力，但又不能过低，避免岩渣浮不上来，掏渣困难。在各类土层中的冲程和泥浆比重关系见表。

在冲孔过程中被冲碎的石渣，一部分和泥浆挤入孔壁空隙中，大部分清除出外。在开孔阶段，尽量使石渣挤密孔壁而不掏渣，但冲至4~5米深度以后，则要开始掏渣，大约每台班掏一次，每次约4~5桶，要及时加水保持孔内水位的高度以防坍孔。每次掏完石渣后，即向孔内加护壁泥浆，恢复泥浆正常浓度，这样反复进行冲孔、掏渣，直至要求深度。每次掏渣，用塑料袋装渣的样品，并注明掏渣桩号、时间、桩长度范围。

7、泥将护壁与清孔

在钻进过程中，应随时补充泥浆，调整泥浆比重，泥浆作用：

（1）泥浆夹带被钻头削碎的土颗粒不断从孔底溢出孔口，达到连续钻进连续排土。

（2）加固保护孔壁，防止地下水渗入面造成坍孔。

经常测定泥浆比重，在易坍孔的砂土和较厚的夹砂层中成孔中时，应设置循环泥浆池和泥浆泵，用比重为1.1~1.3的泥浆护壁；在穿过砂夹卵石层时，应提高泥浆比重至1.3~1.5。

六、施工注意事项

（1）冲击钻进应遵守以下一般规定

1）应控制钢丝绳放松量，勤放小放，勤松绳（指次数），小松绳（指长度），防止钢丝绳放松过多减少冲程，放松过小则不能有效冲击，形成“打空锤”，损坏冲击机具。用卷扬机施工时，应钢丝绳上作记号控制冲程。冲击钻头到底后要及时收绳提起冲击钻头，防止钢丝绳缠卷筒。应经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活，以免突然掉钻。

2）必须保证泥浆补给，保持孔内浆面稳定，护筒埋设较浅或表土层土质较差者，护筒内泥浆压头不宜过大。

3）一般不宜多用高冲程，以免扰动孔壁而引起坍孔、扩孔或卡钻事故。

4）每次掏渣后或因其他原因停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程，以免卡钻。

5）冲击钻头磨损较快，应经常检修补焊。

6）大直径桩孔可分级扩孔，第一级桩孔直径为设计直径的0.6~0.8倍。

（2）在砂砾石层钻进应注意：使用粘度较高、相对密度适中的泥浆；保持孔内有足够的水头高度；视孔壁稳定情况边冲边向孔内投入粘土，使粘土挤入孔壁，增加孔壁的胶结性；