盾构进洞土体加固方案

临空园区站两个预留盾构进洞口

土体加固方案

编制：

审核：

批准：

中铁十六局集团

上海地铁2号线西延伸线工程项目部

二OO五年七月十二日

目录

1.工程概况 (2)

2.施工总体方案 (2)

3.施工工艺及步骤 (4)

3.1 双轴水泥土搅拌桩施工工艺 (4)

3.2 高压旋喷桩施工工艺 (4)

4.施工部署及人员安排 (5)

5.主要施工设备 (5)

6.工期安排及计划 (6)

7.质量保证措施 (6)

7.1 双轴水泥土搅拌桩施工质量保证措施 (6)

7.2 高压旋喷桩施工质量保证措施 (6)

8.安全保障措施 (7)

1.工程概况

虹桥临空园区站～虹桥机场区间隧道盾构上行线于临空园区站西端头井进洞，下行线于临空园区站北端头井进洞，两个进洞口需在临空园区站进行预留。根据中国铁道建筑总公司管理分公司ZTJS-RZ-GC-SG-155号工作联系单要求，对洞口区域土体进行加固。

地质勘察资料显示，洞口部位土质为淤泥质粉质粘土。淤泥质粉质粘土属滨海～浅海相沉积，流塑欠均匀，局部夹较多薄层粉砂，层理紊乱、高压缩性土。

物探资料显示，北端头井加固范围内有原废弃雨、污水管各一根横穿通过，其中雨水管管径Ф1200，埋深3.5m；污水管管径Ф600，埋深3.5m，施工前需进行障碍物清理工作。

2.施工总体方案

⑴加固方式

靠近地下连续墙及新旧加固区域接头处采用高压旋喷桩加固一排，其余部位采用双轴水泥土搅拌桩加固。高压旋喷采用二重管旋喷法，先施工水泥搅拌桩，然后进行旋喷桩施工。

⑵加固范围

结合设计要求，本次洞口加固范围为：盾构隧道四周加固至隧道外3m，加固厚度为3.5m。另考虑到北端头井西北角有一使用中的Φ1200雨水管横穿通过，为减小盾构掘进过程中土体沉降对其产生的不利影响，该部位的加固范围适当外扩。具体详见附图-01～03。

⑶浆液配比

①水泥土搅拌桩

水泥掺量为土体重量的13％，在隧道顶以上3米至地表范围内为保持原状土强度，加固土体水泥掺量为7％。

搅拌桩采用水泥浆液配比：水：水泥= 1：1.8，水泥采用P.O32.5水泥。双轴水泥土搅拌桩各项技术参数见表-01。

②高压旋喷桩

浆液配比：水：水泥= 1：1，每立方米土体水泥掺量400kg，水泥采用P.O32.5

水泥。高压旋喷桩各项技术参数见表-02。

双轴水泥土搅拌桩施工技术参数表表-01

二重管法高压旋喷桩施工技术参数表表-02

⑷桩位布置

①双轴水泥土搅拌桩：共计施工搅拌桩182根，单桩直径700mm，断面积0.70m2。桩中心间距500mm，排距500mm，相邻桩搭接200mm。

②高压旋喷桩：共计65根。单桩直径800mm，断面积0.50m2。桩中心间距600mm，相邻桩搭接200mm。

⑸土体加固强度及检验

根据设计要求，盾构掘进范围土体不低于0.5Mpa，其余部分加固土体强度不低于0.8Mpa，故施工的旋喷桩及搅拌桩加固土体强度q u≥1.0Mpa。加固土体强度采用钻孔取芯的方法进行检验。

3.施工工艺及步骤

3.1 双轴水泥土搅拌桩施工工艺

双轴水泥土搅拌桩施工工艺为：定位→预搅下沉→喷浆搅拌上升→重复搅拌下沉→重复搅拌上升→清洗→移位。

1.定位：起重机悬吊搅拌机到达指定桩位；

2.预搅下沉：搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电动机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉；

3.制备水泥浆：搅拌机下沉至10m时开始，开始按确定的配合比搅制水泥浆，压浆前将水泥浆倒入集料斗中；

4.提升喷浆搅拌：搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷浆边旋转，同时按照确定的提升速度提升搅拌机；

5.重复上下搅拌：为使软土和水泥浆搅拌均匀，搅拌机提升至加固深度的顶面标高时再次将搅拌机边旋转边深入土中，至加固深度底标高后再将搅拌机提升出地面；

6.清洗：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净；

7.移位：重复上述1～6步骤，进行下一根桩的施工。

3.2 高压旋喷桩施工工艺

高压旋喷注浆法施工工艺为：钻机就位→钻孔→插管→喷射作业→冲洗→移动机具。

1.钻机就位：钻机安放在设计的孔位上并保持垂直，施工时施喷管的倾斜不得大于1.5％；

2.钻孔：用地质钻机钻孔，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm；

3.插管：钻机钻孔完毕，拔出岩芯管，并换上旋喷管插入到预定深度；

4.喷射作业：当喷射管插入预定深度后，由下而上进行浆液喷射作业；

5.冲洗：喷射施工完毕后，将浆液换成水，在地面上喷射，把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除；

6.移动机具：将钻机等机具设备移到另一钻机上。

4.施工部署及人员安排

项目部成立以总工程师为组长的施工安全质量管理小组，组织机构图如下：

5.主要施工设备

双轴水泥土搅拌桩主要施工机械设备表表-03

高压旋喷桩主要施工机械设备表表-04

6.工期安排及计划

本次加固计划于7月20进场施工，8月15日完工，总工期25天。

7.质量保证措施

7.1 双轴水泥土搅拌桩施工质量保证措施

1.现场场地应平整，清除地上、地下一切障碍物，在搅拌区域挖1.5m深的基坑；

2.开机前进行调试，检查桩机运转和输浆管畅通情况；

3.现场搅拌施工时严格控制：桩的垂直度偏差不大于1％，桩位布置偏差不得大于20mm，桩径偏差不得大于4％；

4.为了达到加固设计强度，采用复喷的方法进行施工，一次喷浆二次搅拌，第二次搅拌提升采用慢速；

5.搅拌作业时，现场技术人员注意检查搅拌机下沉和提升速度、输浆速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录；

6.通过电动机的电流监测表控制搅拌机下沉速度，工作电流不应大于70A；

7.制备好的浆液连续泵送，防止离析现象发生，拌制浆液的灌数、水泥的用量以及泵送浆液的时间等设专人记录；

8.水泥土搅拌桩连续施工，相邻桩的施工间隔不超过8~10h；

9.当浆液达到出浆口后，喷射座底30s，使浆液完全到达桩端。当喷浆口到达桩顶标高时，停止提升并搅拌10s，保证桩头的均匀密实；

10.计算每一根桩的浆液用量，倒入集料斗中，搅拌机提升至设计加固深度的顶标高时，集料斗中的水泥浆正好排空或有少量剩余；

11.施工时因故停浆，将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。若停浆超过3h，则拆卸输浆管路进行清洗，防止浆液硬化堵管。

7.2 高压旋喷桩施工质量保证措施

1.钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正；

2.喷射注浆前检查高压设备和管路系统，各通道和喷嘴内不得有杂物；

3.喷射作业时，现场技术人员注意检查注浆流量、风量、压力旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录；

4.土体加固施工时，旋喷桩水泥浆液在施喷前1小时内拌制，拌制后4h内用完；

5.喷射注浆时，地面应冒浆，如出现不冒浆的情况，应及时标明原因，进行处