止水帷幕施工方案.docx
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止水帷幕施工方案
中南大学湘雅二医院
教学业务综合楼基坑工程
止水帷幕施工方案
审定：
审核：
编制：
湖南省第三工程有限公司
二00九年三月二十九日
一、工程概况
中南大学湘雅二医院新建教学业务综合楼位于长沙市老城区，处于人民路与解放路之间，东靠韶山路。
建筑物高89.4m,地下室2层，基坑最大开挖深度为15.8m。
本基坑建筑面积3000m2。
本工程采用三重管高压摆喷灌浆方法对基坑进行帷幕隔水，单排，帷幕轴线与护壁桩心距离为1.0m，土钉支护段，孔心轴线与坡顶重合。
摆水孔孔心为1.0m，拐角处适当加密，分序进行，连续喷射作业，摆孔布置于护壁桩外侧。
摆喷墙深度：
摆喷板墙顶部深入粉质粘土层1.2m，底部深入残积粉质粘土层1.0m。
二、地质特性
根据钻探揭露，查明拟建场地分布的岩土层有：
杂填土、粉质粘土、圆砾、残积粉质粘土、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩和微风化泥质粉质砂岩等，按其工程特性及指标，共划分为7个工程地质层。
现自上而下分述如下：
1.1杂填土（Q4ml）①：
褐红色、灰褐、褐黄色，主要由粉质粘土及少量的砖石组成，干燥～稍湿，松散，为新近堆积，未完成自重固结，该层场内均有分布，厚度变化较大，地层层厚0.64~4.00m，层底标高49.17~52.17m.
1.2粉质粘土（Q2al）②：
褐红、褐黄色，硬塑，稍湿，具网纹状，含水量的铁锰质结核，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等，属中等压缩性。
该层分布连续，厚度4.40~7.60m，层底标高44.29~45.62m。
1.3圆砾（Q2al）③：
灰黄色、灰白色，含少量的粘性土，砾石成分主要为石英及硅质岩，粒径一般为0.20~2.00cm，最大可达7cm，多呈层次圆状，分选性差，湿，中密。
该层分布连续，厚度较薄，层厚0.70~2.70m，层底标高42.76~44.22m。
1.4残积粉质粘土（Qel）④：
紫红色，由泥质粉砂岩风化残积形成，稍湿~湿，可塑~硬塑，稍有光滑，无摇振反应，干强度及韧性较高，属中等压缩性，分布于整个场地，厚度较薄，层厚0.80~3.20m，层底标高40.52~42.66m。
1.5强风化泥质粉砂岩⑤（K2dn）：
紫红色，泥砂质结构，块状构造，岩石较破碎，岩芯呈块状及短柱状，上部1～2m为半岩半土状，可见裂隙，属于极软岩，遇水易软化，失水易干裂，岩体质量等级为V级，岩石质量指标较差，RQD为25-45。
该层在场内均有分布，厚度较大，层厚4.00~7.60m最大可达10cm以上，呈亚圆形，饱和，中密状态，层厚1.10～6.40m，层底标高为35.57~37.82m。
1.6中风化泥质粉砂岩
（K2dn）：
紫红色，泥砂质结构，块状构造，岩石较完整，岩芯呈短~长柱状，除ZK12、ZK14、ZK16、ZK18、ZK19、ZK26、ZK27，其它钻孔均夹有1～2m厚的碎块状砂砾岩透镜体。
可见裂隙，属于极软岩，遇水易软化，失水易干裂，岩体质量等级为V级，岩石质量指标较好，RQD约为55~75。
该层在场区内均有分布，厚度大，揭露层厚6.35～10.10m，层底标高为26.28～30.75m。
1.7微风化泥质粉砂岩
（K2dn）：
紫红色，泥砂质结构，块状构造，岩石完整，岩芯呈长柱状，裂隙不发育，属于软岩，遇水易软化，失
水易干裂，岩体基本质量等级为V级，岩石质量指标RQD》85，揭
露最大厚度为7.10m，层顶标高为26.28～30.75m。
三、场地水文地质条件
根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）附录G第G.0.1条，场地环境类型分类标准，拟建场地环境类型为Ⅱ类。
根据水质分析结果，水中腐蚀介质SO42-、Ca2-、MG2+、及总矿化度等指标，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）有关评价标准判定该场地地下水对混凝土不具腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。
场地内地下水主要为松散岩类孔隙水，水量贫乏，微承压性~无压，稳定地下水位埋深1.80m～5.70m，水位标高47.08m～51.70m。
四、施工主要技术参数
高压水压强：
35～38Mpa，排量：
70～75L/min
空压机压强：
0.60～0.80MPa,排量：
1.4～2.0m3/min
水泥浆液压强：
0.50～0.70MPa,排量：
70～85L/min
比重：
1.60～1.65
灌浆旋转速度：
9～11rpm,提升速度：
6～8cm/min
摆喷夹角：
18o,起摆角：
5o
高压摆喷形成的防渗墙顶部深入粉质粘土层1.2m，底部深入残积粉质粘土层1.0m。
五、旋喷桩工作原理
高压旋喷桩是利用工程钻机钻孔至要求深度后（或引孔旋喷一体机），利用三重注浆管以一定的压力把浆液喷射出去，高压射流冲击切割土体，使一定范围内的土体结构破坏，浆液与土体搅拌混合固化，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体，凝固后便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、相邻桩体相互咬合成一体的固结体，该工艺起到止水与土体加固的作用。
六、施工工艺
6.1.桩孔测量定位
（1）依据规划红线图，总平面图及桩位布置图等资料，测量放出控制点轴线，请业主及监理复测验收。
（2）在不受施工影响的地方设置若干个永久性控制点及方向线，
根据总平面布置图及桩位布置图建立测量控制网。
（3）用经纬仪及水准仪测量定位，并经二次检测确认无误后方可确定旋喷孔位，并在孔位之上做上明显和稳定的标记。
6.2.钻孔施工
钻进成孔：
先采用工程钻机引孔。
钻孔直径和深度：
钻孔时，其引孔口径为Φ110mm～Φ130mm，终孔直径不小于Φ91mm。
终孔深度为设计要求深度以下500mm。
引孔钻进时，原则上采用清水钻进，若出现垮孔，采用优质膨润土作为制浆用主要材料，新制泥浆配合比拟为：
水750L，粘土650kg，碳酸钠6～8kg。
施工时，分别建立泥浆系统与高喷水泥浆系统，防止串浆、混浆。
6.3.水泥浆液制备
（1）浆液和水泥材料：
高喷灌浆采用32.5普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为0.8∶1，采用高速搅拌机搅拌，纯拌合时间不少于1min，且应连续制浆。
（2）浆液搅拌及浆液质量控制：
选用ZJ-400型高速搅拌机，进行浆液搅拌，由送浆工对浆液浓度、密度、温度和时间等进行检测和记录，据此控制浆液质量。
6.4.高压旋喷灌浆施工
（1）地面试喷：
钻孔验收、就位并对准孔口后，为了直观检查高压系统的完好性以及是否能够满足使用要求，首先应进行地面试喷。
（2）开喷：
喷管先至指定深度后，拌制水泥浆液，即可供浆、供风、供水开喷。
待各压力参数和流量参数均达到要求，且孔口已返出浆液时，即可按既定的提升速度进行喷射灌浆。
（3）高喷灌浆保持全孔连续一次作业，作业中因拆卸喷射管而停顿后，重复高喷灌浆长度不小于0.3m。
（4）在高喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度和回浆量异常，甚至不返浆等情况时，查明原因后即使处理。
（5）当孔内出现严重漏浆，拟采取以下措施进行处理：
A．降低喷射管提升速度或停止提升；
B．降低喷水压力、流量进行原地灌浆；
C．喷射水流中掺加速凝剂；
D．加大浆液密度或灌浆水泥砂浆、水泥粘土浆；
E．向孔内冲填砂、土等堵漏材料。
（6）在高喷灌浆过程中，水泥用量根据现场土层情况确定，保证180～250kg/m（180度摆喷）。
（7）供浆正常情况下，孔口回浆密度变小、不能满足设计要求时，拟采取加大进浆密度或进浆量的措施予以处理。
（8）装、卸喷射管时，采取措施密封、加快装卸动作以防止喷嘴堵塞。
（9）高喷灌浆结束后，充分利用孔口回浆或水泥浆液对已完成孔进行及时回灌，直至浆液面不下降为止。
（10）施工中如实记录高压旋喷灌浆的各项参数、浆液材料用量、异常情况及处理等。
七、质量保证措施
（1）设备安装平稳对正，开孔前须严格检查桩位和开孔角度。
施工时应控制好高喷桩的标高。
（2）保持引孔泥浆性能，孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下至孔底。
（3）高喷管下井前需在井口试验检查，防止喷嘴堵塞。
（4）高喷管下至距孔底0.5m时，应先启动浆泵送浆，同时旋转下放，下至于孔底（开喷深度）后，再启动高压泵和空压机，各项参数达到要求后方可提升，提升速度控制在8～15cm/min。
（5）高压旋喷作业时各压力参数如下：
三重管：
浆压：
0.2～3MPa
水压：
20～30MPa
气压：
0.4～0.7Mpa
（6）浆液配制必须严格按照配比均匀上料，经常检查测定浆液比重，并做好记录。
（7）高喷作业中，必须注意观察水、气、浆（两重管为气、浆压）压力和流量达到设计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处理。
（8）分节拆卸高喷管时，动作要快，尽量缩短停机时间。
（9）因故停机（卸管或处理故障）时，需将近高喷管下放至超过原高喷深度0.1～0.5m处，重新开机作业，以避免回灌体出现新层。
（10）遇到较硬地层时应降低提升速度，高喷参数达不到要求孔段应进行复喷。
（11）采用两序施工（间隔一个）防止串孔。
（12）为确保回灌体强度，冒浆不得回收和利用。
（13）遇漏水孔段，应停止提升，继续注浆，冒浆后再提升；漏失严重时应采取堵漏措施，并做好记录。
（14）高喷作业时，各岗位要明确分工，统一指挥，协调一致。
（15）高喷结束后，要立即清洗管路设施。
（16）各种记录资料及时整理上报。
（17）质量控制
序号
检查项目
单位
规定或容许偏差
检查方法
1
孔平面位置
cm
±10
用经纬仪量测或钢尺量
2
钻杆倾斜度
%
≤1.5
用角度仪检查
3
深度
m
不小于设计
现场测量检查
（18）止水帷幕施工完后进行围井注水试验，确定其渗透系数达到设计要求。
八、施工注意事项
钻机就位后，应进行水平和垂直校正，钻孔位置与设计位置偏差不大于10cm，垂直度偏差不大于1.5%。
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，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范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。
九、安全措施
施工时，对高压泥浆泵要全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存在；
各密封圈应完整无泄漏，安全阀中的安全销要进行试压检验，确保能在额定最高压力时
断销卸压；压力表应定期检查，保证正常使用，一旦发生故障，要停泵停机排除故障。
高压胶管不能超过压力范围使用，使用时屈弯应不小于规定的弯曲半径，防止高压管爆裂伤人。
高压喷射旋喷注浆是在高压下进行，高压射流的破坏力较强，浆液应过滤，使颗粒不大于喷嘴直径；高压泵必须有安全装置，当超过允许泵压后，应能自动停止工作；因故需较长时间中断施喷时，应及时地用清水冲洗输送浆液系统，以防硬化剂沉淀。
管路内；冬季施工，高压泵不得在负温下工作，施工完了应及时将泵和管路内的积水排出，以防结冰，造成爆管。
操纵钻机人员要有熟练的操作技能，了解注浆全过程及钻机旋喷注浆性能，严禁违章操作。
本工程摆喷桩共1200m，投入1套设备，帷幕作业人数15人，计划作业时间为20天。
劳动力计划见下表：
劳动力计划表
工种级别
按工程施工阶段投入劳动力情况
0-3天
4-6天
7-9天
10-12天
13-16天
17-20天
旋喷桩技工
15
15
15
15
15
15
机电技工
3
3
3
3
3
3
普工
7
7
7
7
7
7
具体施工过程中根据施工情况增减人员。
十、设备、材料及人工安排
10.1机械设备
本工程拟投入的主要施工机械设备见下表：
序号
设备名称
规格型号
产地
计划数量
制造年份
额定
功率
功功
备注
1
旋喷钻机
XJ-100
湖北
1台
2006
35KW
自有
2
高压水泵
3XB
湖南
1台
2006
4.5KW
自有
3
泥浆泵
BW-150
湖南
1台
2006
3.5KW
自有
4
浆液搅拌机
JDY350
湖南
1台
2006
3.5KW
自有
5
高压喷管
TY-301
广州
1台
2006
自有
6
空压机
VY-12/7-B
江苏
1台
2005
90KW
自有
10.2主要仪器设备表
类别
型号
产地
数量
备注
全站仪
SET2C/2B
日本
1台
自有
经纬仪
J2
北京
1台
自有
精密水准仪
DJS3-1
北京
1台
自有
10.3材料
施工用材料必须有出厂合格证，按照要求进行送检，严格保证进场材料的质量，本工程拟进场主要材料计划如下表：
主要材料计划表
序号
材料名称
规格
用量
单位
主要用途
1
水泥
P.O32.5
480
吨
摆喷注浆等
十一、工期及确保工期的保证措施
11.1施工总工期
本工程施工总工期为20个有效工作日。
为确保工程能够按照合同工期保质保量的完成，我们制定工期的技术保证措施和组织措施，对各阶段施工制定工期目标，将总工期目标分解到各个环节中，保证总工期的实现。
在本工程的施工中，保证合理组织和流水施工是完成本工程的关键，采用分阶段控制工期的方法来控制总工期的实现。
施工中加强各工序间的衔接，安排作业时间及进度，提前做好施工准备，合理组织人力、物力等各种资源，使各阶段的施工进度计划得以实现，从而保证工程总工期。
在合理安排承包范围内的施工进度外，对合同内与其他单位相互配合也排出控制工期，以保证整个工程施工的整体协调性。
11.2施工进度计划
根据合同要求，结合以往丰富的施工经验，在工程施工过程中，编制详细的进度控制网络，协调组织施工，合理配置资源，提高施工的连续性和严密性，确保工程总工期目标和质量目标的实现。
11.3确保工期的保证措施
建立强有力的项目经理部，配足项目管理人员，形成责任到位、指挥有序、雷厉风行、精干高效的管理机构，确保项目按预定安排推进。
实行项目经理班子成员现场24小时值班制度，果断决策、及时协调、切实解决生产中遇到的各种问题，保证施工的正常、有序进行。
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