南京至安庆铁路第五合同段水泥砂浆桩地基处理工程临近既有线施工方案.docx
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南京至安庆铁路第五合同段水泥砂浆桩地基处理工程临近既有线施工方案
1工程编制依据、原则及目的
1.1编制依据
1．国家及铁道部颁布的现行法律、法规，现行的建设工程设计、施工规范、技术指南及质量验收评定标准等；
2．铁道部及安徽省关于新建南京至安庆铁路建设的相关批复文件；
3.南京至安庆新建铁路设计文件和图纸；
4．施工现场踏勘所取得的有关工程地质、水文、气象、地材供应情况、交通运输状况，以及当地民风民俗、自然环境、水土资源状况等调查资料；
5.上海局营业线施工安全管理实施细则（上铁运发【2008】316号）；
6．上海局建设工程营业线施工安全管理细则（上铁建发【2009】83号）；
7．《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009，J971-2009）:
8.《关于公布<上海铁路局营业线施工安全管理补充实施细则>的通知》（上铁运发）【2010】161号）；
9.铁道部关于进一步加强铁路建设施工机械设备管理的通知（铁建设函【2009】1170号）；
10.上海局有关进一步加强临近营业线施工机械安全管理的通知（建工函[2009]260号）：
11.上海局关于进一步规范施工方案审查步骤和流程的通知（2009【1774】号）；
12.《关于转发铁道部做好铁路建设地质灾害预防工作的通知》（建工函）【2010】173号）；
13.上海铁路局关于印发《上海铁路局突发公共事件总体应急预案》的通知（上铁办发【2009】455号）；
14．《关于规范施工地段环境管理的通知》（上铁工函）【2010】1282号）；
15.关于重新公布《上海铁路局关于营业线施工、检修作业驻站安全防护办法》的通知（上铁师发[2010]438号）
16.铁道部《铁路交通事故应急救援规则》（铁道部部令32号）；
17.《铁路技术管理规程》（铁道部部令第29号）；
18.《既有线施工安全生产条例》；
19.《铁路工务安全规则》；
20.《既有铁路安全事故应急救援条例》；
21.《建设工程安全生产管理条例》；
22.《铁路工程施工安全技术规程》；
1.2编制原则
1．严格执行“安全生产，持证上岗”的原则，参建人员须经安全教育培训，考试合格后，方准上岗；
2.既有线施工严格执行一人一机专职防护，“五个一”安全原则；
3.施工前对有关人员进行岗前培训，掌握技术要点及注意的安全事项，确保施工万无一失，严格按照施工方案进行；
4.遵循安全第一、预防为主的原则。
从制度、管理、方案、资源等方面制定切实可行的措施，严格按规章程序办事，确保施工安全。
1.3编制目的
明确本段水泥砂浆桩及褥垫层施工作业项目的施工方法，工艺流程，操作要点，工艺标准和安全防护方案，指导、规范本段施工。
2工程概况
2.1工程介绍
由于新建合杭场占用既有芜湖站宁芜线位置，故在GK109+664.61-113+618.94段对宁芜线进行小半径改造，并新建宁芜场，同时还建机务折返段（GK110+073-GK110+592.32）和客车存车线（GK112+189-GK113+618.94）。
GK109+906-GK109+980段地基处理形式为水泥砂浆桩，桩顶设50公分碎石垫层，施工边线与既有线路中心线最近距离18.77m；GK109+980-GK110+517段施工边线距既有线中心距离大于30m。
GK110+517-GK112+300段既有线施工位于芜湖站区间，由于新站场抬高2m-2.85m，为减小宁芜场开通后皖赣线施工对既有线运营安全的影响，故本次施工范围含距既有线（临时V道）7m外的合杭场站线路基地基处理施工。
本段地基处理形式为水泥沙浆桩，桩顶设50cm碎石垫层，施工最不利断面为GK112+300断面，水泥砂浆桩处理边线距既有线临时V道最近距离为6.11m。
桩顶距原地面小于1.28cm。
工程名称
工程里程
对应既有线里程
既有线施工形式
施工主要危险源
危险源防护措施
距线最近距离（开挖深度）
新建宁芜线
GK109+664.61-GK109+906
——
清表、换填
大型机械侵限、施工人员侵限
设置物理隔离、现场设专职安全防护员
0-18.77m（1.9m）
GK109+906-GK109+980
——
水泥砂浆桩、碎石垫层、路基填筑
水泥砂浆桩机：
16m、大型机械倾覆、机械人员侵限
设缆风绳、设置物理隔离、现场设专职安全防护员
＞18.77m（0.4m）
GK110+517-GK112+300（含临V道外7m合杭场站线）
——
水泥砂浆桩、碎石垫层、路基填筑
水泥砂浆桩机：
16m、大型机械倾覆、机械人员侵限
＞6.11m；（0.9m）
GK112+300-GK112+788（新建客车整备场）
——
清表（小于70cm）、路基填筑
大型机械侵限、施工人员侵限
设置物理隔离、现场设专职安全防护员
＞8.24m；（1m）
GK112+788-GK113+325（客车整备场牵出线）
——
路基开挖施工（小于80cm）
大型机械侵限、施工人员侵限
＞5m；（0.4m）
GK113+325-GK113+618（客车整备场牵出线）
——
帮宽（最大高度3.3m）
大型机械侵限、施工人员侵限、边坡挖台阶
利用既有声屏障为物理隔离
＞6.74m；（3.3m）
2.2主要设计技术标准
铁路等级：
I级铁路
正线数目：
双线
速度目标值：
120km/h
设计竖向荷载：
“中—活载”
2.3既有线路运输条件
新建线路走向基本与既有铁路宁芜线同向，宁芜线为双线I级国铁，限制坡度6‰～12.7‰，最小曲线半径360m。
每日通行客运列车50列，货运列车70列，线路繁忙。
2.4施工准备
2.4.1工程地质、水文特征
岗地，地势平坦开阔，线路通过居民区。
水塘深2.0-5.0m，淤泥厚约1.0-3.0m。
第四系孔隙潜水，不发育，埋深0.5-1.5m，无侵蚀性。
2.4.2交通条件
施工沿线公路网发达，交通方便，施工便道沿铁路红线修筑。
2.4.3水电条件
施工区域地下水较为丰富，施工用水可以就地打井，水质经检验合格后使用。
站外施工用电主要采用增设变压器方式与地方电路网线连接，集中供电。
站内施工用电，利用站内既有环二线为电源，在站内设两处箱变，集中供电。
2.4.4地下管线、隐蔽设施与三电迁改情况
我分部对新建宁安、宁芜铁路线路段进行多次调查，针对路内资产的地下管线、隐蔽设施、三电设备并与设备产权单位多次咨询联系，现场踏勘，确定了线路设备走向、位置，根据站改施工顺序，初步制定了迁改方案，下一步将根据芜湖站管线最终设计方案，结合施工需求确定具体拆迁步骤，报宁安公司审核。
在本工程施工前，我分部将积极与设备产权单位签订施工安全协议。
在施工中对作业人员进行现场管线交底，并派专人配合设备单位进行现场防护，确保设备安全。
3劳动力组织
3.1施工组织机构、主要人员配备
为加强既有线施工安全防护、确保工程建设周期、生态环境保护等建设目标的全面实现，根据路基基底处理水泥砂浆桩工程施工的特点，按架子队管理模式组织施工。
主要人员上岗之前，全部经过上海铁路局既有线施工安全培训，并取得合格证，安全员、防护员、领工人员、工班长配备齐全。
主要管理人员表如下。
指挥部组织机构图
一分部组织机构图
指挥部主要人员联系方式
序号
姓名
职务
联系方式
备注
1
总指挥
2
副总指挥
3
总工程师
4
副总指挥
5
工程部部长
6
物资部部长
7
安质部部长
8
计合部部长
9
财务部部长
10
综合办公室
11
试验室
宁安铁路五标一分部施工主要管理人员
序号
姓名
职务
联系电话
备注
1
项目经理
2
项目书记
3
项目总工
4
项目副经理
5
副总工
6
物资部长
8
安质部长
7
试验主任
8
工程部长
二工区架子队组织机构
施工队作业人员配备：
按施工高峰期的作业人数配置，本着“科学合理，均衡配置”人力资源的方法，配置安排各专业队伍的人力资源。
本工程路基专业架子队最大配置合计70人，其中各类管理人员18人，专业技术工种总计30人，普通工种计22人。
3.2设备配置
水泥砂浆桩设备表
序号
工程项目
设备数量
施工任务
备注
1
PH-5水泥砂浆桩机
15台
水泥砂浆桩施工
机高16m/长6m/宽3m
2
砂浆搅拌机
15台
3
发电机
2台
备用
4施工建设目标
4.1总体目标
以“六位一体”为基础，以高标准、讲科学、不懈怠为准则，以抓源头、抓过程、抓细节、抓标准为手段，以不留隐患、不当罪人、建不朽工程为目标，高标准起步、高速度推进、高水平管理、高质量建设，争创世界一流工程。
4.2安全目标
确保行车绝对安全，确保人身绝对安全，确保设备状态良好；杜绝因施工造成生产安全一般及以上事故；杜绝因施工造成一般D类及以上铁路交通事故；杜绝因施工造成一般人身重伤及以上事故。
4.3工期目标
根据工程工期要求：
宁安场堆载预压节点工期为2011年9月30日，且新建宁芜线路基施工位于新建宁安线与既有线间，从既有线侧无交通条件进入宁芜线施工场地。
同时，为减小铁路施工对地方九华中路立交桥交通的影响，缩短施工封路时间。
故根据现场条件，在施工宁安线路基时同步展开宁芜线路基施工。
工期安排：
施工准备2011年4月1日——2011年4月15日；
GK109+906-GK109+980段宁芜线、新建机务折返段水泥砂浆桩桩基施工2011年4月15日——2011年5月05日；
GK112+189-GK112+300段客整所水泥砂浆桩桩基施工
2011年4月20日——2011年5月10日；
GK110+517-GK112+189段宁芜线、新建合杭场水泥砂浆桩桩基施工2011年4月30日——2011年6月30日；
GK109+906-GK112+300段褥垫层临近既有线施工
2011年6月15日——2011年7月30日
5施工方案及影响范围
5.1施工准备
1.地下管线调查
地下管线、三电、隐蔽设施调查统计表
施工里程
需拆除设备
拆除工程量
影响工程
管线与线路关系
铺设方式
产权单位
备注
k109+700-k110+000
Φ400、Φ200
自来水管
铸铁管各300m
新建宁安线、
新建宁芜线
18°斜穿路基
1.5m地埋
南京宏达公司
供水分公司
受拆迁影响，部分管线根据站内永久管线布置进行过渡性迁改。
k109+700-k110+930
10KV环一线
高压电缆230m
新建宁芜线
顺既有线路左侧
1.3m地埋
南京供电段
DK84+890
Φ500自来水管
铸铁管150m
九华中路立交桥下穿工程
90°横穿所有线路
1.9m地埋
华衍水务
DK85+200-DK86+400
芜湖站供水管网
新建宁安线、
新建宁芜线
整个战场内
1m地埋
南京宏达公司
供水分公司
根据设计院三电及管线总体布置方案，对施工范围内管线进行迁改，迁移管线时做到永临结合，避免二次拆迁。
2.对参加施工的既有线人员进行岗前安全技术培训和交底，特殊工种人员持特殊工种操作证上岗，安全员、防护员、带班人员、工班长持路局安全培训合格证上岗。
安全防护用品备全备足。
机械设备报验后上场使用，严禁带病作业。
3.为保证既有线施工安全，严格按照“先防护后施工”的原则。
施工前先在既有线路路肩外侧做好临时防护栅栏，然后进行施工。
4.整平施工场地，地基承载力必须≥120Kpa。
测量放样桩基位置，桩孔用小木桩钉标识。
5.及时修筑临时排水沟或永久排水沟，防止雨水对场地的侵泡，同时起到隔离防护作用。
5.2水泥沙浆桩施工方案
芜湖站所有站线及宁芜线正线的软基处理采用水泥砂浆桩，施工边线与既有线中心最近距离断面为GK112+300，距既有线中心为6.0m，路肩高差为0.4m。
1.技术要求
（1）水泥砂浆桩适用于加固深度小于15m的松软土、软土地基。
（2）水泥砂浆桩正三角形布置，桩径0.5m，间距1.2m。
水泥砂浆桩桩长原则上必须穿透软土层嵌入第四系地层不小于1m，嵌入全风化岩层不小于0.5m。
（3）水泥采用P.O42.5及以上普通硅酸盐水泥，砂采用细沙。
水泥掺入量不小于被加固湿土重量的15～20%,水灰比为0.45～0.7，灰浆比为1：
0.3～0.7。
（4）室内配比试验：
采集该工点土样，当存在多层土时应采集各层土样，至少应采集最软弱土样，进行室内配比试验，寻求各水泥土试块不同龄期不同水泥掺量、不同外加剂的抗压强度，寻求满足设计要求的最佳水灰比、水泥掺入量。
水泥砂浆桩试块（边长7.07cm立方体）无侧限抗压强度不小于2.0Mpa。
配置的灰浆应流动性好、便于泵送、喷搅。
（5）成桩工艺试验：
利用室内水泥配比试验结果，选择有代表性地段进行现场成桩试验，检验成桩效果，以确定满足设计要求施工工艺和施工参数。
在试验桩竖向全长钻取芯样，检查桩身水泥土密实度、强度，试桩数量不得少于3根。
（6）喷浆及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的有效期内的检测仪器进行自动记录。
（7）水泥砂浆桩的施工顺序宜从中间向外围进行，或由一边推向另一边的方式施工。
（8）水泥砂浆桩施工完成28天内不得有任何机械在上面行走，28天以后，按设计要求及《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设【2005】160号）中浆体喷射搅拌桩的相关要求进行单桩载荷、复合地基载荷及取芯试验检测,检测合格后，方可进行上部路基施工。
（9）水田地段应排水疏干后挖除地表0.3～0.5m厚种植土，旱地及旱田地段挖除地表植物根系，并用土回填至原地面。
对需要报废的水塘排水疏干、对不报废水塘围堰抽水后，用土回填至水塘埂高程（原地面）处。
回填土需进行碾压，碾压密实至压实系数K≥0.9。
2.施工准备
（1）测量放样，平整地表，清除障碍物。
当在既有线路基边坡上时，对既有线进行台阶施工，并对路基边坡进行安全防护。
（2）在施工现场根据地质情况分段取样，按设计要求进行室内配比试验，确定水泥砂浆配比。
（3）施工前对有关原材料进行检验，检验合格后方可使用。
（4）施工前进行成桩工艺性试验，并确钻进速度、提升速度、单位时间喷入水泥砂浆量及喷搅次数等工艺参数，工艺参数及成桩检验成果报监理确认。
（5）对各桩位控制点进行复核签字后，准确施放桩位并用竹片、白灰做好标识，按要求统一编号，明确桩位施工顺序，并作好施工记录。
3.水泥砂浆桩施工
施工采用的PH—5型水泥砂浆桩机械作为机架，由位于钻机底部操作台的动力系统，通过外钻杆传递动力，再通过钻杆顶部配备的专用传动箱，采用同心多轴钻杆，在内钻杆上设置正向旋转叶片并设置喷浆口，在外钻杆上安装反向旋转叶片，通过外杆上叶片反向旋转过程中的压浆作用和内杆正向旋转叶片同时搅拌水泥砂土的作用，阻断水泥砂浆上冒途径，把水泥砂浆控制在最上、最下两组叶片之间，保证水泥砂浆液在桩体中均匀分布和搅拌均匀，确保成桩质量。
3.1.施工工艺
水泥砂浆桩施工工艺流程图见下图。
3.2.施工方法
（1）桩机就位：
检查钻杆长度，钻头直径，连接好输浆管路，将搅拌桩机移到指定位置对好桩位、调平，确保导向架的垂直度。
所有钻机均应编号，应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥砂浆搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处。
经现场质检人员检查确认无误后方可开机作业。
（2）拌制水泥浆：
搅拌机搅拌下沉的同时，后盘开始根据掺入比及水灰比等拌制水泥浆，水泥浆经充分搅拌均匀，待压浆前将浆液倒入集料斗中。
（3）预搅下沉：
开启搅拌机主电机，桩机钻杆垂直下沉，下沉速度宜控制在1.0m/min，下沉过程中，工作电流不大于额定值50A，随时观察设备运行及地层变化情况，当工作电流突然大于额定值50A且电流读数持续保持30秒后，可基本判定钻头下沉至持力层，记录桩长并继续下沉不小于50cm至桩底。
下沉速度根据实际地层决定。
（4）喷浆搅拌提升：
搅拌桩机下沉到达设计要求桩底深度后，开起砂浆泵送浆，在桩底原地喷浆搅拌30秒后四档（1.5m/min）喷浆搅拌提升，喷浆压力不小于0.4MPa。
提升过程中始终保持送浆连续，中间不得间断。
如有间断应进行处理。
（5）喷浆搅拌下沉：
采用五档（2.0m/min）喷浆复搅，必须至桩底。
（6）搅拌提升：
二档（0.6m/min）搅拌提升，当喷浆口离地面0.3m时，宜停止提升，搅拌2min，以保证桩头质量。
（7）为确保桩体的均匀性，压浆阶段不允许出现断浆现象，输浆管道不能发生堵塞，并严格控制搅拌桩机的提升、下降速度。
（8）移位：
桩机移至下一桩位，重复进行上述步骤的施工。
3.3.操作要求
（1）排号从第一排开始排序号为1，中桩的列序号为0，左侧第一根列序号为L1，右侧第一根列序号为R1，如此类推。
如100-L12即为第100排左侧第12根。
（2）专人负责全过程旁站水泥砂浆桩的施工过程。
机长负责认真填写施工原始记录，记录内容应包括：
1施工桩号、施工日期、天气情况；2喷浆深度、停浆标高；3活塞泵压力；4钻机转速；5钻进速度、提升速度；6浆液流量；7复搅深度；8电流大于50A时桩长；9进入持力层深度。
4.施工控制
（1）水泥砂浆严格按照试验确定配比搅拌，配备好的浆液不得离析，做到随搅随用。
（2）泵送水泥砂浆前，管路应保持湿润，以利输浆。
现
（3）严格控制搅拌钻机钻进和提升速度、供浆和停止时间，控制下钻深度、喷浆高程和停浆面。
（4）必须连续供浆，均匀拌和，一旦因故停浆，为防止断桩和缺桩，应使搅拌机下沉至浆面下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。
如果歇时间过长，应在原桩位旁边进行补桩处理。
（5）搅拌机提升至地面以下1m后慢速，当喷浆口即将出地面时，应停止提升，喷浆搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。
（6）成桩过程中，应严格按照试桩确定的工艺参数进行施工。
（7）当钻进搅拌过程中于有阻力较大、钻进太慢时，应增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压，或边搅拌边输入浆液。
（8）随时检查施工记录，评定成桩质量，如有不合格桩或异常情况，应及时采取补桩或其他处理措施。
（9）水泥砂浆桩桩体抗压强度、桩长、桩顶标高及桩身均匀性符合设计要求。
（10）搅拌桩处理后复合地基承载力符合设计要求。
（11）钻机成桩和搅拌过程中，应将废弃的加固料回收处理及时清走，防止污染环境。
（12）水泥砂浆桩施工允许偏差按照下表进行控制施工。
水泥砂浆桩施工允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
间距（纵横向）
±50mm
2
直径
不小于设计值
3
垂直度
1.5%
4
桩长
不小于设计值
5.3褥垫层施工
宁芜线、皖赣站线软基处理形式为水泥砂浆桩处理，桩顶为50cm碎石垫层夹双层土工格栅。
5.3.1褥垫层施工工艺流程
褥垫层施工工艺流程图见下图。
5.3.2施工准备
（1）按照设计要求及《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》中规定的频率对水泥砂浆桩桩身质量、完整性进行检验。
（2）按照设计图纸要求进行单桩承载力、复合地基承载力试验，看是否满足设计要求。
（3）填料填筑前应进行填料级配实验和击实实验，取得级配曲线范围、最大干密度、最佳含水量等相关参数。
5.3.3褥垫层现场施工
（１）填料拌和
按照碎石垫层配合比要求，将碎石、石粉和水在级配碎石拌合站集中搅拌。
（２）底层碎石施工
测量人员放出填筑褥垫层路基中线及边线，边线加宽不少于0.3m。
将搅拌合格的填料用自卸汽车运至现场卸料，填料松铺厚度约25cm,推土机进行填料初平，人工配合平地机精平，压路机静压两遍，底层碎石施工压实厚度为20cm。
碾压完后进行K30值、n值的检测。
（3）中间层及土工格栅施工
在底层碎石垫层上铺设一层土工格栅，采用极限抗拉强度大于100KN/m的双向经编土工格栅。
铺设时沿路基横向铺设，搭接宽度不小于50cm，铺设时路基坡脚两侧预留2m回折长度。
土工格栅拉紧后采用插竹扦固定。
土工格栅铺设完成并经监理工程师验收后，进行中间层碎石垫层施工。
中间层碎石垫层铺设厚度为10cm,铺设完成后采用压路机静压两遍。
在中间层碎石垫层上再铺设一层土工格栅（极限抗拉强度大于100KN/m）。
（4）上层碎石施工
上层碎石填筑方法与底层碎石填筑方法一致，填筑完成后先用振动压路机静压两遍、然后弱振压实两遍，最后静压两遍，上层碎石压实厚度为20cm。
并完成n值、K30值的检测。
5.3.4施工检测
褥垫层压实指标以下标准执行：
（1）基床底层：
孔隙率n<31%、K30≥130Mpa/m；
（2）基床底层以下路基：
孔隙率n<32%、K30≥120Mpa/m。
5.4沉降元件埋设
宁安线路基沉降元件主要包括沉降板和剖面沉降管，均按照设计断面位置埋于褥垫层及筏板顶面，并在施工时注意保护。
5.5施工工艺质量标准
1、碎石垫层
（1）碎石垫层应采用未风化的干净砾石或碎石，其最大粒径不得大于25mm，含泥量不得超过5%，且不含草根、垃圾等杂质。
检验数量：
同一产地、品种、规格且连续进场的碎石，每3000m3为一批，当不足3000m3时也按一批计。
施工单位每批抽样检验1组。
监理单位按施工单位抽样数量的10﹪平行检验或20%见证检验。
检验方法：
在现场抽样检验碎石最大粒径、含泥量，并在施工过程中观察检查有无草根、垃圾等杂质及岩性变化情况。
（2）碎石垫层铺设位置应符合设计
检验数量：
沿线路纵向每100m施工单位抽样检验3处，监理单位平行检验1处。
检验方法：
观察、测量。
（3）碎石垫层的压实质量应符合设计要求。
检验数量：
施工单位沿线路纵向每一压实层每100m抽样检验3个点，其中：
路基中间1点，两侧距路基边缘2m处各1点。
监理单位平行检验不少于1点。
检验方法：
按《铁路工程土工试验规程》（TB10102）规定的试验方法检验。
（5）碎石垫层施工的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表的规定。
碎石垫层施工的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
铺设范围
不小于设计值
沿线路纵向每100m
抽样检验5处
尺量
2
厚度
不小于设计值
沿线路纵向每100m
抽样检验5处
尺量
3
顶面高程
+50mm，-20mm
沿线路纵向每100m
抽样检验5处
水准测量
4
横坡
±0.5%
沿线路纵向每100m
抽样检验5个断面
坡度尺量
2、土工合成材料
（1）土工合成材料的品种、规格及质量应满足设计要求，进场时应进行现场验收。
检验数量：
同一厂家、品种、批号的土工合成材料，每10000m2为一批，不足10000m2也按一批计。
施工单位每批抽样检验1组。
监理单位按施工单位抽样数量的20%见证取样检测。
检验方法：
查验每批产品出厂合格证、性能报告单。
抽样检验土工织物的拉伸强度、延伸率、渗透系数
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