高压旋喷桩专项施工方案(两管法)
CB01 施工技术方案申报表
(陆工局[2018]技案C2-002号)
合同名称：湖北省荆江分洪区近期重点项目建设工程2017年度项目施工第2标段
合同编号：HBJJFHQ/SG/2017/C2
本表一式份，发包人份、监理机构份、总承包份、承包人份。
湖北省荆江分洪区近期重点项目建设工程2017年度项目施工第2标段
HBJJFHQ/SG/2017/C2
高压旋喷桩专项施工方案
陆水枢纽工程局
湖北省荆江分洪区近期重点项目建设工程
2017年度项目第二标段项目部
2018年3月20日
目录
一、编制说明......................................................................................................................... - 1 -
1.1编制依据.................................................................................................................. - 1 -
1.2编制原则.................................................................................................................. - 1 -
1.3适用范围.................................................................................................................. - 1 -
二、工程概况......................................................................................................................... - 2 -
2.1 设计概况................................................................................................................. - 2 -
2.2 工程地质和水文地质概况..................................................................................... - 2 -
2.2.1 地形地貌..................................................................................................... - 2 -
2.2.2 工程地质..................................................................................................... - 2 -
2.3 主要工程数量......................................................................................................... - 3 -
三、施工总体安排................................................................................................................. - 4 -
3.1 总体施工方法......................................................................................................... - 4 -
3.1.1旋喷桩施工准备工作.................................................................................. - 4 -
3.1.2 施工机具配置............................................................................................. - 4 -
3.1.3劳动力组织.................................................................................................. - 4 -
3.1.4 施工进度计划............................................................................................. - 5 -
四、施工方法......................................................................................................................... - 6 -
4.1 施工原理及工艺流程............................................................................................. - 6 -
4.2施工工艺参数.......................................................................................................... - 7 -
4.3高压旋喷注浆工艺流程.......................................................................................... - 7 -
4.4旋喷桩施工方法...................................................................................................... - 9 -
4.4.1施工准备...................................................................................................... - 9 -
4.4.2钢管脚手架平台搭设.................................................................................. - 9 -
4.4.3钻机就位...................................................................................................... - 9 -
4.4.4引孔钻进...................................................................................................... - 9 -
4.3.5旋喷提升...................................................................................................... - 9 -
4.3.6钻机移位.................................................................................................... - 10 -
五、质量标准及检查措施....................................................................................................- 11 -
5.1 旋喷桩施工技术标准............................................................................................- 11 -
5.2 施工检查内容........................................................................................................- 11 -
5.2.1施工前检查.................................................................................................- 11 -
5.2.2施工中检查.................................................................................................- 11 -
5.2.3 施工后检查............................................................................................... - 12 -
5.3 成桩质量检查....................................................................................................... - 12 -
六、质量、安全、环境保证措施....................................................................................... - 13 -
6.1 质量保证措施....................................................................................................... - 13 -
6.2 安全保证措施....................................................................................................... - 14 -
6.2.1施工现场.................................................................................................... - 14 -
6.2.2机械操作安全技术要点............................................................................ - 15 -
6.2.3施工用电安全保证技术要点.................................................................... - 15 -
6.3环境保证措施........................................................................................................ - 16 -
6.3.1 施工废水................................................................................................... - 16 -
6.3.2施工粉尘.................................................................................................... - 16 -
6.3.3施工废气.................................................................................................... - 16 -
七、消防、保卫保证措施................................................................................................... - 17 -
7.1 消防措施............................................................................................................... - 17 -
7.2 保卫措施............................................................................................................... - 17 -
八、旋喷桩施工预案........................................................................................................... - 18 -
8.1固结体强度不均匀、缩颈.................................................................................... - 18 -
8.1.1产生原因.................................................................................................... - 18 -
8.1.2预防措施及处理方法................................................................................ - 18 -
8.2压力上不去............................................................................................................ - 18 -
8.2.1产生原因.................................................................................................... - 18 -
8.2.2预防措施及处理方法................................................................................ - 18 -
8.3压力骤然上升........................................................................................................ - 19 -
8.3.1产生原因.................................................................................................... - 19 -
8.3.2预防措施及处理方法................................................................................ - 19 -
8.4钻孔沉管困难偏斜、冒浆.................................................................................... - 19 -
8.4.1产生原因.................................................................................................... - 19 -
8.4.2预防措施及处理方法................................................................................ - 19 - 8.5固结体顶部下凹.................................................................................................... - 20 -
8.5.1产生原因.................................................................................................... - 20 -
8.5.2预防措施及处理方法................................................................................ - 20 -
一、编制说明
1.1编制依据
（1）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；
（2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
（3）《湖北省荆江分洪区近期重点项目建设主要设计指标要求》；
（4）《水利水电工程高压喷射灌浆技术规范》（DL/T5200-2004）；
（5）施工图纸。
1.2编制原则
（1）确保技术方案针对性强、操作性强，施工方案经济、合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工工艺参数和机具设备。
（2）技术可靠性原则
根据本标段工程特点，依据类似工程施工经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。
（3）经济合理性原则
针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则比选施工方案，施工过程实施动态管理，从而使旋喷桩加固施工达到既经济又优质的目的。
（4）环保原则
施工前充分调查了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行施工。施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，保证施工场地整齐有序。1.3适用范围
本施工方案适用于湖北省荆江分洪区近期重点项目建设工程2017年度项目施工第二标段分、退洪口门高压旋喷桩施工。
二、工程概况
2.1 设计概况
口门裹头采用高压旋喷灌浆形成，高压旋喷桩桩径800mm，间、排距600mm，孔深3～10m；旋喷桩采用华新P.O 42.5水泥，水泥浆液的水灰比取1.0，水泥掺量宜取土的天然容重的25%。桩顶以下0.6～2m（约1/3桩长）范围进行复喷，复喷水泥掺入量应≥20kg/m。
桩顶、桩底高程均不低于设计值，一般桩底应超喷0.2m，桩顶应超过设计高程0.3m；在旋喷桩成桩过程中，遇有故障而停止喷射时，第二次喷射接桩时其重叠长度不少于1.0m。水泥土旋喷桩的搭接宽度不小于150mm。采用二重管法施工工艺。
图一旋喷桩咬合示意图
2.2 工程地质和水文地质概况
2.2.1 地形地貌
荆江分洪区位于荆江河段右岸沙市对岸。荆江河段左岸有沮漳河汇入，右岸有松滋、太平、藕池、调弦四口分流（调弦口于1958年建闸）入洞庭湖，洞庭湖纳湘、资、沅、沛、澧四水和松滋、太平、藕池三口分流，经调蓄后于城陵矶入长江，长江、洞庭湖在该河段构成了复杂的江湖关系。
2.2.2 工程地质
工程区位于江汉平原中心地带，地势平坦、开阔，具有典型的冲积平原地貌形态特征。广泛分布第四系全新统松散地层，一般具有河流冲积相的二元结构，上覆粘性土层厚度变化较大，局部地段也存在湖沼相沉积，土层结构较复
杂，上部为壤土、粘土，夹砂壤主、粉砂及淤泥质土，下部为砂层、砂砾石层。
地下水分为两种类型：孔隙潜水和孔隙承压水。地下水埋藏深度一般为0.5～3m。区内地下水的化学类型主要为重碳酸钙镁型水或重碳酸钙型水，总矿化度小于1g/L，据区域资料，沙市以上地区，地下水对混凝土具有弱侵蚀性，其它地带，地下水对混凝土无侵蚀性。地表水体的水化学类型为重碳酸钙镁型水，对混凝土无侵蚀性。
分、退洪口门两端裹头对地质条件要求较低，只要裹头下端穿过淤泥质土层，进入冲刷面一定深度就能达到分洪时的裹头稳定。分洪口门段地表土层的抗冲能力较弱，为防止水流冲刷成坑，需在一定宽度内采取防冲措施。
2.3 主要工程数量
高压旋喷桩的工程数量如下表所示：
表一旋喷桩工程数量
三、施工总体安排
3.1 总体施工方法
3.1.1旋喷桩施工准备工作
（1）完成施工现场的平面布置；
（2）完成接水、接电工作；
（3）完成旋喷机、高压泵、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——水泥进场；
（7）设备调试和检验；
（8）开工前进行施工交底和安全教育。
3.1.2 施工机具配置
根据旋喷桩的工程量、现场场地的大小、配电容量、废浆场地大小、机械设备施工效率和工期要求，旋喷桩施工采用MGJ-50A高喷钻机进行旋喷作业。主要施工机械设备如下表所示，本表暂定为一个工作面设备配置，根据施工进度及现场实际情况，及时调整设备。
3.1.3劳动力组织
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12小时。每套设备的劳动力人员配备如下：
3.1.4 施工进度计划
根据总的工期要求、现场施工安排计划及实际情况，计划于2018年4月4日开始进行高压旋喷桩施工，先施工无量庵口门桩号613+500旋喷桩，每台旋喷钻机每天可完成大约180m，计划在2018年5月31日前完成旋喷桩施工。
四、施工方法
4.1 施工原理及工艺流程
高压喷射注浆法，就是利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆成为25～30MPa左右的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体。钻杆一边以一定速度（15cm-20cm/min）渐渐向上提升，使浆液与土粒强制混合，待浆液凝固后，便在土中形成一个具有一定强度的固结体。
固结体的形状与喷射流移动方向有关，一般分为旋转喷射（旋喷）、定向喷射（定喷）和摆动喷射（摆喷）三种注浆方式，作为地基加固，本工程采用旋喷注浆的形式。
本工程旋喷桩是使用高压喷射注浆装置（包括高压泵和注浆钻机），通过超高压水泥浆液切割周围土体，并使水泥浆与土体拌合成为水泥土桩体（即旋喷桩）。
其工艺主要是进行两次切削破坏土层，第一次是高压泵和压缩空气的复合喷射流体切削破坏土层，紧接着的第二次是高压浆液(基本是水泥系硬化剂) 和压缩空气的复合喷射流切削土体；在第一次切削土层的基础上再次对土体进行切削，这样便增加了切削深度，加大了固结直径。
超高压喷射工艺
4.2施工工艺参数
施工工艺参数见下表：
旋喷桩施工主要技术参数参考表
4.3高压旋喷注浆工艺流程
正确制定高压旋喷桩施工工艺，是保质保量完成本工程的关键。
（1）高压喷射注浆施工工艺流程
旋喷桩施工工艺流程见下图。
旋喷桩施工工艺流程图
（2）泥浆处理
高压旋喷注浆施工中将置换出一定量的废浆，尚需经浓缩处理后即可外运。
（3）水、电、水泥等材料供应计划
①水供应
使用渠道水，供水管直径Φ30，通过潜水泵抽送至蓄水池，然后再送至搅拌桶。
②供电
现场配备二台250KW柴油发电机进行供电。
③水泥
水泥品种：华新P.O 42.5普通硅酸盐水泥；
供应量：现场设置80t的水泥储存平台仓库，供2台套机组使用。
4.4旋喷桩施工方法
4.4.1施工准备
⑴场地平整
正式进场施工前，进行管线调查，明确管线位置，清除施工场地地面以下5米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。
⑵桩位放样
施工前用GPS测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用木桩钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。
⑶修建排污和灰浆拌制系统
旋喷桩施工过程中将会产生10～20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。
灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。
4.4.2钢管脚手架平台搭设
桩位放样后，由具有资质的专业脚手架公司进行脚手架搭设，搭设完成后，经监理工程师验收合格后进行下一步施工。
4.4.3钻机就位
钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差小于0.15%；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。
4.4.4引孔钻进
钻机施工前，应首先在地面进行试喷，在钻孔机械试运转正常后,开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。
4.3.5旋喷提升
当钻杆插入设计深度后，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清
理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升钻杆，以防扭断钻杆。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。
4.3.6钻机移位
旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位。
五、质量标准及检查措施
5.1 旋喷桩施工技术标准
旋喷桩的施工技术要求见表。
旋喷桩施工技术检查表
5.2 施工检查内容
5.2.1施工前检查
在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面：（1）原材料的质量合格证及检验报告；
（2）浆液配合比是否合适工程实际土质条件；
（3）机械设备是否正常，在施工前应对钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运行，同时确保钻杆、钻头畅通无阻；
（4）施工前还应对地下障碍情况统一排查，以保证钻进及喷射达到设计要求。
（5）施工前检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。
5.2.2施工中检查
施工中重点检查内容有：
（1）钻杆的垂直度及钻头定位；
（2）水泥浆液配合比；
（3）钻机提钻速度及旋转速度等；
（4）喷射注浆时喷浆的压力、注浆速度及注浆量；
（5）孔位处的冒浆状况；
（6）喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度；
（7）施工记录是否完备，施工记录应在每根桩记录一次压力流量数据。
5.2.3 施工后检查
施工后主要对加固土体进行检查，包括：
（1）固结土体的整体性及均匀性；
（2）固结土体的有效直径；
（3）固结土体的强度、平均直径、桩身中心位置；
（4）固结土体的抗渗性。
5.3 成桩质量检查
（1）质量检验时间、内容
施工对喷射施工质量的检验，应在高压喷射注浆结束后1周，检查内容主要为加固区域内取芯实验等。
（2）质量检验数量、部位
检验点的数量为施工孔总数的5%。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。
（3）检验方法
旋喷桩的检验可采用钻孔取芯方法进行。
钻孔取芯：在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度，及其抗渗能力。
六、质量、安全、环境保证措施
6.1 质量保证措施
为保证旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，拟采取如下质量保证措施达到施工质量目标。
（1）放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。
（2）采用华新P.O 42.5普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样送检，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定,水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。
（3）浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以现场试桩情况为准。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，严格控制水泥用量。搅拌桶均做明显标记,以确保浆液配比的正确性.灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。
（4）严格控制喷浆提升速度，其提升速度应小于15cm/min 。喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.5米重复喷射接桩，防止出现断桩。
（5）高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。
（6）因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。
（7）实行技术人员随班作业制，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量，风量，压力，旋转提升速度等参数是否满足设计要求，及时发现和处理施工中的质量隐患。当实际孔位孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时，应详细记录，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。
（8）根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保桩的施工质量。调整参数前应及时向总承包、监理、设计部门报告，经同意后调整。
（9）配备一台备用发电机组。旋喷桩施工，进入旋喷作业则应连续施工。若施工过程中停电时间过长，则启用备用发电机，保证施工正常进行。
（10）施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。
6.2 安全保证措施
根据注浆作业的施工特点，按照国家《劳动保护法》发放相应的劳保用品：如安全帽、工作服、防护眼镜、橡胶手套、防尘口罩等。在岗前对员工进行安全知识教育培训，并持证上岗。
6.2.1施工现场
（1）加强对安全生产的管理，对职工进行安全生产教育，工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患。
（2）制定各工种安全生产规章制度，严格施工程序，加强对桩机操作员的管理，施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业。
（3）严禁违规操作，不得违章指挥。
（4）定期或不定期组织安全大检查，及时发现、整改安全隐患，对违章作业人员进行一定的处罚。
（5）施工材料堆放有序，不侵入运输通道施工界限。
（6）施工机械的转动部分有安全罩。
（7）配电箱开关有操作指示和安全警示。
（8）机械定期维修,确保作业安全。
（9）危险品必须严格管理，其存放、运输、使用均要符合国家和地方的有关规定。
（10）临时设施及变压器等供电设施，应按《施工现场临时用电安全技术规范》的规定，采取防护措施，并增设屏障、遮栏、围栏、保护网。凡可能漏电伤人或易受雷击的电器设备，均设置接地装置或避雷装置，并派专业人员检查、维护、管理。
（11）调制水泥浆时，应戴好防尘口罩。
（12）做好管路的调查保护工作，联系相关部门，做好应急准备。
6.2.2机械操作安全技术要点
（1）高压泥浆泵
①泵体内不得留有残渣和铁屑，各类密封圈套必须完整良好，无泄漏现象。
②安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在规定达到最高压力时，能断销卸压，决不可安装未经试压检验的或自制的安全销。
③指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用。
④高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作，一旦某部发生故障，应及时停泵停机，及时排除故障。
（2）钻机
①司钻人员应具有熟练的操作技能并了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用。
②钻孔的位置需经现场技术负责人确认，确认无误后方可开钻。
③人与喷嘴距离应不小于600mm，防止喷出浆液伤人。
（3）管路
①高压胶管：在使用时不得超过容许压力范围。
②胶管：弯曲使用时不应小于规定的最小弯曲半径。
（4）清洗及检修
①喷射注浆施工结束后，应立即将钻杆、泵及胶管等用清水清洗干净，防止浆液凝结后堵塞管道，造成再次喷射时管道内压力骤增而发生意外。
②施工中途发生故障，必须卸压后方可拆除连接接口，不得高压下拆除连接接口。
6.2.3施工用电安全保证技术要点
（1）严格执行《施工现场安全生产保证体系》、《施工现场临时用电安全技术规程》相关规定。
（2）电缆接头不许埋设和架空，必须接入线盒，并固定在开关箱上，接线盒内应能防水、防尘、防机械损伤，并远离易燃、易爆、易腐蚀场所。
（3）所使用的配电箱必须符合JGJ46-2012规范要求的电箱，配电箱电气装置必须做到一机一闸一漏电保护。
（4）开关箱的电源线长度不得大于30m，并与其控制固定式用电设备的水