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市政污水管道工程高压旋喷桩施工方案

第一章、编制依据及说明

本施工方案，依据XX市市政建筑设计事务所所设计的XX市滨河路污水管道工程（II标）图纸、XX市中心城区冰河路污水管道工程岩土工程勘察报告以及现行市政排水管道工程施工规范、验收规范有关规定，并结合本工程的施工特点及要求编制。

本方案仅供XX市滨河路污水管道工程（II标）高压旋喷桩、井点降水施工使用。

滨河路污水管道工程是根据XX市城市总体规划，解决白河北区排污、治理环境的一项重要工程。该工程起始于中州路与仲景路交叉口，终止于污水处理厂，全长5900m，穿越温凉河与三里河两条内河途径仲景路、七一路、文化路、卧龙路、工业南路、北京南路等，排水管道全程采用D2200钢筋砼管。鉴于污水管道埋设较深，沿线重要建筑物、地下管线比较多，滨河路又是XX市一条重要景观路，不具备开槽施工条件，决定全线除温凉河、三里河段由于覆土较浅，采用开槽施工外，其余全部采用机械顶管作业。

本标段起点三里河桥，终点文化路口，顶管全长2340米，其中矩形工作井6座（5×8.5m），圆形工作井2座（内径8.5m），矩形接收井7座（5x7m）HYT 187.4-2020标准下载，圆形接收井1座（内径8m）。

根据现场实际施工情况以及地质勘察报告，初步确定本次需采取高压旋喷桩支护的工程范围为：WD5、WD6矩形工作井（5×8.5m）；WD7、WD8圆形工作井（内径8.5m）；WJ4、WJ5、WJ11矩形接收井（5x7m）；WJ8圆形接收井（内径8m）。

依据地质勘察报告、施工图纸以及现场实际施工情况，初步确定沿线所有工作井、接收井均采取井点降水处理，每座沉井周边暂定四个降水井，当井点降水井不能满足施工要求时，结合现场实际适当增加降水井数量。

地形地貌：拟建设管道沿线为现状路面，现状地面高程一般在119～122m左右，系白河之二级阶地，地形简单，地势平坦。

地下水：本标段地下水位十分丰富，地下水与白河水系相互贯通，地下水位随白河水位的调控周期性变化快，地勘报告地下水位埋深5.5～6.5m，水位标高114～115m，对工程的不利影响较大。

污水管道设计管内底标高约为110.04m～111.86m。管底土层主要为含卵砾粗砂、淤泥质粉土。施工部位地下水较深，土壤含砂量大，透水性良好，非顶管所需最佳土壤环境，需采取必要的施工措施，确保工程顺利进行。

1、高压旋喷桩工程数量表

注：高压旋喷桩(二管法)直径为500mm；桩间搭接100mm，桩中心间距400mm,排距350mm，注浆深度为沉井刃脚底以下4m，采取梅花形布孔。

井点降水孔内径为400mm，平均深度约25m，每座沉井4个，共计60个1500m。降水台班：9394台班。

一、人员配置及任务划分

1、高压旋喷桩、井点降水主要人员配置表

质量安全、进度、现场文明

质量、施工技术、内业技术、进度

负责土方施工、安全质量、进度

负责高压旋喷桩注浆施工、安全质量、进度

负责井点降水施工、安全质量、进度

2、主要机械设备一览表

第四章、高压旋喷桩施工工艺

本项目沉井的洞口应进行防水处理，设置挡水圈和封门板，井壁外围做高压旋喷桩，以防止土体流失，保持土体和附近建筑物的稳定。根据施工技术要求，采用高压旋喷是以大于20Mpa的高压水泥浆通过喷嘴喷出，水泥浆射流四周以压缩空气加以保护，随着喷管的旋转与提升，高压水泥浆射流冲切破坏土体，同时浆射流的能量较大，将水泥浆与砂或粘土掺搅形成桩体，压缩气也起到升扬置换作用，使切割的部分土体从孔口冒出，水泥浆与砂或粘土混合物固结后，形成所需要加固体。

高压旋喷桩是利用水泥浆搅拌系统、高压注浆泵、钻机等设备将水泥浆变成旋转的高速射流，利用射流的强大动能将土体破碎、搅拌，使水泥浆均匀地与原位土体混合在一起，硬凝后形成的圆柱状水泥土固结体。其主要应用于既有建筑物的加固补强、软土地基的加固处理等。旋喷桩可以根据工程实际情况设计为单桩承载、多桩承载和复合地基几种形式。

测放桩位→引孔钻机就位→钻进成孔→清孔→移钻→插入高喷管→高喷作业→观察高喷参数→回灌→搬迁。

旋喷桩施工前，必须进行试桩，以确定预定的浆液配比、喷射压力、喷浆量等技术参数，根据实际情况对参数进行调整。试桩数量不少于3根（不在同一地点），3根试桩位置暂定位于WD6、WD8和WJ11沉井工作面内。

控制旋喷桩的主要技术参数主要:气压、气量、浆比重、浆量、提升速度、旋转速度、旋喷直径和加浆比重。控制范围如下：

气压（MPa）：0.5～0.7；

气量（l/min）：1500～3000；

浆比重（kg/l）：1.0；

浆量（l/min）：60～70；

提升速度（cm/min）：12～15；

旋转速度（r/min）：5～16；

喷嘴直径（mm）:1.8；

加浆比重（g/cm3）：1.2。

施工前组织项目管理人员熟习施工图纸，了解现场实际情况，所有管理人员必须做到对图纸和现场了如指掌。在脑海中形成现场施工模式场景图，然后由施工负责人和测量人员对施工现场进行放样，确定结构物所在平面位置，几何尺寸。合理安排机械、设备、原材了堆放场地，确定围挡范围，并对场地的障碍物进行清理，做到三通一平，并绘制施工总平面图。

2）人员、设备、材料进场

场地清理完毕后，组织人员、机械设备、原材料进场。

按资源配置表组织施工人员进驻施工现场，进场前所以人员必须在项目部的组织下进行安全教育学习，并进行考试，考试合格后方可进驻施工现场。特殊作业人员必须做好管理台账，对所持特种作业证件进行审核。

机械设备进场前，应组织专业人员对机械设备进行全面检修，确保所有进场设备安全高效运行。

材料进场：材料进场时，应按要求报检于监理，签收时按相关规定现场进行材料外观、性能检查，是否有损伤，能否满足材料本身功能要求。特殊材料按相关规定抽样送检。签收时必须检查材料的三证是否齐全，材料签收必须有监理现场签字确认。

施工前用全站仪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，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。

4）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。

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1.5%；造孔前应调试空压机、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。

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、拔出岩芯管、插入注浆管

引孔至设计深度后，拔出岩芯管，并换上喷射注浆管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边插管，水压不得超过1Mpa，以免压力过高，将孔壁射穿，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。

当喷射注浆管插入设计深度后，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、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。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。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，及时调整钻杆旋喷参数。

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。

第六章、井点降水施工工艺

放线定位→冲孔→放支管→填砂、砾滤料→安装总管→调试抽水→正式抽水→测量观测井中地下水位变化。

井点降水时，应对水位降低区域内的建筑物进行沉降观测，发现沉陷或水平位移过大时，及时采取防护技术措施，停止降水。

第七章、质量保证体系及措施

（2）坚持技术先行，在拿到施工图之后，所有的施工管理人员都应该尽快熟悉图纸，并提出问题进行图纸会审工作，及时编制施工组织设计各种施工方案和技术交底以指导施工。

（3）加强原材料和构配件的质量控制。

（4）做好施工准备的质量控制工作。

（5）施工过程控制管理。

1、旋喷桩施工技术标准

旋喷桩的施工技术要求主要包含钻孔垂直允许偏差、钻孔位置允许偏差、深度允许偏差、直径允许偏差中心允许偏差、水泥浆液初凝时间水泥土强度和水灰比。具体技术标准及检查方法如下：

高压旋喷桩施工允许偏差值

查产品合格证书或抽样送检

查看流量表及水泥浆水灰比

≤0.2D（d为桩径mm）

桩顶下500mm处用钢尺量

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（包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂）的质量合格证及复验报告，拌和用水的鉴定结果；

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，在施工前应对地质钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运行，同时确保钻杆（特别是多重钻杆）、钻头及导流器畅通无阻；

④检查喷射工艺是否适合地质条件，在施工前也应作工艺试喷，试喷桩孔数量不得少于2孔，必要时调整喷射工艺参数。

⑤施工前还应对地下障碍情况作一普查，以保证钻进及喷射达到设计要求。

施工中重点检查内容有：

①钻杆的垂直度及钻头定位；

②水泥浆液配合比及材料称量；

③钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等；

④喷射注浆时喷浆（喷水、喷气）的压力、注浆速度及注浆量；

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，施工记录应在每提升１m或土层变化交界处记录一次压力流量数据。

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；

⑤固结土体的溶蚀和耐久性能。

1.在旋喷桩施工区最外围的一排桩采用1,5,9…，间隔跳打的方法进行施工，围内部采用不跳桩按次序施工。

2.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，倾角与设计误差一般不得大于0.5°。

3.喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。

4.喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌，并要预防其它钻孔排出的泥土或杂物进入。

5.为了加人固结体尺寸，或对深层硬上，为了避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可以采用复喷工艺：第一次喷射(初喷)时，不注水泥浆液，初喷完毕后，将注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行第一次喷射(复喷)。

6.在喷射注浆过程中，应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。采用单管或一重管喷射注浆时，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量，如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。

7.对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣。在砂层中用单管或二重管注浆旋喷时，可以利用冒浆进行补灌已施工过的桩孔。但在粘土层、淤泥层旋喷时，因冒浆中掺入粘上或清水，故不宜利用冒浆回灌

8.在软弱地层旋喷时，固结体强度低。可以在旋喷后用砂浆泵注入M15砂浆来提高固结体的强度。

9.在湿陷性地层进行高压喷射注浆成孔时，如用清水或普通泥浆作冲洗液，会加剧沉降，此时宜用空气洗孔。

10.在砂层尤其是干砂层中旋喷时，喷头的外径不宜大于注浆管，否则易夹钻。

11.在开钻前根据管线图摸清管线位置及走向，遇有不明管线应及时向上级汇报。

三、质量通病的分析与防治

根据旋喷桩施工工艺特点及场区内工程地质情况，为保证旋喷桩施工质量，针对施工中可能出现的问题进行分析并提出预防措施及处理方法。

1、固结体强度不均匀、缩颈

⑴喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。

⑵喷浆设备出现故障中断施工。

⑶拔管速度、旋转速度及注浆量适配不当，造成桩身直径大小不均匀，浆液有多有少。

⑷喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。

⑸穿过较硬的粘性土，产生颈缩。

2．预防措施及处理方法

⑴根据设计要求和地质条件,选用不同的喷浆方法和机具。

⑵喷浆前,先进行压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行.配浆时必须用筛过滤。

⑶根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。

⑷对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法。

⑸控制浆液的水灰比及稠度。

⑹严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。

⑴安全阀和管路安接头处密封圈不严而有泄漏现象。

⑵泵阀损坏，油管破裂漏油。

⑶安全阀的安全压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏。

2．预防措施及处理方法

应停机检查，经检查后压力自然上升，并以清水进行调压试验，以达到所要求的压力为止。

⑵高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。

⑶泵体或出浆管路有堵塞。

2．预防措施及处理方法

⑴应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提升，用铜疏通。

⑵其他情况堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。

4、钻孔沉管困难偏斜、冒浆

⑴遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标。

⑵注浆量与实际需要量相差较多。

⑶地层中有较大空隙不冒浆或冒浆量过大则是因为有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆液所致。

2．预防措施及处理方法

⑴放桩位点时应钎探，遇有地下埋设物应清除或移动桩钻孔点。

⑵喷射注浆前应先平整场地，钻杆应垂直倾斜度探制在0.3%以内。

⑶利用侧口式喷头，减小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际需要量相当，减少冒浆。

⑷控制水泥浆液配合比。

⑸针对冒浆的现象则采取在浆液中参加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续旋喷。

⑹针对冒浆量过大的现象则采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度。

在水泥浆液与土搅拌混合后，由于浆液的析水特性，会产生一定的收缩作用，因而造成在固结体顶部出现凹穴。其深度随土质浆液的析水性、固结体的直径和长度等因素的不同而异。

2．预防措施及处理方法

旋喷长度比设计长0.3～1.0米，或在旋喷桩施工完毕，将固结体顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液，或在旋喷注浆完成后，在固体的顶部0.5～1.0m范围内再钻进0.5～1.0m，在原位提杆再注浆复喷一次加强。

第八章、安全保证体系及措施

土方开挖过程中，确保边坡稳定，设一名专职人员在作业前作业中进行全方面监护，并做好记录、机械挖土和人工清边修脚时起重臂回转半径内严禁站人，按合理的顺序挖土，边挖边清，但不准机械和人同时在一个地点作业。如夜间施工时要有足够的照明设施，挖掘机及车辆必须设专人指挥，照明有漏电保护装置，电线要挂起不准拖地并保证两名以上电工配合作业施工。

作业前要严格检查坑内外，坑边有无危险因素，对施工作业人员做好针对性的安全技术交底。

a、挖出的土要随挖随时运走，不得在坑边存放。

b、边坡上部不准堆放弃土和材料设备等，堆放重物距土坡安全距离3m不得小于4m，临边材料不得小于2m。

c、距离坡上线1.5M外用钢管插入地下做立杆搭设0.6m，1.2m高两道水平栏杆

d、夜间挂红警示灯。（在防护栏上部）

e、栏杆刷一米长黑白相间颜色警示。

f、将坑边上散土和活动碎石清理干净。

设一名专职监护人员，进行全天监测，并做好沉降记录，如发现有松动、变形、裂缝现象，立刻撤离现场作业人员，并及时报告上级有关部门，采取防范措施，确保安全生产。

a、现场施工人员必须进行技术交底，并持证作业，挂牌负责，定机人操作。

b、所有进场机械必须进行严格的检查，保证机械设备完好。

c、夜间设配备足够照明，主要通道不留盲点。

d、加强基坑检查，发现问题及时能报各施工方，并会同围护单位做好应急处理。

e、施工机械不准撞击护坡桩，腰梁和支撑杆，机械挖土与人工清槽要采用轮换工作面作业，确保配合施工的安全。

f、挖土、卸土场的出入口设安全岗，配备专人指挥。

g、距基槽边线5m范围内不准机械行驶和停放、不准堆放其他物品，以防边坡坍塌。

三、重大危险源应急预案

1、深基坑应急措施方案

（1）本工程地处 ，一旦发生基坑发生事故其直接损失和社会影响将远大于一般的土建工程，因此我们在施工中采用风险管理的科学方法，全过程、全方位地分析、监督、控制、处置各种风险因素，确保工程安全。为此，我们特编制本工程的围护结构施工、基坑开挖施工的应急内容如下：

c、基坑纵向边坡失稳滑坡；

e、基坑围护结构位移过大；

f、围护结构缺陷,导致基坑开挖阶段渗漏水甚至涌土、喷砂；

（2）回填土方压住流砂。

（3）分析原因，制定进一步对策。

采取坑内降水补救措施，降低地下水位，阻止流砂的发生。

将板桩紧贴围护结构打入坑底。增大围护结构入土深度，减小动水压力，阻止流砂发生。

（1）停止开挖基坑，加强基坑内排水。

（2）采取坑内降承压水补救措施，降低承压水压力，阻止突涌发生。

（3）采用快凝压力注浆或灌注快凝砼堵住涌口。

c、基坑内纵向边坡失稳滑坡

（1）如边坡坡度太陡，修复边坡时应放缓边坡。

（2）加强基坑周边地面明排水，采取有效措施阻止地面水侵入基坑。

（3）采取边坡内、外降水的补救措施。

（4）修复塌方或滑坡的边坡前，先在坡脚外做临时支护，再按安全坡度放坡修复边坡，并做好护坡工作。

Q／GDW 11897-2018 调度自动化机房设计与建设规范（1）加设基坑外沉降监测点。

（2）坑内加载或坑内沿周边插入板桩防止外土向坑内挤压，坑底土体降水处理。

（3）坑内按实际情况作坑底地基土加固，然后挖至标高。

e、基坑围护结构位移过大

（1）立即停止开挖，在薄弱部位紧贴土面设置临时支撑，控制围护结构继续位移。

（2）根据监测报告和位移情况，找出围护结构位移原因，制定具体对策。

等到坑内井点预降水达到降水深度，坑内外地基加固土体达到令期或设计强度时再开挖基坑。

严格执行分段、分层、分块、限时开挖要求挡土墙工程施工组织设计.docx，限时支撑到位的基坑开挖原则。