南京地铁三号线土建工程D3-TA02标盾构进出洞端头加固施工方案编制：审核：审定：中铁十一局集团有限公司南京地铁三号线土建工程D3-TA02标项目经理部二〇一一年五月南京地铁三号线土建工程D3-TA02标端头加固施工方案1 编制依据〔1〕《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；〔2〕《南京地区建筑地基基础设计规范》DGJ32/ J 12-2005；〔3〕《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；〔4〕南京地铁三号线D3-TA02标土建工程地质勘察报告；〔5〕南京地铁三号线D3-TA02标盾构端头加固施工图纸及相关资料；〔6〕《基础处理技术规范》（DBJ08-40-94）；〔7〕南京轨道交通工程建设安全、质量管理办法汇编（一）、（二）；2 工程概况2.1总体概况本标段为南京地铁三号线土建工程D3-TA02标包括两站三区间即：林场站～星火路站区间(矿山法)、星火路站、星火路站～高新路站区间（盾构法）、高新路站、高新路站～泰冯路站区间（盾构法）：本工程平面位置图见图星火路站高新路站泰冯路站图2-1 工程平面位置图2.2本标段加固情况本区间盾构累计始发、到达8次，加固端头共4个，2个始发端头（星火路站东端头、高新路站东端头）；2个到达加固（高新路站西端头，泰冯路站西端头）。
3 加固端头情况描述3.1星火路站东端头地质水文情况⑴端头地质：星火路站所处场地地层自上而下依次为：①-1填土及①-2填土层、②-1b2-3 粉质粘土、③-1b2 粉质粘土、④-1b1-2粉质粘土、⑤e 残积土、k2p-2强风化粉砂岩，k2p-3中风化粉砂岩。
⑵端头水文：岗地范围粘性土层地下水贫乏，潜水主要赋存于场地东侧坳沟范围填土层及②-1b2-3层粉质粘土，该层夹粉土薄层，富水性差。
星火路站东端头地质勘探孔平面布置图28.1725.00Q1K3S1Z1427.00星火路站东端头S1Z14、S1K10、Q1K37、S1Z9、Q1K3孔地质断面图3.2高新路站西端头地质水文情况⑴端头地质：高新路站西端头所处场地地层自上而下依次为：③-1b2可塑状粉质粘土、④-1b1-2硬塑-可塑状粉质粘土、⑤e 残积土、K2p-2层强风化岩、K2p-3层中风化岩；⑵端头水文：②层粘性土。
其中填土层透水性不均匀，一般水平向透水性略强于垂直向。
③层土中③-1b2层软塑粉质粘土饱含地下水，但透水性较弱，给水性较差，属于高新路西端头地质勘探孔平面布置图⑶平、纵断面及地层性状高新路站西端头Q1B28、Q1BK7、Q1K30 Q1Z26孔地质断面图3.3高新路站东端头地质水文情况⑴端头地质：高新路站东端头所处场地地层自上而下依次为：①-2杂填土、②-1b2-3可塑～软塑状粉质粘土、②-3b3软塑状粉质粘土；（东端头有部分回填土，回填土中有孤石，部分孤石在隧道范围内）。
Q1BK7Q1BZ822.9022.5927.0022.4122.90Q1Z26Q1K30⑵端头水文：潜水含水层主要为填土②层粘性土。
其中填土层透水性不均匀，一般水平向透水略强于垂直向。
②-1b2-3层、②-3b3层粉质粘土水平层理发育，一般水平向透水略强于垂直向。
但总体仍属于微-弱透水层。
⑶平、纵断面及地层性状21.71S2K21S2Z22高新路站东端头S2Z22、S2K21、S2K7、S2Z7孔地质断面图3.4泰冯路站西端头地质水文情况泰冯路站西端头地层主要为①-2杂填土、③-1b2可塑状粉质粘土、④-1b1-2硬塑-可塑状粉质粘土、K2p-2层强风化岩、K2p-3层中风化岩。
⑴端头地质：泰冯路站区间穿越地层主要④-1B1-2可-硬塑状粉质粘土、5e残积土、K2p-2中风化岩。
强风化岩层为基岩裂缝水主要含水层，由于多上覆微-不透水粘性土，地下水补给不充分，因此水量较小，中风化岩层裂缝多为泥质、钙质充填，导水性差，水量贫乏。
Q2K2322.45泰冯路站西端头Q2K21、Q2K23、Q2Z20、Q2K18、Q2K20孔地质断面图4 端头加固方案设计盾构进出洞加固设计采用Ф850@600三轴搅拌桩加固，星火路站东端头地基加固与围护桩中间夹缝封闭采用Ф800@600三重管高压旋喷桩加固（高新路站东、西端头未设计高压旋喷桩）。
水泥土搅拌桩采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，实桩桩体28d无侧限抗压强度≥0.8Mpa，渗透系数≤1.0×10-8 cm/s。
设计范围：按设计需提前对相应位置端头盾构进出洞处进行地基加固处理，2区间共4个端头井加固区，分别处于星火路站东端头、高新路站西端头、高新路站东端头、泰冯路站西端头。
5 端头加固施工方案5.1方案概述端头加固设计盾构进出洞洞门外土体为软弱含水的土层，若不提前加固处理极易坍方、流砂、涌水，造成地面塌陷，甚至使盾构失去控制，为确保盾构机进出洞施工安全，必须对洞门外土体进行加固处理，为保证盾构始发安全，当盾构始发出现异常时能够迅对端头地基进行降水，在盾构加固体外设置3眼450mm管井作为应急井，管井伸入隧道底部以下不小于4m。
本区间盾构累计始发、到达8次，加固端头共3个，2个始发端头（星火路站东端头、高新路站东端头）；1个到达加固（高新路站西端头）。
泰冯路站西端头因盾构隧道全断面为岩层所以未设计加固。
根据工程筹划，本标段盾构在星火路站东端头井（右线）始发、高新路站过站、泰冯路站西端头井吊出之后再从星火路站东端头（左线）始发、高新路站过站、泰冯路站西端头井吊（盾构施工结束）。
5.2端头加固施工范围星火路东端头纵向加固长度为6m，横向加固至隧道边缘两侧各3m，竖向加固至隧道边缘上下各3m，星火路隧道断面有部分岩层，所以竖向加固从隧道顶以上3m至隧道下部土岩分界面，高新路西端头纵向加固长度为,6m，横向加固至隧道边缘两侧各3m，竖向加固至隧道边缘上下各3m，高新路隧道断面有部分岩层，所以竖向加固从隧道顶以上3m至隧道下部土岩分界面，高新路东端头纵向加固长度为9m，横向加固至隧道边缘两侧各3m，竖向加固至隧道边缘上下各3m。
5.3加固工法及要求为保证盾构进出洞、破除端头围护结构时隧道端头土体的自稳和防水要求，需在盾构进出洞前对洞口地基进行加固处理。
根据设计要求本标段盾构进出洞地基加固采用三轴搅拌桩加固，搅拌桩与车站围护结构间夹心层采用三重高压旋喷桩加强止水帷幕止水（仅星火路站东端头设计高压旋喷桩），增加加固区与车站围护的整体性。
搅拌桩采用Ф850@600三轴搅拌桩，搅拌桩水泥掺入量：实桩20％、空桩7％。
采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥；旋喷桩采用Ф800@600三管旋喷桩，旋喷桩水泥用量：实桩390kg/m、空桩90 kg/m，施工前进行试桩，并根据加固效果，调整施工工的各项施工参数。
经加固的土体保证良好的均质性、自立性，实桩桩体28无侧限抗压强度≥0.8Mpa，星火路站东端头盾构井加固平面图高新路站西端头盾构井加固平面图,高新路站东端头盾构井加固平面图6 施工部署6.1施工人员部署6.2施工机械部署本工程拟投入1套三轴搅拌桩机及配套设备和1套高压旋喷桩设备进行加固施工，主要施工机械设备如下表：6.3施工进度计划根据我部施工进度及盾构总体筹划时间，再综合考虑加固施工场地等因素，原则上在盾构始发前1～1.5个月完成加固施工，保证加固强度；加固区与车站围护结构的夹心层采用高压旋喷桩加固，保证盾构始发或到达时止水帷幕满足设计要求。
个别加固施工场地狭小，除作好充分的物质和人员准备外，必须合理安排施工程序和场布，选择科学、合理的施工流程，将工期缩短，为后续工程争取时间。
为争取时间，加固施工原则上要考虑全天施工，按每天24小时施工计算。
详细进度计划见下表：7 施工方案7.1三轴搅拌桩施工方案7.1.1施工工艺流程三轴搅拌桩施工工艺流程如图7-1所示：图7-1 三轴搅拌桩施工工艺流程图7.1.2三轴搅拌桩施工⑴桩位放样由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于50mm。
在两侧定位架上以设计间距，用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次准确定位。
⑵开挖沟槽开挖过程中，根据基坑端头井围护外边控制线，用挖机开挖，清除地下障碍物。
移动搅拌机到达指定桩位、对中，对中误差不大于2cm，双向调整桩机垂直度，垂直度偏差不大于1/200。
⑶水泥浆液拌制施工前应搭建好可存放水泥的拌浆平台，对相关人员技术交底。
水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，否则作为废浆处理。
⑷桩长控制标记施工前应在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长。
⑸钻进搅拌三轴搅拌桩桩身采用两喷两搅工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：下沉速度为0.5～1m／min；提升速度为1～2m／min；为了减少各幅桩施工之间的相互影响，采用跳槽式连接，如图所示。
跳槽式双孔咬合成桩示意图①钻进喷浆开动灰浆泵,浆液从喷嘴喷出并具有一定压力后,开始钻进搅拌,同时根据试桩结果调整灰浆泵档次,保证喷浆量满足要求。
在钻进过程中连续喷入水泥。
钻进至土岩分界面后，应原地喷浆搅拌30秒。
如局部位置存在喷浆不足的情况时（喷浆过程中可测得泥浆比重，在通过流量表数值掌握注浆量），应在反转提升的过程中进行补浆。
②提升喷浆钻进至设计桩长或硬层后，开动灰浆泵，并根据试桩结果调整灰浆泵压力档次，保证喷浆量满足要求。
将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌，并连续喷入水泥浆液，直至导沟底标高。
7.1.3主要计算参数本工程采用Φ850三轴搅拌桩，桩间搭接250mm，主要施工参数如下表：7.1.4施工要点及技术要求⑴开机前必须探明和清除一切地下障碍物，须回填土的部位，必须分层回填夯实（高新路东、西端头），以确保桩的质量。
⑵桩机行使道路不得下沉，地基承载力不足可垫路基箱，桩机垂直偏差不大于0.5%。
⑶施工前应进行水泥检验，并将检验报告报监理工程师审查。
⑷水泥浆搅拌系统应配有可靠的计量装置，喷浆系统应配备流量表、压力计等检测装置；搅拌头下降、提升过程中应有速度控制装置和措施。
⑸施工前应在监理工程师的旁站监督下，对浆液流量、喷浆压力、搅拌提升下降速度等进行标定。
⑹成桩过程中，必须严格控制搅拌机的提升速度和搅拌速度，桩搅拌头提升速度均控制在1～2／min以内。
注浆泵出口压力控制在0.4～0.6Mpa。
⑺在成桩过程中必须有专人进行详细的施工记录，施工中钻孔、提升喷浆的各道工序应详细、及时、准确记录，所有记录需按要求使用统一表格，包括：测量定位、浆液配比、喷浆压力、浆液流量、搅拌机下沉和提升速度、成桩深度、复喷及复搅等。
⑻在每天施工完毕后，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。
并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。