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新建铁路工程旋挖钻机钻孔桩施工方案

旋挖钻机钻孔桩施工方案

一、编制依据、原则、范围

⑴园森特大桥及其他桥梁工点施工图纸及图纸审核答疑资料。

东莞玖龙纸业办公大楼幕墙工程施工组织设计方案.doc⑶现场勘查收集到的地形、地质、气象和其它资料。

⑷集团公司近年来铁路施工经验、施工工法、科技成果、《管理手册》以及《程序文件》。

⑸拟投入的施工管理、专业技术人员及机械设备等资源。

⑴招标及标段架梁安排要求的工期、安全、质量等，满足建设工期和工程质量标准，符合施工安全要求。

⑵设计资料和设计原则及现场实际情况。

⑶合理规划、科学布置，搞好环境保护、水土保持和地质灾害防治工作。

⑷积极采用加快施工进度、降低工程成本的新技术、新材料、新工艺、新设备。

⑸合理安排施工顺序、组织均衡、资源优化、连续生产。按照计划、组织、协调、控制等基本环节，将质量、安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新分解细化。

一分部施工里程DK247+173.41～DK257+382.73，全长10.3km。其中特大桥3座、大桥7座、中桥3座，共桥梁13座，总长约4.97km。基础设计为钻孔桩施工，桩径一般为φ1.0m，单桩长约为16～20m，共钻孔桩约1259根。本段地震烈度小于6度，地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，场地类别为Ⅱ级。

所经地区为丘陵地带，地形呈垄岗和坳谷相间。低洼处为粉质黏土，垄岗处为风化岩，粉砂岩，地表无大河流。地下水主要为孔隙水、基岩裂隙水。孔隙水主要分布于谷地、阶地；基岩裂隙水分布不均，地表水不发育，地下水较发育。主要赋存于低山丘陵区岩石的构造裂隙、层间裂隙以及风化裂隙中，在断层破碎带、侵入岩接触带、褶皱核部裂隙密集带及揉皱强烈发育带等储水构造中，水量较丰富；本线经过地区，震旦、寒武、奥陶、石炭、二叠、三叠等时代地层均含有碳酸盐岩，岩溶现象发育，白垩、第三系含钙岩层亦有溶蚀现象，岩溶水十分丰富。地表水、地下水无侵蚀性。

根据桩位所处工程地质特征、工程地质条件以及水文地质特征及评价，拟定钻孔设备可选为旋挖钻机。旋挖钻机钻孔桩施工工艺流程如下：

五、钻孔桩主要施工方法

钻孔机械采用大型旋挖钻机，扭矩≥250KN，发动机功率≥270KW。钻头采用嵌岩筒钻。整机质量≥100t。

钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。

平整场地或搭设工作平台→测量放线→埋设钢护筒→钻机就位→钻孔→检查孔深、孔径→清孔→下钢筋笼→下导管→复检孔深→灌注水下砼→拆除导管→拔护筒→破桩头

将施工场地平整后，测量人员将中桩放样，依据放样点填筑平台，填筑平台的目的是提高孔口的高度，使孔不易坍塌，且利于水下砼的灌注。结束后放样出各墩台下各桩中心点，一个墩钻孔的顺序按对角线施工，一根桩灌注结束后，进行下一桩施工的时间不早于24h。

计划于每跨中处隔跨设一泥浆池，尽可能设在桥梁中心线以远离便道，以不防碍砼灌注时吊机、罐车等设备的使用。

选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下：

泥浆比重：岩石不小于1.2，砂黏土1.1～1.2。

粘度：一般地层16～22s，岩石及松散易坍地层19～28s。

含砂率：新制泥浆不大于4%。

胶体率：不小于95%。

根据实际情况，在泥浆中掺入不同比例的膨润土、CMC羟基纤维素、硝基腐植酸钠盐及少量的生石灰粉等制成优质泥浆加强护壁以防渗、防坍孔。灌注结束后将沉淀的废渣运至指定地点排放。

开钻前利用护桩找准桩位并拉好“十字线”，对准桩位后，利用自动控制系统调整其垂直度，注入泥浆后进行钻孔。旋挖钻机底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，钻杆、钻头及钻孔中心在一垂直线上，偏差不大于50mm。

开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇岩层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。

开钻时先将钻头放入孔内，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。刚开钻时，应轻压慢进，适当延长钻进时间；及时将优质泥浆注入孔内，平衡地层压力，并在孔壁四周形成泥浆，保护孔壁；通过钻头旋挖切削土体，提出孔外，打开钻头底盖倒土至运输车内运至指定地点。

在钻孔过程中，操作人员通过操作室内主界面的三个虚拟仪表的显示――动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。同时也应控制进尺速度，做到轻提慢放，要求每回次不超过0.5m；遇砂层采用捞砂钻头正转进尺，反转封闭底口；遇土层采用粘土钻头，并随进尺注入泥浆到孔内保护孔壁。严格控制孔内液面高度，储浆池通过泥浆沟与钻孔相连，及时补充泥浆到孔内，施工中严禁液面低于护筒顶30cm以下。接近终孔时，应采用封底捞砂钻头钻进，减少回次进尺量（达到30cm左右），逐渐把孔底的稠泥浆掏出。达到终孔深度时，停20～30min，使泥浆中的悬浮物沉淀，用钻头捞出。清孔后泥浆粘度应控制在17～20s，含砂率小于2%，泥浆比重不大于1.1。

每钻进1m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录并记入记录表中以便与地质剖面图核对。

钻孔完成后，用检孔器进行检孔。孔径、孔垂直度、孔深检查不合格时重新进行扫孔。

不小于设计孔深，并进入设计土层

3.7钢筋笼制作、安装

根据钢筋笼长度，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位。如果现场运输困难时钢筋笼可分两段加工，。现场焊接易采用单面帮条焊接。

制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架阁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。

钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。

运输骨架过程中不得使骨架变形。用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引，或用炮架车采用翻斗车牵引。

骨架安装采用汽车吊吊装。对于长骨架，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑或绑扎杉木杆，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，用型钢等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，全部接头焊好后下沉入孔直至所有骨架安装完毕。

骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼中心与桩位中心须重合。

然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位骨架支托于枕木上。

钻孔桩钢筋骨架允许偏差

钢筋骨架在承台底以下长度

式中：p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；

Rc为砼拌和物的重度（24kN/m3）；

Hc为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；

Rw为井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）；

Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。

导管采用φ250～300mm钢管，每节2～3m,配1～2节1～1.5m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm。

导管长度按孔深和工作平台高度决定。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。导管安装后，其底部距孔底有250～400mm的空间。

3.10首批封底混凝土

以桩径1.0m，导管直径25cm，导管下口埋入混凝土不小于1m深，导管底口与孔底的距离为30cm，泥浆面至孔底20米，泥浆比重1.1g/cm3,混凝土比重2.4g/cm3计算：

Vc≥3.14*(1.0/2)2*(1+0.3)+3.14*(0.25/2)2*H1

打开漏斗阀门，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，应立即进行处理。

3.12水下混凝土浇灌

灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确；应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度应控制在1～3m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。

拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。循环使用导管4～8次后应重新进行水密性试验。

在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。

当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：①尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。②首批混凝土灌注后继续灌注时灌注速度要缓慢，以减小混凝土从导管口出来后向上对钢筋笼的冲击力；③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。灌注速度可适当增快。

混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要量拌制，以免浪费。

在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高减小，超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌混凝土100cm左右，以便灌注结束后将此段混凝土清除。

在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换工作时，每工作班都应制取试件。试件应标准养护，强度测试后应填试验报告表。

3.13泥浆池围护及泥浆清理

泥浆池开挖后在周边搭设高度不小于1.2米的钢管围栏，并设置围网。做好安全标志。存浆空间足够大，防止反浆泥浆溢出泥浆池。

钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，或经沉淀处理后运往指定弃土场，或用泥浆车运往弃土场排放。禁止泥浆排入河流，水沟，堵塞渠道。禁止泥浆排入农田。同时用基坑土回填泥浆坑。

六、钻孔施工事故预防与处理

旋挖钻钻进过程中若发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止进钻，采取下列有效措施后，方可继续施工。

1.塌孔：不严重时，可回填至塌孔位置以上，采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护筒等措施继续钻进；若塌孔严重，应立即将孔用砂或小砾石夹黏土回填重钻。为避免塌孔，应减小钻头压力，可以预填碎石土或片石，反复扫孔以加固孔壁。必要时采取全护筒跟进，但是护筒很难拔出，成本较高。

2.孔身偏斜、弯曲：可在偏斜处掉挂钻头反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时应回填粘性土至偏斜处，待沉淀密实后重钻。

3.扩孔、缩孔：要采取防止塌孔和防止钻头摆动过大的措施，避免扩孔。缩孔是钻头磨损过大焊补不及时或因底层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩造成，前者应及时焊补钻锥，后者应选用失水率小的优质泥浆护壁。

4.漏浆：若发现护筒内水头不能保持、水位下降，证明有漏浆现象。对于渗透性地层引起的漏浆，应加稠泥浆，填入片石、碎卵石土，反复扫孔以密实孔壁。钻孔漏浆必须及时补水补浆，保持孔内水头，防止塌孔。

5.卡钻、掉钻：卡钻后不能强提，只宜轻提，可以反复轻提钻杆或用冲、吸的方法将钻头周围的钻渣松动后提出。掉钻时，应迅速组织用叉、钩、绳套等工具进行打捞。

我单位始终坚持“以质量求生存”、“质量是企业的生命”的宗旨。为保证在本工程施工中工程质量均达到合同文件规定的要求，结合钻孔桩施工的特点采取如下质量保证措施：

1.施工过程中严格把关

1.1严把图纸审核关，组织技术人员对图纸进行认真审核，彻底了解各细部结构和施工顺序，严格按设计图纸和规范组织实施。

1.2严把关键工序过程控制，加强事先交底与过程控制，并派质检工程师跟班作业，使施工完全处于受控状态，保质保量完成好施工任务。

1.3严把测量关，整个工程由测量班采用高精度全站仪和水准仪进行中线、标高控制，测量班由专业的工程师组成。同时对各测量工序采取换手复核和换手复算制度。

1.4严把材料检验关，工程建立满足各项施工的试验室，并配齐所有试验设备，由专业的试验工程师负责，检验试验坚决杜绝不合格的材料和半成品用到工程中。

2.钻孔灌注桩施工细节性质量措施

2.1严格进行导线点、水准点的复核工作，桥涵与路基施工时必须相互协调，尤其采用的水准点必须相互联测，以免出现桥路错位现象。

2.2护筒埋设必须到位，中心偏差和垂直度必须满足规范要求，回填土必须夯实，禁止使用破损或达不到规定的护筒。

2.3经常检查钻机对位情况，如有倾斜或位移，应及时纠正。

2.4经常检查泥浆稠度及比重，及时调整使其适应不同的地层。

2.5设专人负责记录钻进中的一切情况，以备钻进中分析和处理，也是使用时的原始依据。

2.6严把钢筋质量关，经全面检测合格达标后方可投入下一工序中使用。

2.7严格控制孔底沉渣厚度，钢筋笼安装完成后对孔底沉淀层重新检查，如达不到设计要求应进行二次清孔，禁止以超钻代替。

2.8砼水下灌注时应严谨计算封底砼的方量，确保封底后导管的最小埋深不小于1m，灌注时要及时拆除导管，控制导管的埋深在2~6m，灌注要结束时要控制浇注标高，避免产生过高桩头以及烂桩头，桩头以高出设计标高40~50cm为宜，如孔较深可适当增加桩头高度。灌注过程要有专人进行详实记录。

八、安全生产、文明施工管理及环境保护措施

杜绝职工因工责任死亡事故；无职工重伤；职工负伤率控制在5‰以内；无机械设备、车辆运输大事故；无火灾事故；无重要器材设备、危爆物品被盗和爆炸事故。

1.2安全生产保证体系

建立健全安全生产保证体系，落实安全生产责任制安全生产责任制做到“横向到边，纵向到底”（见安全保障体系框图）。

1.3.1设立专职安全员并建立跟班制度，纠正和消除施工中出现的不安全苗头，对施工人员定期进行安全教育和安全知识的考核。工地设立明确的安全警示牌和安全注意事项宣传栏。

1.3.2充分考虑防雨要求，施工便道防排水系统要专人维护，降雨后定期巡查排险，并设明显的指示标志。

1.3.3夜间施工要有良好的照明设备，危险地段设危险标志和缓行标志。配备足够的交通值勤人员，组织好过往行人及车辆，确保人员、车辆的安全。

1.3.4注意安全用电，严格按有关规定安装线路设备，用电设备都要安装地线，不合格的电工器材严禁使用。库房、油库严禁烟火。

1.3.5各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须取得操作合格证，对机械操作人员要建立档案，专人管理。驾驶室或操作室要保持整洁，严禁存放易燃、易爆物品。严禁酒后操作机械，严禁机械带病运转或超负荷运转。机械设备在施工现场停放时，应选择安全的停放地点，夜间设有专人看管。

1.3.6制定好安全规划，搞好安全教育，消除事故隐患，把不安全的因素消灭在萌芽状态，定期组织安全教育和培训，新工人先教育后上岗。编制《安全防护规程袖珍手册》，人手一册，使本项目有关安全作业内容和知识牢牢印记在施工人员的脑海里，使全体作业人员在施工作业中按规程办事，确保安全。

1.3.7备足安全防护用品和设施，做好安全应急预案，备好安全应急物品、器械。

2.1.1加强宣传教育工作，提高管理人员及各施工班组文明施工的意识性和自觉性，并定期对现场文明施工情况进行检查评比，找出不足，重点改进。

2.1.2推行现代管理方法，科学组织施工，加强现场文明施工管理，提高文明施工水平，创建文明工地，使文明施工规范化、标准化和制度化。

2.2文明施工实施细则

2.2.1施工现场悬挂标语牌告示，写上工程简介、开、竣工日期和工程建设、设计、监理、承包单位等名称，施工中管理人员挂胸牌上岗，接受社会监督。大门各种标语牌保持整洁而且美观。

2.2.2现场布局合理，材料、物品、机具、堆放符合要求。做好施工现场管理，周围居民和闲杂人员不得进入施工区域内，未经同意批准，外部任何单位和个人不得进入工地。

2.2.4张贴宣传标语，建立板报和报栏，内容要经常更换，施工现场入口悬挂宣传标语和横幅。

2.2.5所有施工人员穿戴整齐，行为文明，佩戴本单位的上岗证，上岗证上标明姓名、职务，在现场一直佩戴在胸前。

2.2.6所有施工机械、车辆按施工总平面图规定的位置和线路停放、行驶，各种施工机械进场都进行安全检查，机械操作人员持证上岗，所有机械及设备在醒目位置注上单位名称。

2.2.7车辆在运料过程中，对易飞扬的物料用篷布覆盖严密，且装料适中，不得超限；车辆轮胎及车外用水冲洗干净，保持道路的清洁。

2.2.8认真进行现场调查，以避免破坏地下设施。在施工中发现文物时及时报告并做好现场保护工作。

2.2.9加强对施工人员的全面管理，所有施工人员要办理暂住证。严禁接收三无盲流人员。做好防盗窃工作，落实防范措施，各类违法行为和暴力行为要及时制止，同时报告公安部门，确保在施工地区内，施工人员无违纪违法现象发生。尊重所在地区行政管理部门的意见和建议，积极主动地争取各行政管理部门支持，自觉遵守各项合法的行政管理制度和规定，搞好文明共建工作。

2.2.10施工内业资料齐全、整洁、数据可靠，办公室内按要求布置各类图表，及时反映现场状况及工程进度状况。

①配备1～2台洒水车，对临时道路和拌和站进行洒水处理，以减轻扬尘污染。对学校、医院、居民集中区等敏感地点，在干旱大风天气将加强洒水。

②易洒落粉状物料的料场，采取防风遮盖措施，以减少扬尘。

a.采用石棉瓦或苫布遮挡防风；

③水泥、砂和石灰等易洒落散装物料的运输GB／T 51409-2020 数据中心综合监控系统工程技术标准(完整正版、清晰无水印)，采取苫布覆盖，以减少扬尘。

①沥青、油类、漆类等化学品建立专用库房进行管理，库房远离河流、鱼塘、湖泊及饮用水井，防止雨天化学品进入水体。

②钻孔桩施工泥浆经沉淀后排放到指定地点，或直接输送到指定地点，不得随意排放泥浆。

③设置沉淀池，及时收集和处理路基和桥梁施工过程中产生的污水，防止其直接流入河流和管渠中。现场搅拌站污水、运输车辆和砼输送设备的冲洗污水、维修机械设备的污水都应先排入沉淀池，经处理后排放，严禁各种废水直接排入自然受纳水体。

④随时疏通河流、水渠和灌溉排水系统。

3.3施工现场的噪声控制

①保证施工地点与居民集中区或其他环境敏感点之间至少要150米的距离。

②严禁夜间施工（22：00～第二天6：00），尤其是高噪音施工作业。

③合理安排施工时间GAT 600.3-2006标准下载，避开学校、医院的敏感时段。尽量将这些施工作业安排在周末或假期进行。