钻孔安全施工方案.doc
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1、广东省龙川至怀集公路连平至英德段TJ21合同段钻孔桩安全施工方案一、编制依据1、交通部公路工程施工安全技术规范(JTGF90-2015);2、广东省龙川至怀集公路TJ21合同两阶段施工图设计;3、广东省龙川至怀集公路连平至英德段工程建设标准化管理指南;4、广东省龙怀高速公路管理中心连英管理处制度汇编;5、公路桥涵施工技术规范6、龙怀高速TJ21标施工组织设计;7、其它相关的内部安全生产文件。二、概述1、工程概况汕昆高速公路龙川至怀集段是国家高速公路网规划“71118”布局方案中第17横汕头至昆明高速公路的重要路段,也是广东省“九纵五横两环”高速公路网规划主骨架“一横”的重要组成部分。本项目建成
2、后,将与梅河高速公路、粤赣高速公路、大广高速公路、京珠高速公路及广乐高速公路等共同构筑广东省北部地区的高速公路网,对完善、优化广东省北部地区的高速公路网,对完善、优化广东省北部地区公路网布局具有十分重要的作用。本合同段起讫桩号K175+184.147K183+100,全长7.9158Km。起于英德市桥头镇许屋村,经过桥头镇头围村、巷尾村、竹子坑、邓屋村、赖屋村、下河村、止于桥头镇五石村处。本标段桥梁全长896m,占路线总长度的11.3,其中大桥685m/4座,中桥211m/3座;互通式立体交叉1处;涵洞21道,通道2道,圆管涵1道,软基清淤换填155006 m3,挖方1265360m3、填方1
3、290950m3。2、地形地貌项目沿线所处翁江盆地,翁江盆地区主要为黏土、次生红黏土等细粒土。测区地势总体中部高东西底,海拔标高介于110.949(位于起点)145.263(位于大船顶村)按成因,沿线主要存在侵蚀-堆积型、溶蚀-构造型等2类地貌类型。3、工程地质条件(1)地质岩性本合同段出露地层主要为古生界泥盆系和石炭系地层以及大面积分布的各种成因类型的第四系地层。(2)地质构造1)褶皱线路主要穿翁江复式向斜,构造线主轴方向为北东-南向。2)断层本合同段路线区多穿越翁江盆地和滃江盆地,地表为第四系覆盖,沿线的断层均覆盖,对拟建线路影响较小,本标段范围并未穿越上述区域性断层,仅局部可能因瓮城向倾
4、斜褶皱运动发育次生小断层,对构造物和路基稳定性基本无影响。3)节理裂隙路线区内普遍发育层面裂隙,另可见与构造线走向平行或直交的张扭性裂隙。(3)地震据相关资料,路线区处于我国东南沿海地震带的边缘,总体地震强度不大,并以构造地震为主。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001),沿线场地地震动峰值加速度小于0.05g,特征周期为0.35s,对应的地震基本烈度为度区。本路段位于地壳相对稳定区块,属抗震一般地段,总体上沿线路基工程地质条件较好,对桥梁及路基工程影响较小。(4)主要不良地质和危害主要不良地质现象为覆盖型岩溶,本合同段内覆盖层较厚,厚度约812m不等,未发现岩溶路基段与岩溶塌陷现
5、象,其主要分布于桥址区,使基岩面起伏较大,溶洞内填充物分布不均匀,溶洞规模大且联通性较好,桩基施工过程中不宜过分抽取地下水且在抽取地下水过程中应控制出砂量,以免造成塌陷。4、气象、水文(1)气候特征英德所经区域属热带季风气候,阳光充足,热量丰富,气候温和年平均气温20.9;雨量充沛 ,平均降雨量1541.1mm。最冷月的月平均气温为8.9-10.3,一般每年3月-7月为雨季,并集中在4-6月,7-9月由于热带气旋活动频繁,亦常导致大暴雨。(2)水文地质评价大镇水为滃江一级支流,发源于英德市大镇十二度水右山,集雨面积156,干流河长29km。流经大镇、鱼湾镇后于大镇胱湾注入滃江。自下榕角入英德市
6、境,干流经英德市青塘、桥头、鱼湾、大镇四个乡镇和华侨茶场,在狮子口与小北江汇流后,流经长湖于大站东岸咀汇入北江干流。滃江流域水系支流密布,发育较好,整个流域像长叶形,四面环山,中间形成一个盆地,流域内以沉积岩为主,其中有砂岩、页岩、石英岩、石灰岩等,局部有花岗岩。由于地势高、河床陡,洪水传播快,沿河两岸农田受山洪影响较大。三、安全目标本合同施工安全管理目标是:“四无一杜绝一创建”。“四无”即无工伤死亡事故,无重大机械设备事故,无交通死亡事故,无火灾事故;“一杜绝”即杜绝重伤事故,负伤率3以下;“一创建”即创建安全文明工程。贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针,坚持“安全为了生产,生产
7、必须安全”的原则,做到思想保证、组织保证、技术保证、措施保证、确保人员、设备及工程安全。四、桥梁工程及数量全线桥梁7座(含互通匝道桥),全长共计896m。本合同段共有桩基197根,其中1.2m直径桩基有78根,1.3m直径桩基有20根,1.4m直径桩基有75根,1.6m直径桩基有24根。根据本合同段桩基处地质及地形情况,桩基采用冲击钻孔工艺,为减少相邻桩基影响,跳桩施工。桥梁工程信息一览表序号中心桩号桥梁名称结构形式(长度单位为m)桥长(m) 梁片数1K177+374.0巷尾村中桥325m 80.629片2K179+787.7竹子坑1#大桥430126.432片3K180+054.0竹子坑2#
8、中桥3206524片4K181+192.70竹子坑3#大桥425106 32片5K181+908.50大船顶1#中桥32065 24片6K182+832.8大船顶2#大桥112528188片7LK0+714.2L匝道桥 25+(225)+(225+221)17315片五、施工工艺1、施工准备 项目部测量组负责控制测量,采用全站仪进行桩位放样。当导线点与桩基间能直接通视时,用全站仪根据主导线点数据准确地放出桩位控制桩,并用水泥混凝土加以保护,以备桩基施工和成桩检测。当不能通视时,应选择能与桩基通视且便于长久保存的地方布设支导点,在支导点成果得到监理工程师确认后,控制桩的布设及放样方法与直接通视时
9、方法相同。桩基施工临时水准点由测量组从四等水准点引入,并用水泥混凝土加以保护。临时水准点的闭合差应达到规范要求,进行总平差,并经监理工程师复核签认,作为临时基点高程。试验室做好原材料试验和砼配合比试验,并报监理工程师审批。2、钻孔桩作业 、场地清理施工前,施工场地按不同情况进行处理。对于处在水中的钻孔桩基础采用筑岛围堰,桩基处在旱地时,清除杂物后夯压密实即可。 、埋设护筒本标段钻孔桩均使用钢护筒,护筒钢板厚度应能使护筒保持圆筒状且不变形。为保证其刚度,防止变形,在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋,护筒直径比桩径大30cm。护筒埋设时,其轴线对准测量所标出的桩位中心,护筒周围和护筒底接触紧密
10、,保证其位置偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。护筒埋置深度为2-4m。、泥浆的制作 泥浆循环系统由泥浆流槽、沉淀池、储浆池、泥浆泵、泥浆管组成。流槽用薄铁板制作成3030CM的断面,长度根据现场施工现场确定,一般不应小于5米。沉淀池尽量布置在跨中空地上,平面大小1010米,深1.5米,储浆池22米,深1.5米,储浆池与沉淀池分隔开,中间由一宽深各0.5米的沟连通。钻碴沉淀后及时进行挖除,堆在场地内初步沥水后外弃。泥浆池围护高度不低于1.2米,设安全警示标识。泥浆循环系统泥浆必需采用粘土、膨润土调制,泥浆质量的好坏直接关系到孔壁的稳定和钻进速度,冲击成孔的泥浆相对密度控制在1.21.4。为了提
11、高护壁功效和排渣能力,冲孔钻进时。泥浆相对密度可以适当放大,第二次清孔时再调低,混凝土灌注前控制在1.151.2之间。 、钻机就位埋设好护筒后,即可进行钻机就位。本标段使用的钻机为卷扬机牵引式冲击钻。钻机就位时,使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可,其对中误差不大于5cm。、冲击钻进冲击钻开钻时可先在孔内灌注泥浆,泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水,可直接投入粘土,用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸,使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加冲程后,方可进行正常冲击。在开孔阶段45m,为使钻渣挤入孔壁,减少掏渣次数,正常钻进后应及时
12、掏渣,确保有效冲击孔底。在钻进过程中,应注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进速度。冲程应根据土层情况分别规定:在淤泥层和粘土层冲击时,应采用中冲程(12m)冲击;在砂层冲击时应添加小片石和粘土采用小冲程(0.51m)反复冲击,以加强护壁;在漂石和硬岩层时应更换重锤中冲程(12m)冲击;在易坍塌或流砂地段用小冲程,并应提高泥浆的粘度和相对密度。在通过漂石或岩层,如表面不平整,应先投入粘土 、小片石、卵石,将表面垫平,再用钻头进行冲击钻进,防止发生斜孔、坍孔事故;如岩层强度不均,易发生偏孔,亦可采用上述方法回填重钻;必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。在砂及卵石类土等松散层钻进时,可按1:1
13、投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击锥以小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击23次。若遇有流砂现象时,宜加大粘土减少片石比例,力求孔壁坚实。当通过含砂低液限粘土等粘质土层时,因土层本身可造浆,应降低输入的泥浆稠度,并采用0.5m 的小冲程,防止卡钻、埋钻。要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm8cm,在密实坚硬土层每次可松绳35cm,应注意防止松绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载,遭受损坏,松绳过多,则会减少冲程,降低钻进速度,严重时使钢丝绳纠缠发生事故。在任何情况下,最大冲程不宜超过6.0米,为正确提升钻头
14、的冲程,应在钢丝绳上做好长度标志。钻孔施工中,一般在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于5cm10cm,松软地层每小时纯钻进尺小于15cm30cm时,应进行取渣。或每进尺0.5m1.0m时取渣一次,每次取45筒,或取至泥浆内含渣显著减少,无粗颗粒,相对密度恢复正常为止。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度,投放粘土自行造浆的,一次不可投入过多,以免粘锥、卡锥。每钻进1m掏渣时,均要检查并保存土层渣样,记录土层变化情况,遇地质情况与设计发生差异、钻至地层变化处时,及时报请业主、设计及监理单位,研究处理措施后继续施工。钻孔作业应连续进行,因故停钻时,必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。在
15、取渣后或因其他原因停钻后再次开钻,应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。整个钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位(或施工水位)至少1.52m,并低于护筒顶面0.3m 以防溢出。钻至设计高程,终孔前,报请业主、设计代表、监理工程师及检测单位验收合格后方可终孔。3、桩基成孔检测钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前,均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。(1)、孔径检测孔径检测在桩孔成孔后,下放钢筋笼前进行,是根据桩径制做笼式检孔器入孔检测,其外径等于钢筋笼直径加100 毫米,但不得大于钻孔的设计孔径,长度等于孔径的46倍(冲击钻成孔)。检测时,将探孔器吊起,孔的中心与起吊钢绳保持一致
16、,慢慢放入孔内,上下通畅无阻表明孔径符合要求。(2)、孔深和孔底沉渣检测孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。测锤一般采用锥形锤,锤底直径13cm15cm,高2022cm,质量4kg6kg。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。端承桩沉渣厚度小于5cm,摩擦桩沉渣厚度小于15cm.(3)、成孔竖直度检测冲击钻采用井径检测仪。4、清孔钻至设计孔底高程后,钢筋笼安装前,应立即进行清孔,冲击钻机采用换浆法清孔,即向孔内注入经过泥浆处理器处理过的泥浆,换出孔底沉渣及浓度较大的泥浆。孔内排出的泥浆手摸无23mm颗粒,泥浆比1.031.1,含砂率小于2%,粘度1720Pa.s。5、钢筋加工与安装钢筋笼在加工场内采用长线
17、法分节焊接制作,由平板车运至施工工点。钢筋笼加工应保证尺寸、竖直度以及钢筋接头错位要求,并焊接必要的吊点支撑,焊接好声测管。钢筋的下放采用吊车进行,钢筋笼下放过程中注意定位,并在孔口设置定位钢筋。 钢筋在下料加工前,应对施工图中各种规格的钢筋长度和数量进行认真核对,对钢筋进行调直、除锈处理。钢筋在下料切断前,应遵循长短搭配、统筹排料和减少损耗的原则进行配料计算,并预先确定各种形状钢筋下料长度调整值。在成批进行钢筋弯曲操作前,应做各种类型弯曲钢筋段的样板,试弯一根后检查其弯曲形状、尺寸是否与设计要求相符,经过调整后作为标准件再进行批量生产。 主筋按要求采用带肋钢筋套筒挤压接头,其余钢筋连接按要求
18、采用焊接或绑扎。电焊工须持证上岗,钢筋接头在施焊前应采用相同的材料、焊接条件与参数制作3个试件进行试验检查,合格后方可正式施焊。焊接前,钢筋端头应除锈及除污物,端头弯曲须切除,焊接表面应平顺,无裂缝、灰渣,气孔数量及大小应符合规定,无明显烧伤,无弧坑,焊缝尺寸符合规定。 钢筋笼采用分节制作,钢筋笼每节长度912m,采用加强筋成型法,经自检合格后报监理工程师检验合格后运到现场后用吊车两点起吊入孔。如钢筋笼长度较长,不能一次整体入孔时,应分段制作,每段钢筋笼按照顺序编号。吊点位置应选好,在吊点位置应设置加强筋,在加强筋上加做十字交叉筋来提高加强筋的刚度,以增强抗变形能力,在钢筋笼入孔后,将十字交叉
19、筋割除。钢筋笼中心定位时,要用控制桩进行复核,复核无误后方可将钢筋笼固定在孔口垫木上。吊放钢筋笼入孔桩时,下放速度要缓慢匀速,不得碰撞孔壁。 钢筋骨架保护层采用设置“耳筋”的方式,“耳筋”焊制应满足设计要求,每组4根均匀设于加强筋N4四周。 声测管采用外径54*1.5钢管,每个钢筋笼按照间距布设3根桩基检测管,下端用钢板封底焊牢,并牢固绑扎在加强箍筋内侧,随钢筋笼接长用60mm钢套管焊接密封,边接边采用水密法检查接头密封性,出现漏水及时采取措施,最后一节焊好后应灌满净水,用木塞堵死,检测管上端必须高出桩基顶至少65cm。 骨架下到设计标高后,将其校正在桩中心位置并固定。6、砼灌注安放导管后,为
20、确保清孔质量,须进行第二次清孔,目的是抽、换孔内泥浆,清除钻渣和沉淀层,尽量减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留过厚沉淀土,为浇筑水下砼创造良好条件,使测深正确,浇筑顺利。二清后,泥浆性能指标符合要求:粘度1720s,含砂率2%。端承桩沉渣厚度50mm,摩擦桩150mm。二次清孔完毕后,须在30分钟内灌注混凝土,否则,要再次清孔至符合要求。混凝土灌注用的导管在使用前进行试拼,试拼时进行编号,并进行拉力及水密性试验,合格后方可使用。下放导管以及提升导管时要小心操作,防止导管挂碰钢筋笼。导管的安装长度要有严格的检验制度,避免因失误造成断桩。第一斗混凝土灌入之前,导管距孔底的距离约为40cm。为保证混凝土
21、质量,灌注前对混凝土加强抽检。剪球前储备足够的混凝土,以保证剪球后导管的埋置深度在1m以上。首批砼灌注后,应立即检查导管内是否有水,检查无水后方可连续灌注。全桩砼必须在首批砼初凝前灌注完毕。灌注过程中注意观察导管内混凝土面下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度。导管埋深适当,埋置深度以2-6m为宜。在混凝土面未达到设计标高之前导管均不得拔出混凝土面。导管提升时缓慢进行,以防挂钢筋笼。整个灌注过程连续进行,不随意中途停顿,保证整根桩在混凝土初凝时间内完成。为保证桩头质量,现场灌注的混凝土面比设计标高高0.5-1.0m。混凝土灌注完毕后拔除导管并及时冲洗干净。灌注过程中,如实填写水下砼灌
22、注记录。每根桩均作混凝土检查试件三组,两组试压28天强度,一组试压7天强度。除作混凝土检查试件检查桩身砼强度外,还按规定在监理工程师现场监督的情况下用超声波法检验桩的完整性。现场根据桩的直径及导管的尺寸确定首批砼的数量。具体参照下面公式计算为准:式中:V灌注首批混凝土所需数量(m3);D桩孔直径(m);H1桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m;H2导管初次埋置深度(m);d导管内径(m);h1桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m),即 H1=/;混凝土拌和物的重度(取24kNm3);井孔内水或泥浆的重度(kNm3);井孔内水或泥浆的深度(m)。7
23、桩基检验每根桩均作混凝土检查试件三组,两组试压28天强度,一组试压7天强度。除作混凝土检查试件检查桩身砼强度外,还按规定在监理工程师现场监督的情况下用声测探芯法检验桩的完整性,合格并经监理工程师签证后,转入下道工序。钻孔灌注桩流程图如下: 六、危险源的识别、分析和预防措施(一)、危险因素的识别根据钻孔施工的特点,施工中容易造成不安全危险因素主要有:(1)、触电。(2)、机械伤害(3)、坍塌(4)、钻孔桩偏斜(二)、对危险因素的评价1、触电工程外侧边缘距外电高压线路未达到安全距离,用电设备未做接零或接地保护,保护设备性能失效,移动或照明使用高压,违规使用和操作电气设备,对人身造成伤害或损害的。2
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