新建哈尔滨至牡丹江铁路客运专线站前工程项目概况

建设地点：黑龙江省

投资金额：330亿元

计划开竣工时间：2015年—2019年

新建哈尔滨至牡丹江铁路客运专线地处黑龙江省东南部，线路为东西走向。线路起自改建太平桥站外起，并行哈佳铁路上跨阿什河、绕城高速，从天恒山北侧烟窝铺村折向南上跨哈同公路、哈同高速后在哈尔滨新区华南城设站，之后线路向南行进跨越宾西铁路、旅游路后折向东南从玉泉采石场北侧通过，沿高速公路通道经帽儿山西、乌吉密至尚志后折向东南上跨滨绥铁路、蚂蚁河，沿哈牡高速公路南侧经一面坡、苇河、亚布力、横道河子、海林北，并行牡丹江西海林街引入改建牡丹江站。沿线经过哈尔滨、尚志、海林、牡丹江四个县级以上行政区。

工程规模：本次招标线路长度292.995正线公里。其中：路基工程总长121.253正线公里，占线路全长的41.38%；桥梁共109座，长度103.237正线公里，占线路全长的35.24%；隧道共39座，长度68.505正线公里，占线路全长的23.38%。全线设新香坊北、阿城北、帽儿山西、尚志南、一面坡北、苇河西、亚布力西、横道河子东、海林北、牡丹江10座车站，预留牡丹江西站。

工程地点：黑龙江省哈尔滨市、尚志市、海林市、牡丹江市。

主要技术标准：

铁路等级：客运专线；

正线数目：双线；

设计速度：250km/h；

线间距：4.6m；

最小曲线半径：一般地段4000m，困难地段3500m；

限制坡度：20‰；

到发线有效长度：650m；

牵引种类：电力；

机车类型：动车组；

建筑限界：按高速铁路设计规范（试行）规定执行；

列车运行控制方式：自动控制，列控系统采用CTCS-2，预留CTCS-3接口条件；

行车指挥方式：调度集中。

计划工期：本工程施工总工期54个月，先行开工段已于2014年12月15日开工，本次招标工程计划于2015年8月1日开工，2019年6月15日竣工。

本次招标范围、招标内容及标段划分

招标范围：

（1）正线

自太平桥站DK0+900（不含）至牡丹江站DK351+525（含），线路全长292.995正线公里。其中：DK0+900～DK296+200为新建线路，线路长度290.518正线公里；DK296+200～DK351+525，将既有牡图客线及工务机械段走行线改建为哈牡正线，线路长度2.477正线公里。不含先行工程已招标内容。

（2）哈尔滨枢纽改造工程。

（3）牡丹江枢纽及相关工程。

招标内容：

1.牡丹江虹云桥改造工程、既有构筑物拆除后的垃圾清运、挖树根；

2.路基工程全部；

3.桥涵工程全部；

4.隧道及明洞工程（不含照明）；

5.轨道工程；

6.信号工程综合接地贯通地线及连接（区间及站场主干线部分）；

7.牵引供电工程综合接地贯通地线及连接；

8.其他生产房屋及建筑物工程地道主体、货物站台墙、站区排水、平过道、走行轨基础；

9.大型临时设施和过渡工程；

10.其他费（安全生产费、配合辅助工程费、营业线施工配合费等）。

业主及标段中标单位情况

业主单位：哈牡铁路客运专线有限责任公司

地址：黑龙江省哈尔滨市道外区东直路333号

SG-2标：中铁十二局集团有限公司

SG-4标：中铁一局集团有限公司

SG-6标：中交隧道工程局有限公司

SG-7标：中铁十九局集团有限公司

SG-8标：中铁二十二局集团有限公司

      1.前言

近年来，随着国家重点工程对桩基质量、成孔速度、环保等要求的不断提高，以及在高速铁路、地铁建设的带动下，旋挖钻机市场占有率迅速扩大。旋挖钻机施工具有成孔质量好、速度快，无噪音、污染小等优势。但是，由于旋挖成孔施工无循环造浆功能，只能采用静态泥浆稳定液护壁，靠不停的向孔内进行补浆来保证孔内外水压的平衡和护壁效果，所以泥浆的选用及性能指标在成孔过程中显得尤为重要。

本工程选用奈普顿聚合物泥浆技术，它使用简单，小巧轻便，制浆速度快，护壁效果好，沉淀凝聚速度快，无污染，在泥浆制备中具有广泛的应用前景。

      2.适用范围

适用地层：粘土、砂层、人工填土及含有部分卵石碎石的地层，尤其砂性土中能发挥较大功效。

      3.工艺原理

奈普顿聚合物泥浆分子量一般高达2800万以上，水解后分子链扩散并会与其他分子链重新连接，故会形成较为粘稠的近似糊状的泥浆，能够最大限度的粘住并快速沉淀钻屑。 

      4.材料特点

奈普顿聚合物泥浆是一种先进的国外技术的进口产品，是一种水溶性、易混合的粉末颗粒高分子聚合物，在水中充分溶解后成半透明糊状，粘度大。它具有如下特点：

4.1 由于聚合物泥浆分子量一般高达2800万以上，水解后分子链扩散并会与其他分子链重新连接，故会形成较为粘稠的近似糊状的泥浆，能够最大限度的粘住并快速沉淀钻屑。

4.2 在孔内由于钻具连续运动，聚合物泥浆和水混合的越均匀粘度就越强，凝聚力也就越快。

4.3 该泥浆体系能对孔壁提供压力，防止在不稳定地层中钻孔的坍塌

4.4 最大化旋挖钻的装载能力，提高掘进速度。

4.5 聚合物泥浆对钢筋机械性能无影响，某品牌聚合物泥浆试验数据如下：

试验项目：钢筋机械性能

溶液：0.05%聚合物溶液

试验结果：

试验条件	破坏荷载（KN）	弯曲
清水泡1d	120.7	合格
	121.4	合格
溶液中泡1d	122.2	合格
	122.1	合格

试验结论：依据GB/T228-2002标准，奈普顿聚合物泥浆对钢筋机械性能无影响。 

4.6 聚合物泥浆对混凝土抗压强度无影响，奈普顿聚合物泥浆试验数据如下：

试验项目：混凝土抗压强度

溶液：0.05%聚合物溶液

试验结果：

试验条件	破坏荷载（KN）
清水泡7d	230
	236
	220
溶液中泡7d	240
	242
	230

试验结论：依据GB/T50081-2002标准，聚合物泥浆对混凝土抗压强度无影响。

4.7 无毒无污染。

     5.奈普顿聚合物泥浆施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

5.1.1根据用量确定泥浆池的大小，并在池边上装好循环泵和空气压缩机。

5.1.2将清水注入泥浆池后，用20%氢氧化纳溶液调节水的PH值在8-10之间。

5.1.3在循环泵出水管口加入聚合物浆液，要求慢慢均匀加入，然后用空压机搅拌，使粘度到达使用要求。

5.1.4在钻进过程中，保持钻进液面，确保地层压力平衡。

5.1.5钻进完成后，根据地质、孔深，确定沉渣时间，然后打捞沉渣。若沉渣较多，应再次清渣，以确保下完钢筋笼和导管后沉渣达标。

5.1.6浇注混凝土时，应及时回收泥浆。由于混凝土会污染泥浆体系，所以最下面与混凝土接触的一米左右的泥浆不得回收，避免混凝土混入泥浆中，导致泥浆体系性能产生变化。

5.1.7在工程施工结束后，可以在泥浆池中添加适量的强氧化剂，如双氧水或者次氯酸钠等处理剂，同时通过空压机将泥浆混合均匀，静止片刻。聚合物泥浆就会被降解，粘度逐渐降低直至清水状态，待泥浆完全降解后即可直接排放。

5.2 操作要点

5.2.1 泥浆配比

泥浆的配比对泥浆的性能影响很大，一般情况下比例按0.01%~0.1%配制，现场应根据实地情况试验确定配合比例。

表5-1 泥浆配比参照表

地层状况	泥浆(公斤∕立方水）	粘度（秒）
粘土与页岩	0.2-0.6	18-30
淤泥，细、中砂	0.3-0.7	20-32
粗砂，较小的砾石	0.4-0.9	22-35
卵砾石	0.7-1.1	24-45

       注：上表为奈普顿聚合物泥浆配比参考指标 

 5.2.2 注意事项

（1）在挖池过程中，尽量保证其大小的准确性，以保证配浆的准确性，避免浪费。

（2）在配碱过程中，一定要先把氢氧化纳配制成20%水溶液，切记直接把固体氢氧化纳直接加入泥浆池中，以便充分溶解。

（3）在上层钻进过程中，正常情况下，泥浆的黏度可以小一些，大概28秒左右就可以使用，如果上层过早出现沙层，尽量不要降低泥浆粘度。

（4）在一个泥浆池一次配浆不要过多，否则不利于搅拌，在配浆的时候，要留出充足时间，使产品充分溶解，可以达到节约成本的目的，不得在没有完全溶解的情况下使用。

（5）对孔内泥浆的浆面下1m处及离孔底以上1m处各取一次试样测试。若达不到标准规定，要及时调整泥浆性能。新制泥浆应静置24小时，测试合格后方能应用。

（6）在钻进过程中，保持液面很关键，一般情况下，要求液面不低于护筒的1/2高度处，在钻进完成后，下钢筋笼和导管的时候也要保护液面，就是说要提前配制好足够的泥浆量。

（7）钻头在出入孔口时，提、放的速度要放缓，尽量减轻对孔内泥浆的扰动，保护孔壁的稳定，避免孔口坍塌，护筒下沉现象的出现。当钻头打满提钻时，要适当反钻几下再缓慢提钻，这样可避免孔底因抽吸力过大而造成孔底部分出现坍蹋。

（8）当孔钻到设计孔深后，钻机先暂不挪位，停留在原地，等待一会(视孔深而定，一般情况下三十分钟为宜），用测绳测量孔深度，计算出沉渣厚度，再重新下钻捞取沉渣。当钻头接近孔底时，需轻放，以免扰动沉渣，使沉渣浮起，捞起沉渣将钻头提起到孔口时，不要停留控浆，应迅速将沉渣甩出。沉渣捞清后，孔内将不再有沉渣出现，便随即可下放钢筋笼，在放钢筋笼时应保持垂直，避免碰撞孔壁，以免造成新的沉渣产生。

（9）要求钻机工作人员注意保持好泥浆液面的高度，要及时给予孔内补浆。

     6. 施工中所需辅助材料与设备

6.1 材料

清水、20%氢氧化钠溶液、聚合物、双氧水或次氯酸钠。

6.2 设备

挖掘机、循环泵、空气压缩机、比重计、重锤、工程漏斗(空压机造浆法) 。

      7. 质量控制

7.1 出产检验报告

产品进场后，应重点检查产品的出厂检验报告,下图为奈普顿聚合物泥浆的产品检验报告。

7.2 规范对泥浆的要求

规范对泥浆的性能及检测方法给出了依据，现场泥浆应满足规范要求。

7.2.1 地下铁道工程施工及验收规范（2003年版GB50299-1999）对泥浆提出以下要求：

（1）粘性土中成孔，可注入清水，以原土泥浆护壁，排渣泥浆比重应控制在1.1-1.2；

（2）砂土和较厚夹砂层中成孔，泥浆比重应控制在1.1-1.3，在穿越砂夹卵石层或容易坍孔土层中成孔时，泥浆比重控制在1.3-1.5；

（3）施工中应经常测定泥浆比重，并定期测定粘度、含砂率和胶体率，其指标控制：粘度为18-22s，含砂率为4%-8%，胶体率不小于90%；

（4）孔壁土质较差时，宜用泥浆循环清孔，清孔后泥浆比重应控制在1.15-1.25。

（5）聚合物聚合物泥浆为轻质泥浆，泥浆比重控制在1-1.1之间。

7.2.2 轨道交通车站工程施工质量验收标准（QGD-006-2005）同样对泥浆提出要求：

（1）膨润土泥浆的比重（粘土或砂性土）控制在1.15～1.20（用比重计测，清孔后在距孔底50cm处取样）；聚合物泥浆为轻质泥浆，泥浆比重控制在1.1以内。

（2）泥浆面标高应高于地下水位0.5-1.0m（目测）；

（3）沉渣厚度：端承桩≤50mm；摩擦桩≤150mm（用沉渣仪或重锤测量）。

      8.安全文明措施

8.1泥浆池周边按国家安全规范要求做好临边防护。

8.2 所有施工设备和机具使用时必须由专职人员负责进行检查和维修，确保状况良好。各技术工种必须经过培训考核取得合格证，方可持证上岗操作，杜绝违章作业。

8.3 施工人员必带安全帽。

8.4 所有施工人员应掌握安全用电的基本知识和所用设备性能，用电人员各自保护好设备的负荷线、地线和开关，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。

     9.环保措施

9.1 泥浆经过降解沉淀后方可排放；

9.2 对裸露土体应及时覆盖，防止扬尘；

9.3 专业绿色文明施工队伍洒水降尘，保持施工现场整洁干净；

9.4外出车辆应冲洗，防止挟渣带泥上路。

     10.经济比选

以2015年新开哈尔滨至佳木斯段客运专线《哈佳客专》，宾县段桩施工为例，施工单位中国中铁五局铁路建筑公司承建，其中基础桩，桩直径均为1.25米，桩长45米m，施工地层分部情况，上部为黑土层 以下细、中砂层为主。若以膨润土为造浆材料，则每立方米的水需用0.5吨膨润土，若以奈普顿聚合物泥浆为造浆材料，则每立方米的水需用400克聚合物泥浆。若以膨润土400元/吨，聚合物泥浆20000元/吨计算，则单桩理论用量如下：

单桩理论用量表  

材料	单桩理论用量	单价	单桩总价
膨润土	按单桩损耗50KG/m3x45m3=2250KG	400元/吨（不含运费，）	900元
聚合物泥浆	按用清水打桩计算0.4KG/m3x45m3=18KG（回浆可重复利用，）	20000元/吨（包含运费）	360元

由上表可以看出，就泥浆这一项而言，与以膨润土为造浆材料相比，以聚合物泥浆为造浆材料，单桩成本节约60%。该工程主体桩共计1500颗，若都以聚合物泥浆为造浆材料，则可节约成本81万元。

此外，目前市场由于市场经济上涨，运输费用上涨，我们以哈佳客运专线宾县段施工为例，最近的膨润土厂家运到工地38吨膨润土，运费共计7600元，运费200元每吨，就单独这一个工地膨润土总用量约上千吨，自然产生了高昂的运输费用（运费20几万元）。

我们按用奈普顿聚合物泥浆计算1500颗桩，共计用量26吨奈普顿聚合物泥浆，运费在北京运到宾县每吨400元，运费共计10400元，就单独计算运费这个工程节省运费20万元。

      11.应用实例

哈佳客运专线项目共有工程桩20000余颗，其中约19000颗以上采用聚合物泥浆制浆，在场地布置、绿色文明施工、加快施工进度、经济效益等方面都有较好的工程应用。

另外在京沈客运专线工程、哈佳客运专线工程、哈齐客运专线工程、哈大客运专线工程、哈牡客运专线工程、中俄同江铁路大桥工程、长春龙嘉机场建设工程、沈阳市沈阳南站建设工程、郑州陇海路改造工程、呼张客运专线工程、石济客运专线工程、温州S2线跨海大桥等工程的工程桩施工中均采用奈普顿聚合物泥浆造浆材料，效果良好。

未来，奈普顿将继续致力于引领全球专业泥浆产品的创新发展，为专业施工单位提供创新技术支持与产品解决方案，推动创新型建筑建材事业的发展。感谢您的一路相伴。

奈普顿

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