隧道內(nèi)水平旋噴樁施工技術(shù)

1、隧道內(nèi)水平旋噴樁施工技術(shù)一、施工概述某地鐵隧道洞身通過的圍巖相繼有中砂、圓礫、可塑狀殘積礫（砂）質(zhì)粘性土、硬塑狀殘積礫（砂）質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖、強風(fēng)化花崗巖六種地層。隧道上覆地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填筑土（Q4mD、沖洪積粘性土及砂層（Q4al+pl）、殘積粘性土層（Qel）,下伏基巖為燕山期（丫53）花崗巖。地下水主要有第四系孔隙水、基巖裂隙水。巖層裂隙水較發(fā)育，廣泛分布在花崗巖的中強風(fēng)化帶及構(gòu)造節(jié)理裂隙密集帶中，局部具有承壓性，地下水位埋深2.65.3m。由于地處繁華鬧市區(qū)，地面人流集中，交通繁忙，且隧道過砂層段地質(zhì)條件較差、隧道拱頂距離砂層較近，局部地方砂層已侵入隧道內(nèi)，為了保證隧

2、道過砂層段施工安全，經(jīng)各方討論決定施作隧道內(nèi)水平旋噴樁對地層進(jìn)行超前加固處理。二、工法概述采用水平定向鉆機打設(shè)水平孔，鉆進(jìn)至設(shè)計深度后，撥出鉆桿，同時通過水平鉆機、鉆桿、噴嘴以大于35MPa的壓力把配制好的漿液噴射到土體內(nèi),借助流體的沖擊切削土層，使噴流射程內(nèi)土體遭受破壞，與此同時鉆桿一面以一定的速度旋轉(zhuǎn)，一面低速徐徐外拔，使土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌?，膠結(jié)硬化后形成直徑比較均勻，具有一定強度的樁體，從而使地層得到加固。當(dāng)旋噴樁相互咬接后,便以同心圓形式在隧道拱頂及周邊形成封閉的水平旋噴帷幕體。水平旋噴樁具有梁效應(yīng)和土體改良加強效應(yīng)，能夠起到防流沙、抗滑移、防滲透的作用,保證隧道掘進(jìn)安全。同時水

3、平旋噴樁在旋噴過程中，水泥漿液能沿著地層的縫隙滲透擴散，尤其在涌水量較大的地層中，水泥漿液擴散填充縫隙后起到止水的效果。三、水平旋噴樁孔位設(shè)計1、根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件及暗挖隧道所處地層位置，為確保隧道施工安全，在隧道拱部及邊墻設(shè)計水平旋噴樁，形成止水帷幕，且超前支護(hù)隧道拱頂土體。2、拱部布設(shè)水平旋噴樁23根，每側(cè)邊墻布設(shè)4根；樁徑為小500mm水平旋噴樁預(yù)導(dǎo)孔打設(shè)角度為5%3、鉆孔長度根據(jù)現(xiàn)場實際施做能力而定，長度控制在2030m。4、由于在初期支護(hù)內(nèi)進(jìn)行施做，根據(jù)打設(shè)角度，可定23m進(jìn)入初期支護(hù)斷面。因此對開始階段23m不進(jìn)行旋噴，樁的有效長度為1728n%水平旋噴樁空位見圖01:四、水平旋噴樁

4、施工技術(shù)水平旋噴樁施工工藝流程見圖02：4.1 施工準(zhǔn)備1、測量放線定樁位，在隧道兩側(cè)測量放線定出兩個同一里程點，隧道軸線，并在掌子面測量標(biāo)出隧道開挖輪廓線，測量定出樁位，用鋼筋作好樁位標(biāo)志,并編好每個樁號。2、鉆機安裝平整工作平臺，鋪設(shè)軌道，安裝立柱。場地要求平整，并挖設(shè)排水溝。油泵、高壓泵安裝。要求場地平整，場地硬化，高壓泵安裝平穩(wěn)，管路安裝擺放整齊。3、對孔位。設(shè)備安裝好后，按要求調(diào)整鉆機角度、方位，對準(zhǔn)孔位，孔位誤差控制在土50mm以內(nèi)。4、制定漿液。根據(jù)施工方案和技術(shù)交底要求的配比配制水泥漿，漿液攪拌必須均勻。在制漿過程中應(yīng)隨時測量漿液比重，每孔高噴灌漿結(jié)束后要統(tǒng)計該孔的材料用量。漿

5、液用高速攪拌機攪制，拌制漿液必須連續(xù)均勻，攪拌時間不小于3分鐘，一次攪拌使用時間亦控制在4h以內(nèi)。4.2 鉆進(jìn)1、開孔并安裝孔口管：開孔器開孔，采用ø130mm鉆頭鉆進(jìn)，鉆進(jìn)深度為0.50m；初始開孔角度根據(jù)地層情況確定，待旋噴施工12根樁后再根據(jù)實際情況進(jìn)行開孔角度的調(diào)整。退出鉆具，準(zhǔn)備安裝孔口管；將一根直徑為ø127mm、長0.8m的孔口管埋入已開好的孔內(nèi)，作為孔口管，孔口管外露0.30m；在撐子面植ø12mm鋼筋4根，鋼筋用錨固劑固結(jié)，將鋼筋與孔口管焊接牢固，加固孔口管；安裝法蘭盤和球閥。2、配制循環(huán)漿液：用膨潤土配制循環(huán)

6、漿液。3、鉆孔打設(shè)：為確保鉆孔質(zhì)量，首應(yīng)先打設(shè)12個探孔，查明地層變化情況及地層對鉆孔角度的影響，然后根據(jù)探孔情況確定旋噴樁鉆孔的打設(shè)角度。檢查確定孔口管安裝牢固后，調(diào)整鉆機，對好孔位；將旋噴鉆頭及第一根鉆桿送入孔口管內(nèi)；安裝密封裝置；打開循環(huán)液排出口（循環(huán)液采用膨潤土、聚丙乙烯及火堿制作的泥漿）；開始鉆進(jìn)，進(jìn)孔角度按探孔確定的角度開始鉆進(jìn)，直到鉆至設(shè)計深度；通過觀察循環(huán)液壓力變化，檢查噴嘴是否堵住。鉆進(jìn)過程中要保持循環(huán)液壓力1.02.0MPa,防止在鉆進(jìn)過程中，砂石堵住噴嘴。4.3 高壓旋噴1、進(jìn)行高壓噴漿前應(yīng)檢查高壓注漿泵，查看泵壓讀數(shù)是否達(dá)到設(shè)計要求（3540MPa,泵壓達(dá)到設(shè)計要求時才

7、能開始噴漿；2、噴漿前應(yīng)檢查鉆桿接頭處是否漏氣，如漏氣，則應(yīng)將鉆桿退回，查出漏氣位置重新密封，或更換鉆具。噴嘴是否堵住，噴嘴如堵死，則應(yīng)將鉆桿全部退回進(jìn)行疏通，疏通后重新下管到設(shè)計深度后再進(jìn)行旋噴。3、在孔底高壓噴漿時應(yīng)停留一定時間，然后再緩慢外拔鉆桿，鉆桿每外拔出0.6m,應(yīng)回拖0.30m鉆桿，同時高壓噴漿；4、在高壓噴漿時，應(yīng)安排專人觀察泵壓變化，一旦發(fā)現(xiàn)泵壓過低時應(yīng)及時通知機臺停止噴漿，查明原因后再恢復(fù)高壓噴漿；4.4 施工第一循環(huán)水平旋噴樁時，旋噴至孔口4.0m時采取擺噴方式進(jìn)行高壓旋噴，即在旋噴過程中，保持旋噴鉆桿在上方1800范圍內(nèi)旋噴。6、當(dāng)鉆桿拔至孔口0.50m時停止注漿，關(guān)閉

8、漿液通道，再緩慢拔出鉆桿，進(jìn)行封孔作業(yè)；7、每根高壓旋噴鉆桿拔出后應(yīng)立即用清水高壓沖洗干凈，避免殘留漿液凝固，避免下次旋噴時殘留顆粒物堵噴嘴。8、噴漿參數(shù)：漿液要求水：水泥為1：1；注漿壓力為35 40Mpa；9、旋噴注漿時應(yīng)注意事項:接、卸鉆桿要快，并且要清洗接頭位置，不得殘留雜物，防止噴嘴堵住;旋噴過程中循環(huán)液排出口要保持暢通，如因故堵死，應(yīng)松開密封裝置疏通返漿通道，保持正常返漿，返漿量應(yīng)控制在規(guī)范規(guī)定的20%左右。如果孔內(nèi)不能疏通，為避免出現(xiàn)抱鉆等情況發(fā)生，則應(yīng)將鉆桿退出，直至鉆孔內(nèi)返漿正常后再重新下旋噴鉆桿進(jìn)行高壓旋噴。噴射時因故障中斷，應(yīng)酌情盡快處理：因機械故障，要盡力縮短中斷時間，及早恢復(fù)灌漿；如中斷時間超過2小時，要采取補救措施；恢復(fù)噴射時，鉆桿要多伸入0.30m，保證凝結(jié)體的連續(xù)性。噴漿過程中出現(xiàn)冒漿時，應(yīng)及時從孔口進(jìn)行封堵，如果出漿量較大時，則應(yīng)考慮在漿液中加入速凝劑，并控制噴漿量和噴漿速度。旋噴注漿時返出的漿液要求及時排至地表。4.4封孔1、噴漿至孔口