高压旋喷桩作为止水帷幕的应用

1、高压旋喷桩作为止水帷幕的应用作者：卢长生 方四发 来源：武汉长江隧道工程市政建设集团项目部 日期: 2006-3-15 站内搜索 窗体顶端窗体底端文章页数：1 关键词：长江隧道、高压旋喷、止水帷幕 一、工程概况武汉长江隧道为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江通道，位于武汉长江一、二桥之间。隧道江北起点为汉口大智路与铭新街的交叉口，江南终点为武昌友谊大道南侧规划中的沙湖路。本工程项目较多，有匝道、明挖暗埋隧道、暗挖隧道、盾构隧道，隧道总长3630米。武汉长江隧道工程武昌LK5+304.6LK5+480段为明挖暗埋段，基坑围护结构为1200钻孔灌注桩，桩间距为1.2米；基坑坑底采用双联搅拌桩进行抽

2、条加固，加固深度为基坑底以下3m,加固厚度为3m，加固宽度为3.0m；对于该场地地下水治理采用侧向帷幕结合深井降水方法，深井降水采用250深井管，井深30米。下面仅就对侧向帷幕作一个介绍。侧向帷幕采用在钻孔灌注桩桩间施作1300mm高压摆喷旋喷桩（半圆形），摆喷体角度180，桩体之间咬合100mm，桩体强度qu2MPa。围护结构使用阶段不参与主体结构受力。摆喷桩结构布置具体见下图。二、地质情况及水文情况1、工程地质基坑开挖范围内的地层主要有人工填土层（地层代号1、2）、可塑粘土层（地层代号1）、软塑粉质粘土层（地层代号2）、稍密粉土层（地层代号3）、软塑粉质粘土层（地层代号4）、淤泥质粉质粘土

3、层（地层代号5）、中密粉土层（地层代号6）、中密粉细砂（地层代号2）、密实粉砂层（地层代号3）。场地地下水主要有上部滞水、潜水、承压水三种类型。上部滞水主要赋存于人工填土层及第四系粘性土层中，其水量较小；潜水主要赋存于长江河床下的粉细砂、中粗砂层中，与长江具有密切的水力联系；承压水主要赋存于长江两岸粉细砂、中粗砂层中。根据竖井降水井现场测试数据显示，现场地承压水水位在地表下3.6米。本段防水的重点在于3粉土层，该土层夹在两层淤泥质粘土层之间，位于地面下11.512.0米左右，层厚50cm左右，由于该层为透水层，且在基坑开挖范围内，该层处理的好坏，直接关系到基坑日后开挖是否漏水。根据本段的地质情

4、况，设计采用在桩间设置1300旋喷桩进行止水，旋喷桩深度达到基坑底2米，通过桩间旋喷桩与灌注桩的咬合从而达到止水的效果。2、地下水文情况场地地下水主要有上部滞水、潜水、承压水三种类型。上部滞水主要赋存于人工填土层及第四系粘性土层中，其水量较小；潜水主要赋存于长江河床下的粉细砂、中粗砂层中，与长江具有密切的水力联系；承压水主要赋存于长江两岸粉细砂、中粗砂层中。根据场地所取上部滞水、承压水的水质分析结果，场地地下水对混凝土及混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。场地上部滞水的水位埋深在0.52.80m之间（相当于标高20.723.90m）。场地承压水水头在5.909.00m之间（相当于标

5、高15.5119.67m）。三、旋喷桩工作原理高压旋喷桩是利用工程钻机钻孔至要求深度后（或引孔旋喷一体机），利用高压旋喷台车把安有水平喷嘴的注浆管下到设计标高，利用高压设备使喷嘴以一定的压力把浆液喷射出去，高压射流冲击切割土体，使一定范围内的土体结构破坏，浆液与土体搅拌混合固化，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体，凝固后便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、相邻桩体相互咬合成一体的固结体，该工艺起到止水与土体加固的作用。四、施工工艺1.桩孔测量定位(1) 依据规划红线图，总平面图及桩位布置图等资料，测量放出控制点轴线，请业主及监理复测验收。(2) 在不受施工影响的地方设置若干个永久性控制点及

6、方向线，根据总平面布置图及桩位布置图建立测量控制网。(3) 用经纬仪及水准仪测量定位，并经二次检测确认无误后方可确定旋喷孔位，并在孔位之上做上明显和稳定的标记。2.钻孔施工钻进成孔：先采用工程钻机引孔。钻孔直径和深度：钻孔时，其引孔口径为110mm130mm，终孔直径不小于91mm。终孔深度为设计要求深度以下500mm。引孔钻进时，原则上采用清水钻进，若出现垮孔，采用优质膨润土作为制浆用主要材料，新制泥浆配合比拟为：水750L，粘土650kg，碳酸钠68kg，如采用双重管引孔旋喷一体机，则引孔由旋喷台车自身完成。施工时，分别建立泥浆系统与高喷水泥浆系统，防止串浆、混浆。3.水泥浆液制备（1）浆

7、液和水泥材料：高喷灌浆采用32.5 普通硅酸盐水泥或复合水泥，浆液水灰比为111.51，水泥掺量为18，采用高速搅拌机搅拌，纯拌合时间不少于1 min，且应连续制浆。（2）浆液搅拌及浆液质量控制：选用ZJ-400型高速搅拌机，进行浆液搅拌，由送浆工对浆液浓度、密度、温度和时间等进行检测和记录，据此控制浆液质量。4.高压旋喷灌浆施工（1）地面试喷：钻孔验收、高喷台车就位并对准孔口后，为了直观检查高压系统的完好性以及是否能够满足使用要求，首先应进行地面试喷。（2）开喷：喷管先至指定深度后，拌制水泥浆液，即可供浆、供风、供水开喷。待各压力参数和流量参数均达到要求，且孔口已返出浆液时，即可按既定的提升

8、速度进行喷射灌浆。（3）高喷灌浆保持全孔连续一次作业，作业中因拆卸喷射管而停顿后，重复高喷灌浆长度不小于0.3m。（4）在高喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度和回浆量异常，甚至不返浆等情况时，查明原因后即使处理。（5）当孔内出现严重漏浆，拟采取以下措施进行处理：A降低喷射管提升速度或停止提升；B降低喷水压力、流量进行原地灌浆；C喷射水流中掺加速凝剂；D加大浆液密度或灌浆水泥砂浆、水泥粘土浆；E向孔内冲填砂、土等堵漏材料。（6）在高喷灌浆过程中，水泥用量根据现场土层情况确定，保证180250kg/m（180度摆喷）。（7）供浆正常情况下，孔口回浆密度变小、不能满足设计要求时，拟采取加

9、大进浆密度或进浆量的措施予以处理。（8）装、卸喷射管时，采取措施密封、加快装卸动作以防止喷嘴堵塞。（9）高喷灌浆结束后，充分利用孔口回浆或水泥浆液对已完成孔进行及时回灌，直至浆液面不下降为止。（10）施工中如实记录高压旋喷灌浆的各项参数、浆液材料用量、异常情况及处理等。五、质量保证措施(1) 设备安装平稳对正，开孔前须严格检查桩位和开孔角度。施工时应控制好高喷桩的标高。(2) 保持引孔泥浆性能，孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下至孔底。(3) 高喷管下井前需在井口试验检查，防止喷嘴堵塞。(4) 高喷管下至距孔底0.5m时，应先启动浆泵送浆，同时旋转下放，下至于孔底（开喷深度）后，再启动高压泵和

10、空压机，各项参数达到要求后方可提升，提升速度控制在815cm/min。（5）高压旋喷作业时各压力参数如下：三重管：浆压：0.23 MPa水压：2030 MPa 气压：0.40.7 MPa两重管：浆压：20 MPa气压：0.40.7 MPa直径达到1300mm的旋喷桩采用三重管，小于1300mm的旋喷桩可采用双重管。(6) 浆液配制必须严格按照配比均匀上料，经常检查测定浆液比重，并做好记录。(7) 高喷作业中，必须注意观察水、气、浆（两重管为气、浆压）压力和流量达到设计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处理。(8) 分节拆卸高喷管时，动作要快，尽量缩短停机时间。(9) 因故停机（卸管或处理故障）时，需将近高喷管下放至超过原高喷深度0.10.5 m处，重新开机作业，以避免回灌体出现新层。(10) 遇到较硬地层时应降低提升速度，高喷参数达不到要求孔段应进行复喷。(11) 采用两序施工（间隔一个）防止串孔。(12) 为确保回灌体强度，冒浆不得回收和利用。(13) 遇漏水孔段，应停止提升，继续注浆，冒浆后再提升；漏失严重时应采取堵漏措施，并做好记录。(14) 高喷作业时，各岗