高压旋喷桩加固浅埋地道围岩施工工法

高压旋喷桩加固浅埋隧道围岩施工工法1前言隧道洞身穿过浅埋软弱围岩地段，浅埋地段一般位于沟谷内，地下水受地表降水影响较大，围岩遇水稳定性下降，可采取的措施较多，如洞身管棚法、暗洞明做、地表加固处理、加强洞身支护等。福建省永武高速公路XX标的XX隧道浅埋段采用了高压旋喷桩围岩加固技术，取得了较好的效果，保证了隧道施工的安全、质量和进度。我们将施工技术进行总结形成本工法。2工法特点2.1采用旋喷桩进行地表加固，比传统的超前小导管或管棚超前支护加固范围要大，且设备简单。2.2旋喷桩地表加固属于超前预支护，与洞内开挖作业互不干扰，使施工进度得到了可靠保证。通过加固地表，提高了地层稳定性，保证了施工安全。2.3通过旋喷加固后，提高了围岩级别，洞内开挖方法由双侧壁导坑法更改为预留核心土台阶法，简化了施工工序同时节省了双侧壁导坑临时支护的费用。2.4旋喷固结体不仅形成了良好的支撑应力环，而且防渗效果较好。2.5围岩量测数据表明，采用旋喷桩进行地表加固比传统施工方法更能有效地控制围岩变形和地表沉降。3适用范围本工法适用于砂土状、碎块状、淤泥质等软弱围岩的浅埋隧道，适用于覆盖层薄、地表有条件垂直加固的土质地铁区间隧道。4工艺原理利用旋喷钻机高压水、高压气对土体进行切割，形成胶体浆状物，将原土体循环溢出地表成孔。再利用高压注浆泵，经钻杆喷入水泥浆置换土体或部分土体空间，其强度比原地层明显提高，达到改良地层和加固围岩的目的。旋喷固结土体形成环状承载体，承载体同时起到止水作用，在承载体掩护下进行洞身开挖掘进。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.1.1施工参数的设计在浅埋隧道开挖前，采用高压旋喷桩从地表加固洞身围岩。沿洞轴线两侧布置17～18列旋喷孔，横向布置范围为16.5m，桩孔列间距为a=0.9m（横向间距），排间距为b=0.8m（纵向间距），梅花形布置。旋喷扩散半图5.1.1-1图5.1.1-1地表桩位平面布置图图5.1.1-2图5.1.1-2高压旋喷桩横断面图巾径颤R=0谦.5闯m略，成桩尿直径大如于恢1.0系m帖，咬合搬大旅于抚10c洞m联（如茎图认5.1嚷.1-捆1耳地表桩劝位平面掉布置图作）。从半地表钻惩进至衬弓砌外轮爽廓线处增，置换左土体成招孔，再怜旋喷水廉泥浆液展，提升而喷头旋掩喷形成零桩体，菠桩体长献度银为隶3忠～座4浇m竟，拱部兵外侧桩京体长度奸为闭3款m按，边墙按外侧桩摊体言为耳4孔m基，桩身榆应侵入恒开挖轮介廓录线衔1绒m色。旋喷锋桩组合鸟固结形召成环状手承载体泳（如笨图室5.1棒.1-律2摆高压旋缓喷桩横别断面图寺）。旋侍喷浆液扩水泥用资量赖为玻400肃kg/胆m困（初匠喷饶100山kg/累m语，复底喷泥300映kg/图m捞），水狂灰比可敌选弹用慎0.蒸8漠（须经何试验验准证），唤成桩无角侧限抗梅压强度桂大委于判1.5湾MP唤a另。寺5.1挡.斧2南工艺流锹程盲施工准情备测→匀测量放乌样气→太钻机就蜘位吸→斥旋喷成忠孔铺→笼初喷水缓泥极浆捡→缎下沉喷趴管竹→损提管复关喷咬→牌成桩移侨架。施工准备施工准备平整场地环境调查试桩确定配合比测量放样钻机就位调平对中旋喷成孔空压机送风注浆泵送水初喷水泥浆注浆泵送浆下沉喷管提管复喷拌制水泥浆成桩移架注浆泵送浆拌制水泥浆图5.1.2-1高压旋喷桩工艺流程图5.1.2-1高压旋喷桩工艺流程估1座、施工努准备古1厅）平整欠场地，镇接通施嘱工用水精、用电姻，设置讲回浆池展。检查达机器运通转彻情况。干2蓝）在施滨工现场峡取样按欣设计要镰求进行带室内配摩合比试僵验，确限定浆液毁最佳配盛比。美3财）进行通旋喷工赌艺试验厌，确定吗各项技膝术参数腹，检验矛成桩效碑果，试伙桩数量隙不少呆于夺2傅根。通帜过试桩搁确定以何下技术玩参数撤：棋①赶喷嘴型徒号及规向格，喷述嘴直径蝶与个数塑，注浆冬压力；=2\*GB3有②闹压缩空零气的风任压悄③骆水的喷封射压力负与流量抚；塑④熔注浆管跟提升速兄度与旋扔转速度窗；古⑤狐成桩直码径、强妹度。闷4土）施工躁环境调程查：地拢下埋设际物状态畅，地下隙水位高圾程、流验量、流耕向等，灰附近有沙无溶沟免、暗河挣及其分劫布状态与，地下点水有无汇腐蚀性颈物质及堤其成分央与含量胖，施工焰现场附紫近居民炉情况。渗2存、测量呈放样理根据线故路导线格控制点阔、桩位罢平面布屡置，使详用全站漆仪和钢裕尺进行斯桩点放比样，桩认位误差顾允许值基为悼±5m哗m伟。根据质现场情从况，对季桩位进拜行编号染，防止猴漏桩。抖3数、钻机痛就位俊将钻机登调平、梯对准桩俱位，依奋机架两戏边所吊例线锤平西行机架难为准，线亦可用扒水平靠像尺调整助，倾角益不大争于完0.5腊°哑。高压窄设备与搬管路系佳统畅通仰，符合附安全要座求。管挂路系统真的密封孔良好，潮各管道突和喷嘴肠内不能尿有杂物财。由质贯检员、貌监理工电程师检辩查合格缝后，方劫可开钻轧，及时盗做好现览场施工旅记录。昆钻进过途程中，迷钻机若蛛因故下逃陷倾斜滑，需及糖时调整叹。哲4呆、钻进叛成孔在先空载昌起动空脚压机，服待运转副正常后富，再空去载起动爪高压泵且，然后折同时向渠孔内送亚风和水隆，使风蓝量和泵咬压逐渐记升高至庆规定值送，桩顶担至地面鉴高度内仿的虚桩深不要求睡成孔直遣径，钻四进至设乘计桩顶强标高再悦减缓钻枯进速度寨，使孔储径达到丽设计要蒜求。自致然地面波标高和轿深度刻雾度盘零汗点在施祝工过程掏中不是贯一成不铸变的，值所以施单工中，晌应根据龙变化情称况，随犹时调整讽钻进深拍度与停愈钻面标岩高，以锹保证孔期深、桩丸长、桩客顶标高槽符合要致求。掘5歌、旋喷宗成桩锣钻进至等桩底标吉高成孔岂，用喷斩管代替啦钻头插尸入到设患计深度合，要预陵防风、捆水喷嘴汗在插管痒时被泥第砂堵塞柴，用一晴层塑料许膜将插泉管包扎辆好。风呈水畅通夫后，即族可开动宗注浆泵讯，旋转丢注浆管盒，先向疾孔内注壤清水，局待泵量谦泵压正悉常后，壳即可将渠注浆泵朋的吸水劈管移至填储浆桶愈开始注搞浆，估挺算水泥绍浆的前厅峰已流盒出喷头虑后，才段可匀速树提升注只浆管，带钻杆旋晌转和提疲升必须族连续不新中断，胜自下而橡上进行弱旋喷作甚业。在摄旋喷过袖程中，凡需拆卸巾注浆管辈时，先至停止提仆升和回经转，同堪时停止企送浆，止然后逐肝渐减少米风量和拔浆量，两最后停洒机。迅叨速拆除勺钻杆，浩继续注慕浆时，削开机顺翅序与第号一次相扛同，接价长钻杆将后继续葱旋喷时牛要与前盗段桩体牺有廉20c秀m之的搭接捏长度，没以免出仗现断桩肃。因机嫩械故障茫中断旋生喷时，察重新钻导至设计汤桩底标挨高后再荷旋喷。围喷管提摩升到桩所顶标高桑后停风显，继续很用注浆单泵注浆进，待水控泥浆从王孔口返毕出再停谜浆。为驶稳定孔蕉壁，提呆高桩体芳强度和懒均质性脏，采用震两次旋婆喷。初称喷结束将后，不刚提管出戚孔，再摘插管至与桩底标夏高自下泽而上复献喷，提蚊管速度适较初喷猫时缓慢慌，旋喷除至桩顶民，地面颈有浓浆乞返出后丰即停止制注浆。耕桩体质凉量检验督在成烂桩盘2瞧8才天后进限行，采洗用钻孔赖取芯法聪进行检窃测。够6貌、清净劝管路础卸下的难注浆管勾，立即烛用清水柔将各管涂件清洗针干净，秀并拧上印堵头。诸注浆泵察、送浆毫管路和棍浆液搅雀拌机等蓬都要用叶清水清齿洗干净膀。空气领管路和箭注浆泵旁也要用帮风、水欠冲洗干椅净。寸5.货2豪施工操燃作要点融5.2奉.黎1摇水泥用恩量的控穗制扯在喷浆婚提升过返程阻中对,墓控制水苦泥用量涨是关键鸽。水泥宏的用量急与喷浆超压力、螺喷嘴直痰径、提熊升速度险及水灰苍比等有分直接关僵系。具亮体控制潮方法如蝴下：若惨水泥量档剩余应牧采取措柱施为姑：改①料侮适当增陆加喷浆族压力闻；护②颈省加大喷剪嘴直径下；胃③罗算减慢提叔升速度匹。若水宾泥量不谦够措施侄为馅：且①季保证桩油径的情颂况下适架当减少艺压力贴；泪②餐喷嘴直克径适当千减小驱；逐③抖适当加秃快提升巾速度谎；震④易加大水师灰比值悠。机5.2帐.沃2僵冒浆处米理转在旋喷杠过程中业，往往炼有一定培数量的柿土颗粒裳，随着迎一部分消浆液沿金着注浆吼管管壁绳冒出地笨面，通呈过对冒歇浆的观悲察，可冬以及时晴了解土能层状况姥，判断棍旋喷的渠大致效覆果和参抹数合理玉性等。矿根据经捞验，冒薪浆（内糠有土粒揉、水及夕浆液）声量小于谎注浆更量碍20首%宇为正常欺现象，参超育过泡20命%丙或完全墙不冒浆佣时，应上查明原狂因，及涝时采取去相应措续施。虑1坡、流量酷不变而骡压力突翠然下降膜时，应由检查泄匆漏情况搜，必要具时拨出盯注浆管幻，检查戒其封密鞋性能；耻2堵、出现肆不冒浆丹或断续庸冒浆时正，如为绢土质松拦软则视厘为正常鸡现象，奥可适当惑进行加伏强复喷葬；如为丰附近有渐空洞、险暗道，秧则应不奋提升注滑浆管，府继续注绩浆直至来冒浆为派止；或涨拨出注讯浆管待风浆液凝移固后，考重新注脏浆直至颠冒浆为蹦止，必疯要时采徒用速凝浩浆液，剂便于浆预液在注高浆管附盒近凝固摆。僻3狱、冒浆察量过大阀的主要权原因，浅一般是弱注浆机妄有效喷绒射半径排与成桩贿不匹配侦，注浆缴量大大牛超过旋晶喷固结全所需的读浆量所旨致，宜毫采取措耍施为照：依①豪提高旋由喷压力尼（喷浆勉量不变维）疑；休②睁适当缩泊小喷嘴狂直径（嘴旋喷压凶力不变户）村；乘③代加快提贡升和旋参转速度斜。恩5.2沸.饺3米桩体成猛形控制蚁固结桩我体的形维状，可疼以通过悼调节旋妹喷压力老和注浆郑量、改楚变喷嘴双移动方绳向和提抢升速度这予以控早制。考泽虑到深该层部位贞的成形哥，在底径部喷射明时，加兵大喷射默压力，吓做重复彩旋喷或袜降低喷晓嘴的旋幻转、提习升速度珍，而且拴针对不承同土层仍（硬土梯）可适估当加大常压力，陈使固结磁体达到毅匀质，徐满足强盈度要求慕，保证享成桩直附径。灭5.2顺.处4叨防止串略孔的措怜施垒在施工腾过程中侮，钻机然应间隔见开孔旋冲喷；在怠高压缩达土层应其适当减查小喷浆教压力；登加快提桥升速度谁和旋转撕速度。恶5.3帖这施工周虾期及劳衡动组织烧5.3谢.贷1遥施工周躺期（不表骗5.3高.1-煎1冈）切本工程月旋喷桩仁有效桩模长鹿为销3克m珍，钻需机帜2位4等小时作银业，一吹台钻机泰一天平佛均钻孔测旋唉喷业1和6梳根，每趴根桩施轻工周期态为畜1.5卸h良。缝表灾5.3港.1-盏1偏舒施工周痕期拴序视号妖脱窑钢话沾挽迷雪扯施工项列目贫苹插仓隆买必所需时辛间号弦先妄诱键备注桌1兼第邻碗篮哭考迁惰钻机就演位讯脑似垂浸薪1辅0mi午n国诵箱索2础框薯女娘跌轰偏隔旋喷成绕孔押病万嫂荣晴4店0mi缸n简利根据地片质和虚丰桩长度钻而定腐3伯庆佳颠全叫垫壤杯初喷水寨泥贩浆喇辆水蓄联愁10诊min吼旋烈4飞狭论桨亮荡始艺般复喷水胸泥仇浆省疤利谜给游20如min机5盗宗恒海茂沫晓父胜卸管移银架滚悉狱倡瞒窗1陈0mi税n鼻5.3突.辟2暮劳动组着织（舟表悦5.3班.2-或1姿）候木桥每个作活业弹面倾(剃一台钻里机蜜)锣需昂要胸某9株名人员贤，具体研工种分器配如下草表。顺表金5.3枯.2-抢1磨蛙劳动组外织添序锋号补梨真扬锐偏糠筹暑派衣云锤御工足种档洞低嘴闭峰睁走娘阅人吨数财宴1掀跌欺攻遗葡亏干复畜转疾医袍指挥人掉员擦观若摇甲疮村聪1剖2足勇碗顺长理看兔侵义友艺项技术人喊员泡信瓜疯型浇盆段1瞧3牵俱缝窜痛后配耍斑跌轮桃蒜专职安诵全岁员毅破段旗荷扫纽占1菌4仇榨传咽歇盼驰摘泰贸享地南旋喷机酬操作员手头傅迟章洲纱股侮1占5本疲码咬柜窑凑缎杆忆江诱叮注浆泵成操作隙手查痒法猜虚叠都暮1回6领也练私亩躁压谢凭边饰华倍搅拌机值司欧机恶粪擦渐帮衰慕晃1枯7去驼捕戏俭劲楚银诊喜筒主道混凝土盾工饮转垒恶炒情五盯1石8骄门络悄态岔厨露妹豆偿迅炭机械修兴理档工拳筑岸垄些选征值1罪9途蹲兰弟航亮州黄聚亏寿仗扎西杂振工旬符乓筝馒蕉学闷渴2层6怪材料与俗设备视表焦6-1啊新泳主要机禾具设备娱序维号翁蒜郑组古设备名雁称沉凑厦竭段型依号遵组妥荷墙单炒位汉屿开趋牙数趋量犁榆趟幻亮备注搅1棕脑锯训迹旋喷钻赴机涨牙XP温-2配0贵标准音型属甲度轿台惭省装毅2漫著恳巡钻孔旋前喷薯2馋顽遍原希高压注拴浆浙泵肝XP画R-3液5群R贞型砍取腹歼台孙壶映何划2旨制闲晴压浆动休力设备腥3取而咏穿岸柴油空租压尾机讽辆翠3m非3这/mi骡n季舒欣建采台忙互毯血誉2长拥话传提供高拖压风尺4冠乡董地徐灰浆搅选拌纹机拥布羡6m腾3酿/h帜做记浮血蹈台如愚伍拔漫2合妻蛙水泥浆挠搅拌设羽备争5鞋腰匪利附钻临杆徐籍新军恒180浑0瞎标准回型沾惠勾锯根运龙档淡粪25酷湾博验旋转传落动设备孔6烛善连哥调注浆连事接钢谨管浑井趣φ捷15属朝燕库盗m取抓亲乎15主0搅遭昏注浆连抖接设备砍7远质量控乔制肆旋喷固添结体系糕在地表禁下直接镰形成，使属于隐负蔽工程枕，不能肤直接观惧察到旋窑喷桩体纹的质量漂，而围化岩的固扫结效果丘是采取帆本方案恋的最大逃风险，铃质量控藏制和实牙体检测求尤为重固要。水厨泥浆固敬结体需扮要具有蜘一定的截整体性喉和均匀麦性。桩族体倾斜胸度不得奉大教于况1.艘5街％，有肆效直径油、强度喊特性须慢符合设肯计要求恭。屡7.1悼捉通过试房验桩确栋定最佳戴配合比拔：在地侨质情况旁相同的先工程所跨在地试谊桩，通抓过试桩溪确定喷守射压力瞒、风压押、喷嘴奇直径、穴旋转提录升速度依、成桩窝直径、彩成桩强榨度等参型数，保所证成桩疑质量符崭合设计夏要求。牢7.2结至水泥浆填液的制脸作与控便制：拌翅制水泥爆浆不仅默要控制奇水泥用丰量，而蝇且要控趟制水泥饲浆的稠坝度（比戒重）。配灰浆搅宁拌时间论不少斯于削1擦5贫分钟，打超过初法凝时间烤的灰浆遥不得使络用。灰好浆须经盲过两道朵过滤网圈过滤，针以防止捡喷嘴发塑生堵塞享，抽入齐储浆桶牲内的灰质浆仍要舞不停地惑搅拌。倦7.坛3传泵压的冤设睡置氧:膛根据喷卷射机理堪，在钻渴杆下钻闹时采李用程10M曲p萍a猴的清水锻压力，除一方面需防止堵饲喷嘴，薪另一方级面对土居体进行蛮第一次菌喷射，苦使土体脂成为混盾合液，齐减小喷劈浆时土滨体的阻角力，以痒利于浆及液充分侦搅拌，替增加桩忙体的强齿度；喷乌浆采板用姐18M策p挺a谎的压力睁，泵压蝶小不易僻保证桩拉径。俭7.4妇苍强度检左测：为帖桩身强降度满足侮要求，宗用地质日钻机取遍芯检测否固结桩英体强度跟，无侧返限抗压饿强度大梳于确1.5所MP爷a槽。否则南，重新绵钻孔旋耽喷。浇7.无5董送浆与会钻进配歌合：司展泵与司煤钻密切蔬配合，炎并建立甚合理的流联络信扛号，司弄钻与司里泵均要色求熟知预施工工吹序及参唤数，要膝求钻进矮与送水框（灰浆伴）同步征，前后饲协同动轨作，一晴气呵成吴。司泵例随时注寻意泵压馒的调整结和异常前情况，侵送水与阀送浆切毅换迅速庄，保持荐送浆的塞连续，挑司钻注谎意钻进晌时的冒牵浆情况脏，一旦饱发现异档常，立坏即采取谊有效措夫施，这柏是成桩叉质量控恒制的关惹键，应约予以特功别注意睡。绢8珠安全措轮施透8.燕1跳施工前盐，应编星制详细里的安全迷技术交尼底，对睡旋喷桩斧施工的现危险源船进行亏识别，搁找出重涂大危险窜源。把裂安全控做制的重锯点告诉知作业人之员，落字实人员右进场前跨的安全葱教育，叼确保工猴程施工钳顺利进折行。叶8.写2铺施工现闯场有大切量电动短设备井，与应规范饶工地用北电安全锣，消除衣隐患。扑符合见《施工经现场临耍时用电乏安全技苹术规范面》们的规定瑞，加大旁对施工肢用电的泛检查力拣度，及李时发现馅，及时昆整改。氧8.3相遗正式开勒工前，评检查机冰具设备看和风、难水、电沾管路并枝试运转擦。查看体是否有撇漏风、嗽漏浆位凡置，防南止高压侵流体射放伤现场烛人员。席查看管悔路接头哲是否紧立闭，防霸止接头进脱落管特路跳动恶伤人。苗8.4秃品严格遵岔守各种绞机械操应作规程响，对压匠力设备妈进行必嗽要的围茅挡。欺9腰环保措撕施艘9.1畜妇旋喷水庭泥浆液青时，正沫常施工翅中冒浆线量较大废，要开嫂挖污水公池，集昼中排放司废水、由废液，追防止造健成大量爬农田污辜染和水诚系污染闹。浩9.2工艰施工人涉员的生按活垃圾争要集中马处理，皂不要随挥意丢弃甜，污染抱环境。央9.3汽朱工地现供场有一扭些原始类植被和题森林，庆施工中驳应尽可蚀能少砍婚伐树木付，保护滔现场的哀自然环周境。舞1迟0压效益分族析（似表概11-醒1缓）信浅埋隧烂道有很锣多采用柱明挖基享坑、暗说洞明作捧法施工线，与旋订喷桩地拼表加固忠围岩法哀施工，懂优劣比探较如下草：评表刺11-饥1挂勒明挖基夫坑与旋戒喷桩加喝固方法瓶比较渡比较内惹容伍明挖基火坑法（灿暗洞明浩作）鼻旋喷桩泽加固法庸技术可帝行性疑可溜免赴行往可魔撒中行陪成本比可较幅成本高殊成本低椅质量控膊制难度衣容易控船制质量盾容易控这制质量