地鐵盾構(gòu)始發(fā)端頭地層旋噴加固施工技術(shù)

姚念軍

摘要：文章通過西安地鐵某站盾構(gòu)始發(fā)端頭地層旋噴加固施工，闡述了單管旋噴注漿法加固地層施工技術(shù)在地鐵施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地鐵施工；盾構(gòu)始發(fā)端頭；地層旋噴加固；單管旋噴注漿法；工程地質(zhì)；水文地質(zhì) 文獻標識碼：A

中圖分類號：U455 文章編號：1009-2374（2015）23-0113-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.058

1 概述

西安地鐵某車站為地下兩層島式車站，盾構(gòu)始發(fā)端頭位于勞動路站西端，為了保證盾構(gòu)始發(fā)時盾構(gòu)井土體的穩(wěn)定，此處采用旋噴樁對地層進行加固。

2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)

2.1 工程地質(zhì)

工程所在地為皂河二級階地，根據(jù)地質(zhì)鉆探揭露，地基土的組成自上而下為：人工填土；晚更新統(tǒng)風(fēng)積新黃土、殘積古土壤；晚更新世及中更新統(tǒng)沖積粉質(zhì)黏土及砂類土等。

2.2 水文地質(zhì)

車站淺部主要地層為第四系晚更新統(tǒng)風(fēng)、殘積和沖、洪積層。地下水穩(wěn)定水位埋深約9.5～10.3m，穩(wěn)定地下水標高為390.71～391.52m。豐水期（10～3月）間，地下水位會有所上升；旱季期間，地下水位會有所下降，水位年變化幅度約2m。地下水位主要為第四系空隙潛水，第四系空隙潛水補給源主要為大氣降水、地下徑流與生活排污滲入補給。地下水流向為自南向北。

3 設(shè)計與施工參數(shù)

盾構(gòu)始發(fā)井處地層采取梅花形布置的Φ800@600旋噴樁進行土體加固。加固范圍：長6m，寬為左右線邊線外側(cè)各3m之間的范圍，加固深度范圍為隧道頂3m及隧道底3m。旋噴樁的主要工程數(shù)量為實樁4416m、空樁1840m。如圖1所示：

4 施工工藝和施工方法

4.1 旋噴樁施工工藝流程

旋噴樁施工工藝流程圖如圖2所示：

4.2 施工方法

4.2.1 清理場地。采用人力或機械平整場地，并挖好排污池及排污溝，采用明顯標志放出樁點。

4.2.2 鉆機就位。移動鉆機到設(shè)計孔位，調(diào)整好鉆機的垂直度，使鉆頭對準樁點，為防止鉆桿傾斜，可加重鉆桿的底部重量，并在鉆進過程中用水平尺隨時進行檢查。

4.2.3 射水試驗。鉆機就位后進行低壓射水試驗，壓力控制在0.5MPa，以檢查噴嘴是否暢通。

4.2.4 鉆孔。（1）鉆進。將已調(diào)試好的鉆機，移至設(shè)計孔位，并調(diào)整好垂直度，使鉆頭對準設(shè)計樁位中心。射水試驗合格后，即可開鉆；（2）鉆孔前應(yīng)先調(diào)試鉆機、泥漿泵，讓設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。校驗鉆桿長度，確?？椎讟烁邼M足設(shè)計深度；（3）采用比重為1.2～1.3的護壁泥漿；（4）應(yīng)對鉆孔垂直度進行檢查，保證成孔偏斜率控制在1%以內(nèi)；（5）鉆孔過程中做好鉆孔記錄，保證鉆孔深度，以指導(dǎo)后期注漿施工參數(shù)。

4.2.5 制漿。（1）采用合格的42.5號普通硅酸鹽水泥、自來水，按選定的配合比進行配制；（2）按確定的配合比，首先將水加入桶內(nèi)，再加入水泥，開動攪拌機拌合10～20min，經(jīng)過濾網(wǎng)流入泥漿地，再用泥漿泵抽進過濾篩，進行第二次過濾，之后流入泥漿桶的漿液經(jīng)高壓泵加壓，再用高壓管送至鉆機進行旋噴。

4.2.6 旋噴。

第一，主要技術(shù)參數(shù)：漿液壓力大于20MPa，漿液比重1.3～1.49，旋轉(zhuǎn)速度以20r/min為宜，提升速度0.2～0.25m/min，噴嘴直徑2～4mm。高壓泥漿泵壓力大于20MPa。注漿管外徑42mm。噴嘴直徑4mm。高壓膠管直徑19mm。提升速度200～250mm/min。漿液材料及配比42.5#普硅水泥，水灰比1∶1。

第二，旋噴作業(yè)：（1）成孔到達設(shè)計深度后，用噴射注漿管插入預(yù)定位置。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，需要邊射水邊插管，水壓控制在1MPa以內(nèi)，避免壓力過大，將孔壁射穿。高壓水噴嘴要用塑料布包裹好，避免泥土進入管內(nèi)；（2）注漿應(yīng)自下而上、均勻提升，注漿過程中應(yīng)保證注漿量和注漿壓力符合設(shè)計要求，確保管路筒的密封和暢通；（3）漿液應(yīng)進行嚴格的過濾，防止噴射作業(yè)時堵塞，漿液水灰比為1∶（1～1.5），并根據(jù)實際情況調(diào)整；（4）經(jīng)常用比重計測試漿液密度，當密度指標超標時，應(yīng)立即停止噴注，并調(diào)整密度后進行繼續(xù)噴射；（5）噴射過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查泥漿泵的壓力、鉆機鉆速、漿液流量，當冒漿量超過注漿量的20%時，需提高注漿壓力或復(fù)噴進行處理。如果不冒漿，則通過減緩提升速度或加大注漿量進行處理；（6）在噴射作業(yè)完成后應(yīng)采用靜壓注漿，用漿液把孔注滿，并將冒漿回灌至孔內(nèi)，直到漿液面穩(wěn)定為止；（7）地層加固范圍和加

固深度應(yīng)滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

第三，拆除鉆桿：在旋轉(zhuǎn)過程中，當?shù)谝桓@桿提出地面后，立刻停止壓漿，待壓力下降后，應(yīng)迅速拆除鉆桿。在提升到設(shè)計樁頂標高時，為避免漿液與土在拌合機混合后出現(xiàn)漿液出現(xiàn)縮水而造成旋噴樁頂部凹穴，需進行1～2mm的低壓補噴。

4.2.7 沖洗。補噴完成后，進行低壓射水沖洗鉆桿和噴嘴后，方可移動鉆機。

4.2.8 移開鉆機。當一根樁旋噴完畢后，就可移開鉆機，進行下一根樁的旋噴作業(yè)。

4.3 試樁

在正式施工前需要先進行試樁，并采取鉆孔取芯的方法對旋噴效果進行檢驗。同時根據(jù)旋噴記錄，估算旋噴樁的半徑等參數(shù)是否滿足設(shè)計要求，如不能滿足要求則需要從相關(guān)工藝和參數(shù)上加以調(diào)整改進。

4.4 在操作過程中需要注意的事項

4.4.1 根據(jù)設(shè)計樁位進行放樣定位，樁位中心誤差不得大于5cm。

4.4.2 鉆機或噴射機組就位后，應(yīng)使立軸或轉(zhuǎn)盤與孔位中心對正，且成孔偏斜率不大于1%。

4.4.3 采用射水成孔時，應(yīng)用低壓（小于2MPa）水流將噴管送至設(shè)計孔深后可進行高壓噴射注漿施工。endprint

4.4.4 在旋噴樁施工區(qū)最外圍的一排樁采用1、5、9……間隔跳打的方法進行施工，圍內(nèi)部采用不跳樁按次序施工。

4.4.5 中間發(fā)生故障時，應(yīng)停止提升和噴射以防樁體中斷，同時立即進行檢查并排除故障，如發(fā)生漿液噴射不足而影響樁體的設(shè)計直徑，還應(yīng)進行復(fù)噴。

4.4.6 水泥漿液應(yīng)進行嚴格的過濾，防止噴射作業(yè)時發(fā)生堵塞。

4.4.7 應(yīng)定期測試水泥漿液密度。漿液水灰比為1∶1時，其相應(yīng)漿液密度為1.5g/cm3，當施工中漿液密度超出上述指標時，應(yīng)立即停止噴注，并調(diào)整至上述正常范圍后方可繼續(xù)噴射。

5 質(zhì)量控制措施

（1）做好施工前的技術(shù)交底工作，并切實加強材料的管理，嚴格按照施工參數(shù)及有關(guān)規(guī)范進行施工，并做好注漿施工記錄及把好質(zhì)量關(guān)；（2）旋噴前應(yīng)該檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，確保注漿壓力與流量滿足設(shè)計要求；（3）施工前應(yīng)先施工一組試樁（三根），以確定具體的施工參數(shù)。鉆孔傾斜度不得大于1%，樁定位偏差應(yīng)≤5cm，以防止帷幕產(chǎn)生開叉而漏水；（4）在地層深層旋噴時，應(yīng)先噴漿后旋轉(zhuǎn)提升，以防止?jié){管被扭斷。噴射注漿過程中，如發(fā)現(xiàn)孔口冒漿過大或過小，應(yīng)分析原因并采取相應(yīng)對策，以確保成樁質(zhì)量。鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不中斷。在旋噴過程中應(yīng)防止水泥漿沉淀而導(dǎo)致漿液濃度降低；（5）在施工噴漿過程中，通過卸管來清理管內(nèi)的障礙物處理堵管現(xiàn)象，并在重新開始旋噴時與原樁頭搭接長度應(yīng)不少于0.3m；（6）注漿材料不能受潮或變質(zhì)，不用結(jié)塊或過期的水泥；（7）攪拌水泥漿時，水灰比需滿足設(shè)計要求，水灰比不得隨意更改；（8）高壓膠管承壓能力不得小于使用壓力范圍，且為了防止高壓膠管破裂，使用時膠管的屈彎度不得小于規(guī)定的彎曲半徑；（9）在插管和噴射作業(yè)過程中要防止噴嘴堵塞，并且要在安裝和拆卸管件時動作要迅速；（10）噴漿過程中要做好壓力、水泥用量等方面的測試工作，并逐項進行記錄完整。

6 結(jié)語

地鐵盾構(gòu)始發(fā)端頭地層加固質(zhì)量影響到盾構(gòu)始發(fā)質(zhì)量和安全，應(yīng)引起高度重視，通過西安地鐵某站盾構(gòu)始發(fā)端頭地層旋噴加固施工，推廣單管旋噴注漿法加固地層施工技術(shù)在地鐵施工中的應(yīng)用。

參考文獻

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint