旋噴樁在隧道古沖溝土石分界面段施工中的應(yīng)用

韋小紅

摘要：陽(yáng)城隧道 1 號(hào)斜井（正洞）在古沖溝土石分界面地段施工過(guò)程中，因古沖溝段地質(zhì)變化頻繁，尤其在土石分界面地段，地質(zhì)軟硬不均，初期支護(hù)變形大，現(xiàn)場(chǎng)采用旋噴樁施工，解決了古沖溝段初支開裂變形、控制難度大，施工風(fēng)險(xiǎn)大等困難，并且安全質(zhì)量得到保證。

關(guān)鍵詞：旋噴樁；古沖溝；施工；安全

中圖分類號(hào)：U457.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2017）09-108-01

Abstract： Yangcheng Tunnel No. 1 inclined shaft （hole） in the paleogully section interface of stone and earth in the construction process， because Gu Chong ditch sectiongeologicalchangesfrequently，especiallyinearthrockinterfacearea，geologicalnon-uniform，initialsupportdeformation，thejetgroutingpileconstruction， solvethepaleogullysectionofinitialsupportcrackdeformation，difficulttocontrol，constructionrisksandotherdifficulties，safetyandqualityassurance.

Key words： rotary jet pile； ancient gully； construction； safety

1 項(xiàng)目概況

1.1 概述。陽(yáng)城隧道位于陜西省榆林市靖邊縣龍洲鄉(xiāng)雙城村附近，本項(xiàng)目為我單位增援項(xiàng)目，兄弟單位施工過(guò)程中因古沖溝砂質(zhì)新黃土富水砂層、掌子面及邊墻極易坍塌、流沙變形控制差等原因，進(jìn)度嚴(yán)重受阻，施 工進(jìn)度進(jìn)展緩慢。

1.2 工程概況。根據(jù)剩余施工任務(wù)及實(shí)際進(jìn)度指標(biāo)，我單位主要承擔(dān) 1 號(hào)斜井（DK244+377～DK245+455）860m 的正洞施工任務(wù)；其中，小里程方向 510m， 大里程方向 350m。 進(jìn)場(chǎng)前小里程方向掌子面施工至

DK244+888，大里程方向施工至DK245+095；任務(wù)范圍內(nèi)穿越三道古沖溝地質(zhì)，主要以含水全風(fēng)化砂巖及土砂互層為主，圍巖級(jí)別為 V、VI 級(jí)，最大埋深187m，最小埋深81m。

1.3 工程地質(zhì)水文情況

（1）工程地質(zhì)概況。施工至古沖溝土石界面時(shí)，掌子面揭示地層為砂質(zhì)新黃土，黃褐色，潮濕，稍密，薄層狀；粉砂，黃褐色，飽和，為富水砂層， 與土層呈互層狀，且圍巖變化頻繁，軟硬不均，應(yīng)力變化，結(jié)構(gòu)松散。

（2）水文地質(zhì)條件。地下水受下游麥家溝水庫(kù)（現(xiàn)已成淤積壩）人工蓄 水的影響，地下水位抬升。古沖溝內(nèi)沉積含水砂、土層，頂標(biāo)高 1305m，穩(wěn)定地下水標(biāo)高 1300m；下伏白堊系全風(fēng)化砂巖，含水，根據(jù)掌子面揭示及超前地質(zhì)鉆探和超前深孔泄水結(jié)果分析，進(jìn)口掌子面平均每天出水量約 240～

260m？，出口掌子面平均每天出水量約240～300m？，圍巖含水量大。

2 方案確定

隧道洞身掌子面施工至古沖溝土石分界面時(shí)，圍巖變化頻繁，軟硬不均，應(yīng)力變化，上臺(tái)階為富水厚層砂夾薄層土；中臺(tái)階為砂層夾塊石，下臺(tái)階為全風(fēng)化砂巖，結(jié)構(gòu)松散，開挖過(guò)程中兩側(cè)邊墻及；開挖后掌子面及邊 墻極易發(fā)生開裂變形，局部存在軟塑變形；初期支護(hù)沉降及收斂較大，控 制難度大。為確?，F(xiàn)場(chǎng)施工安全，保證施工進(jìn)度，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議討論決定，采 取旋噴樁對(duì)開挖面進(jìn)行加固。

3 旋噴樁施工方案

（1）旋噴樁布置。因掌子面圍巖極差，開挖后涌水涌水嚴(yán)重，造成初支沉降及變形大，根據(jù)實(shí)際情況，拱部150°采用超前水平旋噴樁加固，中，下臺(tái)階每榀拱架節(jié)點(diǎn)處設(shè)置一根斜向旋噴樁。由測(cè)量組放出布孔位置，樁徑600mm，樁間距為400mm，咬合200mm，外插角度3%～5%；中、下臺(tái)階每榀拱架節(jié)點(diǎn)處設(shè)置一根斜向旋噴樁，樁徑60cm，樁長(zhǎng)6m，內(nèi)插2根4m長(zhǎng) Φ32 螺紋鋼，與拱架及連接筋焊接牢固，旋噴樁與螺紋鋼角度斜向下

45°。

（2）掌子面試樁及參數(shù)確定。為了得到適用于本施工現(xiàn)場(chǎng)地層條件參 數(shù)，必須在掌子面做現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)鉆孔 2 個(gè)，鉆孔分別按掌子面加固樁樁設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行；水泥漿液采用 P.O42.5 普通硅酸鹽水泥，水灰比 1：1。通過(guò)試驗(yàn)取得水平旋噴樁其他工藝參數(shù)主要指漿壓、水灰比、噴嘴直徑、旋 噴速度、后退速度、固結(jié)直徑等。具體施工參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后再調(diào)整。

（3）施工準(zhǔn)備。施工準(zhǔn)備包括測(cè)量放樣，接通電源、水源，備好材料等， 主要是場(chǎng)地準(zhǔn)備。

①錨噴掌子面，旋噴前要對(duì)掌子面進(jìn)行網(wǎng)噴混凝土封閉加固，以防掌子面在旋噴過(guò)程中受壓坍塌。

②挖排漿溝，排漿溝斷面為30cm×30cm，與回收裝置連結(jié)。

③設(shè)備進(jìn)場(chǎng)檢查：檢查各類機(jī)械是否正常。

④測(cè)量放線：在隧道兩側(cè)測(cè)量放線定出兩個(gè)同一里程點(diǎn)，隧道軸線， 并在掌子面測(cè)量定出樁位，注意按設(shè)計(jì)預(yù)留沉降量，編好每個(gè)樁號(hào)，用鋼筋作好樁位標(biāo)志。

⑤鉆孔旋噴機(jī)就位。鉆孔旋噴機(jī)安裝在軌道上后，沿軌道左右兩側(cè)移 動(dòng)，將軌道壓實(shí)。壓實(shí)過(guò)程中用水準(zhǔn)儀校正軌頂高程，據(jù)觀察結(jié)果處理基底，使左右軌道面保持水平，然后停放在需鉆孔的前方。

（4）制備漿液。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(guò)程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量漿液比重，每孔高噴灌漿結(jié)束 后要統(tǒng)計(jì)該孔的材料用量。漿液用高速攪拌機(jī)攪制，拌制漿液必須連續(xù)均 勻，攪拌時(shí)間不小于 3 分鐘，一次攪拌使用時(shí)間亦控制在 4h 以內(nèi)。

（5）鉆進(jìn)。啟動(dòng)旋噴鉆機(jī)，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)：鉆進(jìn)中為冷卻鉆頭，減少阻力，要保持護(hù)壁漿液壓力1.0-2.0MPa，防止在鉆進(jìn)過(guò)程中，砂石堵住噴嘴，預(yù)防卡鉆、粘鉆及成孔質(zhì)量，保證鉆孔順利進(jìn)行。

（6）旋噴作業(yè)

①鉆進(jìn)中到設(shè)計(jì)深度后開始旋噴。為了保證端頭旋噴質(zhì)量，先原位旋噴0.5min，然后再開始后退，后退時(shí)旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整到20r/min。

②旋噴前 5m 時(shí)， 后退速度保持在 15 ～18cm/min， 以后可升到

20cm/min，回抽速度要經(jīng)常測(cè)量校正。

③需卸管時(shí)動(dòng)作要快，并要先停止回抽，旋轉(zhuǎn) 5 圈停止送漿后再卸， 卸管后要盡快進(jìn)管與前端連接，恢復(fù)給漿后先旋轉(zhuǎn) 5 圈后再回抽。

（7）沖洗鉆具管路。待旋噴完一孔后，用清水清洗高壓泵及輸漿管路， 等噴嘴噴出清水后再停止。

（8）廢漿液處理。為防止廢漿液泡軟拱腳及掌子面，在工作平臺(tái)前端及中央開挖一排漿溝，使?jié){液流到下臺(tái)階儲(chǔ)漿桶拉出現(xiàn)場(chǎng)按規(guī)定處理。

4 旋噴樁施工優(yōu)點(diǎn)及實(shí)施效果

4.1 旋噴樁具有以下特點(diǎn)

（1）強(qiáng)度高，因?yàn)樵诟邏盒龂娺^(guò)程中，使土體與水泥漿充分混合，從而形成一種水泥土復(fù)合體。

（2）均勻性，在成樁過(guò)程中，高壓水泥漿噴射流，可以將較大的塊狀土體 破碎，使其充分與水泥漿液混合，形成水泥漿液與土體較均勻的混合體。

（3）適用性強(qiáng)。在粘土、雜填土、粉細(xì)沙、流砂地層均可施作旋噴樁施 工且可保證成樁以及咬合效果。

4.2 施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

（1）根據(jù)開挖面揭示：土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌希z結(jié)硬化后形成 直徑比較均勻，具有一定強(qiáng)度的樁體，從而使地層得到有效加固；

（2）當(dāng)旋噴樁相互咬接后，便在隧道拱頂及周邊形成封閉的水平旋噴 帷幕體效果良好，起到防水效果；

（3）現(xiàn)場(chǎng)水平旋噴樁施工后達(dá)到改良土體加強(qiáng)效應(yīng)，能夠起到防流 沙、抗變形、防滲透的作用；

旋噴樁在隧道施工中，最終達(dá)到“改良地層，控制變形；形成隔離，抑制水患；綜合治理，保障施工安全”目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]淺議高壓旋噴樁止水帷幕的施工質(zhì)量控制[J].張兵.四川建材.2012（05）.