富水粉細沙地區(qū)臨近既有線施工加固技術(shù)

王勇

摘要：隨著我國高速鐵路建設(shè)的快速進行，不可避免的會涉及到臨近既有線施工。如何保證既有線的行車安全，對既有線的防護加固處理顯得尤為重要。本文結(jié)合新通客專項目工程特點，就富水粉細沙地區(qū)臨近既有線施工加固技術(shù)措施進行說明，希望為以后此類施工提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：臨近既有線；富水粉細沙；加固

1 工程概況

甘旗卡站為大鄭線上的中間站，本次新通客專施工要求增建旅客地道及行包地道各一座，于1、2、3站臺增加通道出入口，地道底距既有線軌面7m。

2 工程特性

甘旗卡站區(qū)主要地質(zhì)情況為粉細沙。地下水位約為2.0～3.2m，且地下水豐富，地層顆粒粒徑非常小，透水性極強，無擾動時相對穩(wěn)定，有微弱動水時極易造成既有邊坡失穩(wěn)，屬于富水地區(qū)特性。

3 加固方案

本工程在甘旗卡站內(nèi)，屬于臨近既有線施工，在保證既有線行車安全以及人身安全的情況下，需對既有線邊的基坑進行防護加固。

3.1方案的選取

傳統(tǒng)的加固方式有拉森鋼板樁、鉆孔圍護樁、旋噴樁、圍堰等施工加固方法。但本項目地質(zhì)特殊，地層含水量大，地層顆粒粒徑非常小。

采用拉森鋼板樁，大型振動設(shè)備施工時不但對既有穩(wěn)定的粉細沙基礎(chǔ)擾動大且極易造成臨近既有線軌道幾何尺寸變化致使行車安全隱患大，同時大型振動設(shè)備作業(yè)會長時間侵入限界而影響列車正常通行而不經(jīng)濟；采用鉆孔圍護樁止水效果差，滲水帶走粉細沙顆粒致使既有路基基礎(chǔ)失穩(wěn)導(dǎo)致失去加固效果；采用旋噴樁雖然止水效果不錯，但是樁身不利于承受列車通過時產(chǎn)生的水平（或側(cè)向）分力動荷載，樁身易失穩(wěn)致使既有線道床坍塌影響列車正常通行。

根據(jù)以上的分析，采用傳統(tǒng)的單一的加固方式很難滿足本工程的實際需要。為保證施工期間列車安全有序通行，結(jié)合本項目因地下水位高且地道基坑開挖深、既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)凈空低等特點，選用鉆孔防護樁+高壓旋噴樁止水帷幕+井點降水的復(fù)合加固方式進行防護。

3.2具體方案

本方案具體分三步進行施工：

第一步：施工鉆孔防護樁，防護樁樁徑1.25m，間距1.25m，鉆孔樁的樁長大于必須在工作坑的開挖深度3.0m以上。

第二步：鉆孔防護樁施工完成后，在鉆孔防護樁外側(cè)靠近既有線側(cè)立即施工雙排高壓旋噴樁止水帷幕，高壓旋噴樁樁徑0.5m，樁間距0.4m；樁長比鉆孔防護樁長1m。

第三步：井點降水。降水井管徑0.4m，間距4m，深度在高壓旋噴樁以下。

4 施工方法

4.1鉆孔樁施工

鉆孔樁的總體施工采用正循環(huán)法泥漿護壁成孔，反循環(huán)清孔，汽車吊安裝鋼筋籠，導(dǎo)管法灌注水下砼成樁。

（1）機具選擇

根據(jù)地質(zhì)情況和對既有線的影響情況選用對地層擾動較小GPS-10型回旋鉆機鉆孔。

⑵護筒制作及埋設(shè)

護筒采用鋼護筒，內(nèi)徑比設(shè)計樁徑大30cm，每節(jié)長度1.5m，用5mm鋼板制作。

在測量對精確樁位放樣后，人工開挖埋設(shè)護筒，埋設(shè)好的護筒中心與樁位偏差不大于5cm，護筒傾斜不大于1%，護筒頂面高出施工水位或地下水位2m，并高出施工地面0.5m，其高度應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求。

⑶鉆機就位、鉆進

鉆機就位后，將鉆架調(diào)平，使鉆架四角水平；再次精確對中，確保在自重狀態(tài)下鉆桿中心、鉆盤中心與樁位中心在同一鉛垂線上，誤差不超過1cm。在鉆進過程中，如有傾斜或位移，應(yīng)及時糾正，保證成孔傾斜度不超過1%。

開始鉆進時，采用小壓力低檔慢速鉆進，至護筒底下3m時，再按土質(zhì)以正常速度鉆進。在整個鉆進過程中，均應(yīng)使鉆桿受拉維持垂直狀態(tài)，使鉆頭回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，避受斜孔和擴孔。由于地質(zhì)的原因，鉆進過程中需保持較高的泥漿比重，有效的防止坍孔和擴孔，保證樁身質(zhì)量。

⑷成孔檢測

成孔后檢測孔位、孔深、孔徑、垂直度、泥漿比重、沉渣厚度等數(shù)據(jù)，滿足標準要求后才能下鋼筋籠。

⑸鋼筋籠制作及安裝

鋼筋籠采用人工輔助汽車吊安裝。鋼筋籠在加工場綁扎成型后運到現(xiàn)場分節(jié)組裝，鋼筋籠的尺寸、綁扎、焊接應(yīng)符合施工圖紙和技術(shù)規(guī)范要求，鋼筋籠節(jié)與節(jié)之間采用單面焊，接頭之間相互錯接大于35d，使同一截面內(nèi)接頭數(shù)量不超過鋼筋總數(shù)量的50%，搭接長度不小于10d。在安裝前，重新檢查沉渣厚度，如不滿足要求則需要二次清孔至滿足要求后方可下鋼筋籠。

⑹灌注水下砼

水下砼使用內(nèi)徑30cm鋼導(dǎo)管灌注，接口連接嚴密、牢固，在使用前先試拼，并進行水密承壓試驗，試驗合格后才能使用。根據(jù)鉆架標高和樁底標高計算導(dǎo)管長度，確保導(dǎo)管底至樁孔底間距40cm左右。導(dǎo)管吊入下沉?xí)r，應(yīng)保持位置居中。

待清孔至沉淀厚度符合要求后立即灌注水下砼，計算首批砼灌注的數(shù)量，確保導(dǎo)管埋深大于1m。在首批砼灌注后立即測砼面深度，導(dǎo)管埋深大于1m后繼續(xù)灌注砼

在灌注過程中，經(jīng)常測量孔內(nèi)砼面深度及時調(diào)整導(dǎo)管埋深，控制導(dǎo)管埋深2～6m。在灌注中，注意保持孔內(nèi)水頭，以免坍孔。在灌注砼還有3m左右深度時，為保證頂面砼的密實度，應(yīng)逐步提升導(dǎo)管頂。

砼需連續(xù)灌注，盡量縮短灌注時間。砼灌注時需比設(shè)計標高超灌0.5～1m，以保證有效樁身砼密實。

4.2高壓旋噴樁止水帷幕

防護樁施工完成后，施工高壓旋噴樁。施工時采用旋噴樁機鉆孔，旋噴樁機、噴漿管、泥漿泵配合噴漿。

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)施工規(guī)范》，在沙土中，注漿壓力宜為0.2～0.5Mpa，本地區(qū)為沙性土，注漿壓力采用0.2～0.5Mpa。

⑴鉆機定位。移動旋噴樁機到指定樁位，將鉆頭對準孔位中心，同時調(diào)平鉆機，放置平穩(wěn)、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1%。就位后，首先進行低壓射水試驗，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。

⑵制備水泥漿。樁機移位時，即開始按設(shè)計確定的配合比拌制水泥漿。首先將水加入攪拌桶中，再按比例的將水泥和外摻劑倒入，開動攪拌機攪拌10～20分鐘，而后擰開攪拌桶底部閥門，放入第一道篩網(wǎng)（孔徑為0.8mm），過濾后流入漿液池，然后通過泥漿泵抽進第二道過濾網(wǎng)（孔徑為0.8mm），第二次過濾后流入漿液桶中，待壓漿時使用。

⑶插管。采用旋噴注漿管進行鉆孔時，鉆孔和插管兩道工序可合并成一道。當(dāng)使用旋噴樁機鉆孔貫入土中時，可借助旋噴注漿管本身的噴射或振動貫入。

⑷提升噴漿管、攪拌。噴漿管下沉到達設(shè)計深度后，停止鉆進，旋轉(zhuǎn)不停，高壓泥漿泵壓力增到0.2～0.5Mpa時，坐底噴漿30s，然后邊噴漿，邊旋轉(zhuǎn)，同時嚴格按照設(shè)計和試樁確定的提升速度提升鉆桿。在達到設(shè)計深度后，接通高壓水管、空壓管，開動高壓清水泵、泥漿泵、空壓機和鉆機進行旋轉(zhuǎn)，并用儀表控制壓力、流量和風(fēng)量，分別達到預(yù)定數(shù)值時開始提升，繼續(xù)旋噴和提升，直至達到預(yù)期的加固高度后停止。

⑸樁頭部分處理。當(dāng)旋噴管提升接近樁頂時，從樁頂以下1.0m開始，慢速提升旋噴，旋噴一定時間，再向上慢速提升0.5m，直至停漿面，樁頂和樁底宜復(fù)噴。

⑹清洗。向漿液罐中注入適量清水，開啟高壓泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈。并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈。

⑺移位。移動樁機進行下一根樁的施工。

⑻補漿。噴射注漿作業(yè)完成后，由于漿液的析水作用，一般有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴，要及時用水灰比為1：1的水泥漿補灌。

4.3井點降水

高壓旋噴樁止水帷幕施工完成后，進行井點降水施工，施工時采用正循環(huán)法泥漿護壁成孔，反循環(huán)清孔，汽車吊安裝井管，高揚程潛水泵抽排地下水以降低基坑地下水位。

降水施工采用深井降水，降低地下水水位，保證施工時不受地下水影響。

⑴進點施工采用循環(huán)鉆成孔，孔徑為700mm，施工方法與回旋轉(zhuǎn)機鉆孔相同，成孔后立即清孔，并安裝井管，井管的慮管位置放在含水層的適當(dāng)位置。并在井管與井壁之間填充碎石濾料，回填礫料具有一定的磨圓度，含泥量≤3%，回填時各方向填料速度應(yīng)均勻進行，避免造成管位偏移。

⑵安裝水泵前，用壓縮空氣洗井法清洗濾井，沖除沉渣，直到管內(nèi)排出的水由渾變清，達到正常出水量為止。在洗井后濾料下沉需及時補充濾料，實際填料量不小于理論計算量的95%。

⑶采用潛水泵將地下水排到排水溝，水泵安裝后，對水泵本身和控制系統(tǒng)做全面細致的檢查。滿足要求后轉(zhuǎn)入正常工作。

⑷降水時，注意觀測井中地下水位變化，做好詳細記錄，檢測出水含沙量以保證出水不出沙，在降水深度和時間盡量少降水，滿足施工需要即可，避免抽空基底。

⑸施工完成后停止降水，用級配碎石將管井填充密實。

5 取得的效果

甘旗卡站增設(shè)地道采用鉆孔防護樁+高壓旋噴樁止水帷幕+井點降水的復(fù)合加固方式對既有鐵路進行防護，保證了施工期間既有線行車安全，保證了施工節(jié)點工期的完成，保證了地道施工時的安全與質(zhì)量，得到業(yè)主的好評。

6結(jié)束語

臨近既有線施工對施工安全要求高、風(fēng)險大，給施工過程帶來很多不確定因素。因此，如何做好臨近既有線施工安全防護措施是重中之重。本文闡述了新通客專甘旗卡站增設(shè)地道工程的臨近既有線加固防護措施，希望對今后類似工程的施工提供一定的參考。

參考文獻

[1] 中國鐵路總公司.（Q/CR 9603-2015）《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程》北京：中國鐵道出版社，2016：49

[2] 中國鐵路總公司.（Q/CR 9212-2015）《鐵路橋梁鉆孔樁施工技術(shù)規(guī)程》北京：中國鐵道出版社，2015：26

[3] 中國鐵路總公司.（Q/CR 9602-2015）《高速鐵路路基工程施工技術(shù)規(guī)程》北京：中國鐵道出版社，2016：45

[4]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工規(guī)范》（GB51004-2015）

（作者單位：中鐵二十四局集團南昌鐵路工程有限公司）