高壓旋噴樁緊鄰既有鐵路施工技術(shù)探究

摘要：高壓旋噴樁技術(shù)的應(yīng)用中，發(fā)揮過(guò)高壓旋轉(zhuǎn)噴嘴的作用將水泥砂漿在壓力的作用下噴入到涂層中，與土體之間結(jié)合，采用這種連續(xù)性搭接的方式構(gòu)成加固結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行緊鄰既有鐵路施工的過(guò)程中，由于存在較高的風(fēng)險(xiǎn)性，所以在選擇基礎(chǔ)處理技術(shù)時(shí)要保證科學(xué)性和合理性，維護(hù)施工安全。本文著重于研究高壓旋噴樁緊鄰既有鐵路施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高壓旋噴樁；鐵路；施工

攪拌施工的過(guò)程中，將噴漿管持續(xù)下沉，達(dá)到設(shè)計(jì)深度要求為止，此時(shí)不再持續(xù)鉆進(jìn)，但是要保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)樁底噴漿的過(guò)程中持續(xù)30秒鐘之后實(shí)施旋噴施工，旋轉(zhuǎn)的速度要不斷提升。對(duì)旋噴管進(jìn)行拆卸的過(guò)程中，要保證短時(shí)間內(nèi)完成，當(dāng)預(yù)期高度符合要求后停止。在處理樁頭部分時(shí)，當(dāng)與樁頂接近時(shí)速度要持續(xù)降低，經(jīng)過(guò)幾秒鐘的旋噴之后，速度逐漸提升，達(dá)到樁頂之后停止?jié){面。

一、施工中高壓旋噴樁技術(shù)的重要性

在鐵路施工的過(guò)程中應(yīng)用高壓旋噴樁技術(shù)，鉆機(jī)是主要的設(shè)備。先對(duì)鉆機(jī)確定好位置，落實(shí)到實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，所選擇的孔位要合適，然后將小木樁打入到樁位上，保證處于中心位置，將相應(yīng)的標(biāo)記做好，將旋噴樁機(jī)定位，向孔位中心打入鉆孔，對(duì)其平整放置，垂直度偏差不能超過(guò)1.5%，當(dāng)完全就位后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段，這個(gè)環(huán)節(jié)是射水實(shí)驗(yàn)，所要達(dá)到的目標(biāo)是保證噴嘴順暢，使壓力維持正常狀態(tài)。進(jìn)入制漿環(huán)節(jié)，對(duì)水泥漿需要按照規(guī)定的比例拌制，保證水泥與水灰之間的比例是1∶1，經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾后，有用的漿液就會(huì)流入進(jìn)漿液桶中，在壓漿時(shí)可以使用。在鉆孔施工過(guò)程中，將鉆機(jī)開啟的同時(shí)還要輸送清水，確保樁底設(shè)計(jì)的標(biāo)高符合有關(guān)規(guī)定。

二、高壓旋噴樁緊鄰既有鐵路施工技術(shù)

（一）試樁以及參數(shù)的確定

每一個(gè)施工地點(diǎn)都要將試驗(yàn)工藝樁打下且不能低于3個(gè)，檢驗(yàn)設(shè)備性能的同時(shí)還要檢驗(yàn)施工過(guò)程中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，其中所涵蓋的內(nèi)容包括灰漿的粘度、鉆進(jìn)的速度以及提升的速度等，還要對(duì)加固土特點(diǎn)進(jìn)行分析，明確單樁承載的要求，確定摻入的水泥量。

（二）放樣測(cè)量以及鉆機(jī)的放置

從事測(cè)量工作的人員要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，分析平面圖的坐標(biāo)以及布置情況，在施工段落進(jìn)行布樁，對(duì)樁位進(jìn)行標(biāo)注要選擇紅色小木樁頭，樁之間會(huì)存在誤差，但是要控制在50mm以內(nèi)，對(duì)布樁進(jìn)行自檢，各項(xiàng)指標(biāo)合格后通知工程監(jiān)理師到施工現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，各項(xiàng)指標(biāo)合格后才能進(jìn)行下一個(gè)施工環(huán)節(jié)。將攪拌設(shè)備運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行安裝并調(diào)試，確保各項(xiàng)性能符合要求，計(jì)量設(shè)備正常、壓力正常、運(yùn)轉(zhuǎn)速度符合要求等。將鉆機(jī)安置好之后，鉆頭的中心要與標(biāo)志樁位對(duì)準(zhǔn)，然后對(duì)鉆桿進(jìn)行雙向調(diào)平，對(duì)中調(diào)整后進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)平。

（三）使用鉆機(jī)技術(shù)

在每臺(tái)鉆機(jī)啟動(dòng)前，技術(shù)人員都需要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，用尺測(cè)量鉆桿的總體長(zhǎng)度，按照樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)高以及樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算下鉆節(jié)數(shù)，還要根據(jù)原地面的標(biāo)高進(jìn)行計(jì)算，在鉆桿的最后一節(jié)上將結(jié)束下鉆所在位置標(biāo)出。將鉆孔的目標(biāo)設(shè)置好，注漿管深入的位置也要設(shè)置好，在鉆孔時(shí)要使用旋轉(zhuǎn)單管法鉆機(jī)。

（四）復(fù)攪技術(shù)與旋噴技術(shù)

當(dāng)達(dá)到規(guī)定的深度后要對(duì)回流的閥門適度調(diào)整，導(dǎo)致旋噴罐中的壓強(qiáng)與預(yù)定值相符合，當(dāng)水泥漿到達(dá)噴嘴之后，詳細(xì)檢驗(yàn)噴射的具體方向，采用擺動(dòng)角度的檢驗(yàn)方式，確定各項(xiàng)指標(biāo)合格，調(diào)節(jié)工作臺(tái)和閥門油泵，將旋轉(zhuǎn)的速度控制好，在規(guī)定的范圍內(nèi)開展旋噴工作和提桿工作，成樁是從下至上實(shí)施的，在低于1m的范圍內(nèi)，樁頭進(jìn)行提鉆復(fù)噴時(shí)使用1檔，速度最慢，逐漸提升，井噴一次使得樁體的密實(shí)程度加強(qiáng)。由于在不足1m的范圍之內(nèi)需要承受的荷載很大，通過(guò)加強(qiáng)樁體質(zhì)量，有助于樁體更好地發(fā)揮承載力。當(dāng)噴漿施工完成后對(duì)注漿孔進(jìn)行二次回灌，防止旋噴樁體由于固結(jié)的水泥漿導(dǎo)致頂部凹面產(chǎn)生樁頂標(biāo)高與實(shí)際要求不符合，當(dāng)進(jìn)入到施工環(huán)節(jié)，樁的均勻程度以及樁徑會(huì)受到各種因素的影響，例如旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的速度、旋噴中產(chǎn)生的壓力、使用的水泥參數(shù)，水灰比變化情況等。所以，需要檢查一系列參數(shù)，查看是否與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)符合并詳細(xì)記錄，如果遇到故障要采用計(jì)量的方法排除。

（五）提管沖洗以及設(shè)備的移動(dòng)

當(dāng)噴射作業(yè)完成后，將吸漿管移送到水箱中，噴射操作在地面上進(jìn)行，將泥漿泵中的漿液以及注漿管中的漿液全部排除，防止有水泥殘存物滯留其中，對(duì)管路造成堵塞。將鉆機(jī)移動(dòng)到下一個(gè)孔位，確保樁與樁之間的咬合良好。在具體的操作中使用打一跳一的方法，確保間隔的時(shí)間為36個(gè)小時(shí)。鐵路噴樁施工流程如圖1所示。

三、高壓旋噴樁緊鄰既有鐵路施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

新建鐵路廣州樞紐東北貨車外繞線起自京廣鐵路江村編組站，止于廣深鐵路石灘站，線路經(jīng)疏解后引入既有石灘站并與廣深鐵路III、IV線接軌，正線全長(zhǎng)68.9km，改建廣深鐵路路基6.16km，同時(shí)新建仙村聯(lián)絡(luò)線路基2.45km。改建廣深鐵路、新建仙村聯(lián)絡(luò)線路基結(jié)構(gòu)形式為幫寬既有廣深I(lǐng)II線路基，路基一般填高2～6m，最大填高12m（高于既有路基約6.5m），位于廣深鐵路仙村—石灘區(qū)間。該區(qū)域位于珠江水系東江支流的西福河一級(jí)階地，地面標(biāo)高1.5～2.8m，軟土廣泛分布，既有路基采用粉噴樁地基加固，路基填料為中粗砂。

（一）高壓旋噴樁緊鄰既有鐵路施工技術(shù)分析

考慮施工機(jī)械高度原因，幫寬路基采用高壓旋噴樁進(jìn)行地基處理，旋噴樁樁徑0.6m，采用1.4m正三角形布置，樁長(zhǎng)5～12m，高壓水泥漿壓力不小于20MPa。

該段地層的軟土層處于飽和狀態(tài)，開挖深度一般超過(guò)1.2m即自然產(chǎn)生積水。區(qū)域內(nèi)主要軟土地層為三類，三種軟土層常交錯(cuò)互層分布：

1.0淤泥，灰黑色，流塑，含大量有機(jī)質(zhì)，局部含腐木，厚1.2～9.1m，平均標(biāo)貫擊數(shù)4.56擊，基本承載力40kPa。

2.0-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，灰黑色，流塑，主要以黏粒為主，含少量有機(jī)質(zhì)，局部含少量砂粒，厚1.0～10.1m，平均標(biāo)貫擊數(shù)3.6擊，基本承載力60kPa。

3.3-2粉砂，褐黃色，飽和，稍密，主要顆粒成分以石英為主，級(jí)配一般，厚1.0～3.5m，平均標(biāo)貫擊數(shù)12擊，基本承載力80kPa。

（二）施工中需要考慮的問(wèn)題以及采取的措施

由于旋噴樁施工時(shí)水泥漿壓力大、地下水位高，施工中容易產(chǎn)生地表隆起、地下水流失等現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致既有廣深線路基產(chǎn)生變形、移位等隱患。廣深鐵路是通往中國(guó)香港九龍的干線鐵路（其中廣深I(lǐng)、II線為160km時(shí)速動(dòng)車徑路），一旦發(fā)生線路變形引起線路停運(yùn)或降速將帶來(lái)嚴(yán)重的社會(huì)影響。

為保證營(yíng)業(yè)線路基安全快速施工，按照預(yù)定工期完成施工，通過(guò)地表及營(yíng)業(yè)線監(jiān)測(cè)、設(shè)置應(yīng)力釋放孔、優(yōu)化孔位施工順序等手段，保證工程順利進(jìn)行。

四、工程施工的注意事項(xiàng)

（一）做好環(huán)境施工前的清理工作

在施工前需要對(duì)施工區(qū)域占地環(huán)境全面清理，尤其要將區(qū)域內(nèi)的垃圾、雜物全部清除，避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)環(huán)境突變情況；避免現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中存在積水，防止對(duì)設(shè)備造成浸泡；對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、含水量等進(jìn)行提前檢測(cè)，防止影響樁鉆機(jī)的正常使用；對(duì)電力設(shè)備合理的防水設(shè)置，避免造成電路損壞影響正常使用；對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地下管線安全進(jìn)行保障，實(shí)施安全措施或者改道，保障管線正常運(yùn)行；對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的圍護(hù)進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，減少現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)概率，同時(shí)對(duì)滑坡、土面傾斜等進(jìn)行有效防護(hù)，保障工程安全。

（二）合理控制樁體的垂直方向

嚴(yán)格按照建造工學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，采取科學(xué)合理的測(cè)量方式，全面掌握垂直方向的樁體構(gòu)件參數(shù)，從而保障滿足樁體噴射條件，并合理控制成型范圍，避免出現(xiàn)偏移。在必要情況下，利用鉆桿對(duì)樁體的垂直方向進(jìn)行物理調(diào)整。

（三）合理控制水灰比和漿液顆粒粒徑

在漿液配置過(guò)程中，需要使用攪拌桶體積對(duì)具體的原材料的摻加量進(jìn)行合理控制，保障水灰比符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)對(duì)漿液顆粒粒徑大小進(jìn)行合理控制，避免粒徑過(guò)大對(duì)噴嘴造成堵塞?？梢栽O(shè)置兩道漿液過(guò)濾網(wǎng)片，以便對(duì)大粒徑顆粒過(guò)濾清除；利用二次攪拌配置漿液，確保漿液濃度符合施工要求。

（四）確保旋噴樁底達(dá)到持力層

在實(shí)際施工操作中，可以利用以下方式判斷旋噴樁底是否達(dá)到持力層：鉆機(jī)下鉆電流聲音瞬間提高；鉆機(jī)下鉆速度和鉆頭旋轉(zhuǎn)速度下降，鉆機(jī)支架被鉆桿頂起，會(huì)有褐紅色黏土沿著孔壁冒出地面。但是鉆頭碰到卵石時(shí)也會(huì)發(fā)生以上現(xiàn)象，因此需要加大清水壓力和下鉆速度，連續(xù)沖鉆改變卵石問(wèn)題，保障順利下鉆。

（五）強(qiáng)化施工作業(yè)安全措施

科學(xué)處理施工過(guò)程中遇到的深度管線，進(jìn)行管線改造工作；與鐵路部門提前溝通，做好列車時(shí)間與施工時(shí)間的調(diào)度工作；結(jié)合工程特點(diǎn)，制定嚴(yán)格的安全使用規(guī)范制度，并做好安全技術(shù)交底工作，確保施工人員深度了解工程風(fēng)險(xiǎn)因素，嚴(yán)格執(zhí)行工程安全要求規(guī)范；同時(shí)了解鐵路部門的安全監(jiān)管條例，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行全面防控，減少安全事故的發(fā)生概率；對(duì)鐵路中的老舊設(shè)施設(shè)置警戒標(biāo)識(shí)，設(shè)置科學(xué)的警戒行為，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行安全提醒；清除現(xiàn)場(chǎng)多余水量和廢料，避免現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境受到污染；對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)定期清理，加固鉆機(jī)設(shè)備，避免其他人員隨意進(jìn)入施工區(qū)域范圍；在施工過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常情況，需要第一時(shí)間暫停作業(yè)，及時(shí)測(cè)試和評(píng)判安全隱患和險(xiǎn)情級(jí)別，采取針對(duì)性的維修措施；異常天氣下需要做好設(shè)備實(shí)時(shí)維護(hù)工作，確保其始終處于正常的運(yùn)行狀態(tài)；作業(yè)前后做好設(shè)備檢查維護(hù)工作，對(duì)設(shè)備存放區(qū)域進(jìn)行安全防護(hù)，確保斷電后存放，避免受到電能損壞。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在鐵路施工過(guò)程中，高壓旋噴轉(zhuǎn)技術(shù)廣泛應(yīng)用，其所發(fā)揮的作用是加固鐵路地基，提高地基的穩(wěn)固度，使原有的地基有較高的硬度和強(qiáng)度，由此保障鐵路運(yùn)輸安全。本文的研究中，明確施工中高壓旋噴樁技術(shù)在既有鐵路施工中的重要性，對(duì)高壓旋噴樁緊鄰既有鐵路施工技術(shù)分析，介紹試樁以及參數(shù)的確定、放樣測(cè)量以及鉆機(jī)的放置、使用鉆機(jī)技術(shù)復(fù)攪技術(shù)與旋噴技術(shù)、提管沖洗以及設(shè)備的移動(dòng)等方面的內(nèi)容，以新建鐵路廣州樞紐東北貨車外繞線為例展開進(jìn)一步論證。

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作者簡(jiǎn)介：劉勇（1986），男，四川省眉山市人，本科，工程師，研究方向?yàn)楣贰㈣F路施工管理及施工技術(shù)。