高压旋喷桩在地铁施工中的应用

摘要：西安地铁联络线工程地下水位较高，为确保基坑开挖时的稳定性，围护桩外侧设旋喷桩止水帷幕，形成一道闭合的封闭圈，有效截断坑外地下水流入基坑内，确保基坑开挖处于无水环境下。

关键词：高压旋喷桩、止水帷幕、施工工艺、联络线

Abstract: contact the Xi'an Subway Line project the high water table groundwater flow into the base, to ensure the stability of the foundation pit excavation, retaining pile lateral set up rotating jet pile waterproof curtain, forming a closed circle closed, effectively truncated pitpit to ensure that the excavation of foundation pit in the anhydrous environment.

Keywords: High Pressure Jet Grouting, waterproof curtain, construction technology, contact line.

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1.工程概况

西安小寨车站为地铁二、三号线换乘站。为满足车辆的跨线检修及车辆段检修任务的调配需要，在二、三号线交叉换乘点—小寨东北角设置一条联络线。

2.工程地质与水文地质

2.1工程地质

工程场地内地势较平坦，地面标高介于411.82～412.22m。地貌属黄土梁洼区的洼槽。联络线段主要土层为（由上至下）杂填土、素填土、新黄土、古土壤、粉质黏土、粉细砂、中砂、粉质黏土、粗砂。

2.2水文地质

本工程地下水稳定水位埋深11.80～12.40m，相应标高399.82～400.03m。该场地低水位期为7～9月，高水位期为12月至翌年3月,水位年变幅2m左右。该地下水对混凝土结构无腐蚀性，在干湿交替条件下，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。对钢结构具弱腐蚀性。

3.高压旋喷桩止水帷幕施工

3.1施工原理

高压旋喷桩是利用钻机钻孔至要求深度后，利用高压旋喷机把安有水平喷嘴的注浆管下到设计标高，利用高压设备使喷嘴以一定的压力把浆液喷射出去，高压射流冲击切割土体，使一定范围内的土体结构破坏，浆液与土体搅拌混合固化，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体，凝固后便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、相邻桩体相互咬合成一体的固结体，该工艺起到止水与土体加固的作用。

3.2施工设备

根据设计和施工条件，采用二重管高压旋喷钻机XL－50型3台，高压注浆泵XBP-90E型3台，泥浆搅拌机（1m3）3个。

3.3施工布置

本工程距围护桩外侧500mm设置一道止水帷幕，在基坑外侧形成一个封闭环，截断坑外地下水，止水帷幕采用双排Φ600mm的旋喷桩，搭接宽度不小于200mm。

旋喷桩平面图1

3.4施工工艺

高压旋喷桩工艺流程图2

3.5 具体施工方法

3.5.1清障平整场地

施工前应查明地下障碍物，对地表浅部障碍物可事先进行挖除，障碍物深度较深时可采用钻机引孔等方法排除。

3.5.2钻机就位

钻机安放在孔位上。钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于10mm，钻杆轴线应垂直对准钻孔中心。

3.5.3钻孔

把钻机移至钻孔位置，对准孔位用水平尺掌握机台水平，立轴垂直、垫牢机架、钻机的垂直度满足精度要求，经技术人员验测合格后方可开钻。钻进过程中，遇到异常情况及时查明原因，采取相应措施，对地层变化、颗粒大小、硬度等要详细记录，钻孔结束后，由技术人员进行质量检查，合格后方可移位进行下一道工序。

3.5.4下注浆管

成孔后，即可下注浆管到预定深度。在下管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水，边下管，但水压力一般不高于1Mpa，以防止射塌孔壁。

3.5.5喷射注浆作业

将注浆管灌入到桩底后，即可自下而上进行喷射作业。喷射作业前先在地面进行浆、气试喷，检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设计深度，经现场质检人员检查认可后方可进行高喷灌浆施工。施工过程中，须时刻注意检查浆液出凝时间，注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符和设计要求，并随时做好记录。

当注浆管不能一次提升完成而需数次卸管时，卸管后喷射的搭接长度不得小于200mm，以保证固结体的整体性。

3.5.6回填注浆

喷射注浆完成后，由于浆液的析水作用，一般固结体积均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现一个凹穴，为防止这种现象的出现，可采取回灌冒浆进行补灌。

3.5.7记录

施工中钻孔、高喷灌浆的各道工序应详细、及时、准确记录，所有记录需按要求使用统一表格。

3.6工艺参数

高压喷射灌浆属于隐蔽性工程施工，只有选择合适的工艺参数，才能保证施工质量，因此根据工程的实际地质情况，拟采用如下工艺参数进行施工：

3.6.1喷浆材料及配合比的选择

材料主要采用普通硅酸盐水泥，强度不得低于32.5级。水泥应为新鲜无结块，每批次进场水泥必须有生产厂家产品合格证，并根据有关规定进行抽查检验。制浆用水必须保证清洁无污染，符合拌制水工砼的要求。根据需要可加入适量的速凝剂、悬浮剂等外加剂及掺合料。配合比水泥浆液的水灰比按照设计取为1.0。

3.6.2制浆

按设计配比进行浆液搅制，在制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高喷灌浆结束后要统计该孔的材料用量。浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间不小于30S，一次搅拌使用时间亦控制在4h以内。

3.6.3高压水泥浆

压力35～38MPa，流量Q=50～80L/min。

3.6.4压缩气

压力为0.6～0.7MPa，气量60～80m3/h。

3.6.5浆液比重

浆液采用425号普通硅酸盐水泥搅制，浆液比重1.0～1.5。28d无侧限抗压强度应大于1.0MPa，抗渗系数不小于10-8cm/s。

3.6.6提升速度

旋喷提升速度为10～15cm/min。

3.6.7旋转速度

旋转速度为11～15n/min。

3.7质量保证措施

（1）施工前，通过试喷试验确定施工技术参数，以确保在不同土层旋喷固结体的最小直径能满足设计要求。

（2）施工过程中项目部专业技术人员跟班作业，详细记录施工过程中每根桩的开、成孔时间，注浆开始、结束时间、分段注浆量，同时由值班工长对施工记录签字确认。

（3）施工时严格控制各种施工参数，严格遵守操作规程，施工时工班长和技术员严格进行质量自检，发现问题及时汇报处理。

（4）钻机就位与设计位置偏差不大于1cm，钻杆垂直度不大于0.5%，采取钢尺丈量和吊锤球的方法检测，满足精度要求后进行钻孔施工。

（5）高压旋喷应全孔连续进行，若中途拆卸喷射管，则进行复喷，搭接长度不小于0.2m。

（6）钻孔采用1，5，9间隔跳打的方法进行施工。

（7）旋喷注浆过程中，冒浆量小于注浆量的20％时为正常现象，超过20％或完全不冒浆时，应采取以下措施：

①当冒浆量过大时，可通过提高喷射压力或适当缩小喷嘴孔径，或加快旋转和提升速度，减少冒浆量。

②当地层中有较大空隙引起不冒浆时，可在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定的土层范围内凝固，也可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续旋喷。

（8）旋喷桩施工过程中，采用红油漆在钻杆上进行明显标示，作为钻孔深度的控制红线，以保证孔深满足设计要求。

（9）对已经完成的旋喷桩在施工后一周内进行钻孔取芯检查成桩质量，不符合设计要求时及时调整施工工艺。

3.8安全、文明施工的保证措施

（1）施工前对所有参加施工的人员进行培训和岗前安全教育。

（2）现场施工用电采取“三相五线制”，做到“一机一闸一保护”。

（3）旋喷钻机的喷嘴在地面以下时才可进行高压喷射注浆，防止高压喷射出的浆液伤人。

（4）喷射作业的废浆排入废浆池，并用泥浆运输车将废浆外运，保证现场文明施工的需要。

4.旋喷止水效果

在旋喷桩止水帷幕实施后，在联络线基坑的开挖过程中，发现桩间漏水点比较少，没有大面积的明水，只在局部发现过漏水点，在发现的漏水点处通过注水泥水玻璃双液浆的方式进行处理，能迅速的堵住漏水点，总体来说，效果比较好，达到了预期效果。

5.结束语

高压旋喷桩止水帷幕在地铁施工中已得到广泛应用，旋喷桩质量的的好坏直接影响基坑开挖时水量的大小，所以必须有科学的施工工艺和材料配方，结合施工现场实际地质情况，由工程技术人员现场指导，才能保证止水的成功及经济合理。

参考文献

1.《2009最新基坑工程支护及排水、降水技术实用手册》作者：梁德云

2.中国期刊全文数据库;深基坑工程止水帷幕设计概要[J];土工基础;1998年01期钱午,苏景中

3.《建筑施工手册》第四版，北京：中国建筑工业出版社，2003.9