高壓旋噴和擺噴在臨沂市三河口隧道工程中的應(yīng)用

【摘要】臨沂三河口隧道工程為山東省第一條穿越內(nèi)河隧道，穿越祊河，是典型的水下隧道，施工期間采用兩期圍堰的形式導(dǎo)流，在圍堰以高壓噴射灌漿技術(shù)形成截滲墻減少基坑內(nèi)的滲漏水，從而降低排水量，保證工程的正常施工。

【關(guān)鍵詞】旋噴；擺噴；截滲墻

1、引言

臨沂市三河口隧道為水下隧道，區(qū)域內(nèi)的地層主要為第四系河流相沖洪積粘性土、砂土等覆蓋層，整條隧道采用明挖法施工，主要采用圍堰擋水，為了保證施工圍堰能滿足滿足防水、防滲的功能要求，通過(guò)高壓噴射旋噴和擺噴形成截滲墻，達(dá)到圍堰內(nèi)施工要求。

2、三河口隧道工程的截滲方案選擇

因高壓旋噴的防滲效果稍優(yōu)于高壓擺噴，防滲墻的厚度也比高壓擺噴大，對(duì)防滲和強(qiáng)度要求較高的防滲墻應(yīng)首先考慮采用高壓旋噴工藝。因此主河道內(nèi)采用旋噴。由于旋噴與擺噴相結(jié)合既能滿足防滲和強(qiáng)度要求，工程造價(jià)較略低于單獨(dú)旋噴，所以主河道以外采用旋噴與擺噴結(jié)合。

3、施工工藝

3.1 孔位布設(shè)

3.1.1 旋噴與擺噴結(jié)合施工布孔：

在隧道開挖邊線兩側(cè)，布設(shè)一排高噴孔，采用旋噴與擺噴相結(jié)合形成截滲墻，孔間距為1.2m，入巖0.5m。高噴采用兩管法施工。高噴灌漿分兩序進(jìn)行。先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔。Ⅰ序孔為旋噴、Ⅱ序孔為擺噴，施工程序?yàn)殂@孔、下置噴射管、噴射提升、成樁成板，形成一道連續(xù)截滲墻。

3.1.2 旋噴施工布孔：

在隧道邊墻（樁號(hào)1+190、0+540）兩側(cè)，布設(shè)一排旋噴孔與素砼板墻相結(jié)合形成截滲墻，孔間距為0.8m，最小搭接長(zhǎng)度0.15m，入巖0.5m。高噴采用兩管法施工。高噴灌漿分兩序進(jìn)行。先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔。施工程序?yàn)殂@孔、下置噴射管、噴射提升、成樁成板，形成一道連續(xù)墻。

4、施工方法

4.1 漿液

（1） 高噴灌漿所采用的水泥品種和標(biāo)號(hào)，根據(jù)工程目的和需要確定。采用普通硅酸鹽水泥，其標(biāo)號(hào)32.5級(jí)。

（2）高噴灌漿所用水泥符合有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施工過(guò)程中抽樣檢查。不使用受潮結(jié)塊的水泥。

（3）高噴灌漿用水采用沂河河水。

（4） 高噴灌漿漿液使用水泥漿。

4.2 機(jī)具和設(shè)備

4.2.1 高噴灌漿機(jī)具

造孔采用XY-2型地質(zhì)鉆機(jī)，高壓噴射灌漿采用GP-5高噴臺(tái)車，輔以高壓灌漿泵、空壓機(jī)、水泥漿攪拌機(jī)等。

4.2.2 高噴灌漿設(shè)備

A、攪拌機(jī)的性能和攪拌能力與所用漿液類型和需漿量相適應(yīng)，且能保證漿液拌制均勻。

B、儲(chǔ)漿桶能滿足連續(xù)供給高噴灌漿漿液的需要。

C、灌漿泵和高壓水泵的性能與所灌介質(zhì)的類型、濃度和供漿量、供水量相適應(yīng)，其額定壓力不小于設(shè)計(jì)規(guī)定壓力的1.2倍。

D、在各類泵或輸送管路上安裝壓力表以檢測(cè)壓力。使用壓力在壓力表最大標(biāo)值1/3～3/4之間。壓力表定期進(jìn)行檢定，不合格的嚴(yán)禁使用。

E、空氣壓縮機(jī)的供風(fēng)量和額定壓力不小于設(shè)計(jì)規(guī)定值；供風(fēng)管路上設(shè)有測(cè)量風(fēng)量的儀表。

F、高噴臺(tái)車的旋轉(zhuǎn)、提升速度和擺動(dòng)角度能滿足設(shè)計(jì)要求，并與孔深相適應(yīng)，采用無(wú)級(jí)調(diào)速高噴臺(tái)車和高塔架臺(tái)車。

Ⅰ序孔完成，做相鄰Ⅱ序孔的時(shí)間間隔≥24h

5、具體操作流程

見(jiàn)圖3。

（1）定孔

在平面上按設(shè)計(jì)孔位進(jìn)行放線定位，按Ⅰ序孔、Ⅱ序孔進(jìn)行編號(hào)。先施工Ⅰ序孔。

（2）造孔

將鉆機(jī)移至放好的孔位上，使鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)孔位中心，調(diào)平鉆機(jī)。泥漿護(hù)壁鉆孔。鉆進(jìn)過(guò)程中必須隨時(shí)注意觀察鉆機(jī)的工作情況，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正，直至鉆至入巖0.5m。

（3）下噴射管

將高噴臺(tái)車移至孔位、對(duì)準(zhǔn)孔位中心，先進(jìn)行地面試噴。為防止氣噴嘴堵塞，下管前可用膠布包扎，可用1Mpa水壓下管，下到設(shè)計(jì)深度后，用水平尺檢查垂直度。

（4）制漿

制漿站嚴(yán)格按照監(jiān)理人批準(zhǔn)的水灰比1.3：1配制并拌制水泥漿。每罐測(cè)量一次漿液比重，并詳細(xì)記錄。在灌漿過(guò)程中連續(xù)攪拌，漿液過(guò)篩后使用。

A、 制漿材料稱量可采用重量或體積稱量法，其誤差不大于5%。

B、水泥漿的攪拌時(shí)間，使用高速攪拌機(jī)不少于30s；普通攪拌機(jī)不少于90s。自制備至用完的時(shí)間少于4h。

C、漿液在過(guò)篩后使用， 并定時(shí)檢測(cè)其密度。

D、漿液溫度控制在5～40℃之間。

E、噴射提升

噴管下至設(shè)計(jì)深度后，送入符合要求的氣、漿，待孔內(nèi)漿液冒出孔口后，隨即按旋（擺）噴的工藝要求提升注漿管，由下而上注漿。

F、回灌

待噴射管提出地面后，在原孔位利用水泥漿進(jìn)行回灌，直至孔內(nèi)漿液面不下降為止，以確保施工質(zhì)量。

G、沖洗

噴射結(jié)束后，及時(shí)將各管路沖洗干凈，以防堵塞。

6、施工質(zhì)量控制方法

（1）在施工前，做好技術(shù)交底，明確技術(shù)措施。

（2）施工前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和地下埋設(shè)物的位置等情況，復(fù)核高壓噴射注漿的設(shè)計(jì)孔位。精確測(cè)量放樣，孔位誤差小于50毫米，鉆孔深度入巖0.5米，成孔偏斜率小于0.5%。

（3）鉆孔至巖面內(nèi)0.5m后提鉆，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師核實(shí)孔深。

（4）對(duì)漿液配比嚴(yán)格控制，做到掛牌施工，每盤檢測(cè)一次漿液比重。

（5）認(rèn)真做好各樁的施工記錄和工程意外情況。

（6）認(rèn)真組織開展施工班組的質(zhì)量自檢、互檢、交接班檢查，嚴(yán)格獎(jiǎng)懲制度。

（7）實(shí)行崗位責(zé)任制，貫徹全面質(zhì)量管理。

（8）特殊情況處理

a塌孔：在鉆孔時(shí)，出現(xiàn)塌孔或不返水，查明原因，詳細(xì)記錄層深。處理方法用粘土充填固壁，以順利成孔和保證孔壁穩(wěn)定。

b噴漿中斷：在噴漿過(guò)程中，供漿必須連續(xù)，一旦中斷，將噴漿管下沉到停漿點(diǎn)以下進(jìn)行復(fù)噴，保證樁體的完整性。

c冒漿：在噴射注漿過(guò)程中，觀察冒漿的情況，以及時(shí)了解土層情況，噴射注漿的大致效果和噴射參數(shù)是否合理。二重噴射注漿，冒漿量小于注漿量20%為正常現(xiàn)象；超過(guò)20%或完全不冒漿時(shí)，查明原因并采取相應(yīng)的措施。若系地層中有較大空隙引起的不冒漿，可增大注漿量；如冒漿過(guò)大，可減少注漿量或加快提升和回旋速度。對(duì)冒漿妥善處理：對(duì)施工時(shí)從孔冒出的漿液引流流入沉淀池中。

d凹漿處理：及時(shí)進(jìn)行回灌處理。

7、結(jié)束語(yǔ)

臨沂三河口隧道工程采用高噴灌漿技術(shù)方案形成截滲墻，方案技術(shù)先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)合理。通過(guò)高噴截滲墻的構(gòu)筑，減少了基坑內(nèi)的滲漏水，取得了非常理想的效果，保證了工程的順利進(jìn)行，也為其他類似工程提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。

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作者簡(jiǎn)介：

付用坤（1979—），男，山東臨沂水利工程總公司，工程師。