旋噴樁施工技術(shù)在鐵路隧道中的應(yīng)用

王瑞卿

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，逐漸增加了鐵路隧道建設(shè)數(shù)量。在施工期間最常見的使用技術(shù)就是旋噴樁技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢特點(diǎn)主要表現(xiàn)在振動小，占地面積少，技術(shù)工藝簡單以及施工方式簡便等，既能夠應(yīng)用在場地狹窄區(qū)域，還可以應(yīng)用在坡地等陡峭地區(qū)，因此廣泛應(yīng)用在隧道施工當(dāng)中。隨著隧道建設(shè)不斷擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模，也加強(qiáng)對了質(zhì)量安全的要求，因此需要研究和開發(fā)新型施工技術(shù)。本文主要是探討分析旋噴樁施工技術(shù)在隧道中的應(yīng)用，希望能夠?qū)肥┕そㄔO(shè)起到一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：旋噴樁施工技術(shù)；鐵路隧道；應(yīng)用探討

隨著工程長期實(shí)踐操作能夠看出，大多數(shù)隧道工程建設(shè)期間應(yīng)用旋噴樁技術(shù)能夠有效加固地基，具有顯著效果。旋噴樁技術(shù)不僅能夠應(yīng)用在地勢狹窄等陡坡地區(qū)，還能夠應(yīng)用在中小型地基加固當(dāng)中。旋噴樁技術(shù)應(yīng)用在工程建設(shè)當(dāng)中的最大原因在于其具有較多顯著優(yōu)勢，并且在使用期間可行性和安全性都比較高。

1 工程案例

隧道陽城隧道起訖里程為DK242+044.57～DK249～152.82，隧道總長7108.25m，隧道最大埋深約207m。隧道DK242+044.57～DK242+198.1段位于R=1200m的曲線上，DK248+940.5～DK249+152.82段位于R=3000m的曲線上，其余段位于直線上。1#斜井設(shè)置于線路左側(cè)，長439m，最大坡度11.5%，平面夾角為90°/149°，與正洞相交里程：DK245+000。隧道區(qū)內(nèi)地形受地臺抬升影響，出現(xiàn)顯著的下切現(xiàn)象，沖溝呈“V”字型發(fā)育趨勢，，形成溝壑縱橫特點(diǎn)，屬于侵蝕性梁峁溝谷地貌類型。

2 施工準(zhǔn)備工作

（1）錨噴掌子面，在進(jìn)行旋噴之前，使用網(wǎng)噴混凝土技術(shù)對掌子面進(jìn)行封閉加固，避免出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。此項(xiàng)工作在初期支護(hù)中完成。（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)場檢查：首先需要對鉆機(jī)狀態(tài)進(jìn)行檢查。檢查內(nèi)容主要包括回油管快速接頭，機(jī)臺油管，啟動柜以及三聯(lián)泵等，還需要對高壓注漿泵運(yùn)行狀態(tài)和高壓注漿管路，電機(jī)，壓力表，鉆具、工具，液壓油液面高度等進(jìn)行檢查。（4）測量放線：該項(xiàng)操作主要是在隧道兩側(cè)完成，確定隧道軸線，里程點(diǎn)，在掌子面進(jìn)行樁位定位，注意按設(shè)計(jì)預(yù)留沉降量，編好每個(gè)樁號，用鋼筋作好樁位標(biāo)志。 （5）鉆孔旋噴機(jī)就位：在軌道上安裝鉆孔旋噴機(jī)安裝之后，使其沿著軌道兩側(cè)進(jìn)行移動，壓實(shí)軌道。在此期間需要借助水準(zhǔn)儀對軌頂高程進(jìn)行校正，按照實(shí)際觀測結(jié)果對基底進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保軌道面水平。之后需要將鉆孔旋噴機(jī)放置在需要鉆孔處，根據(jù)每個(gè)孔位坐標(biāo)的實(shí)際要求，借助全站儀對鉆塔傾角、高度和擺角進(jìn)行測量和調(diào)整，確保鉆桿軸線方向滿足外擴(kuò)角要求。在明確鉆孔旋噴機(jī)位置之后，需要使用卡軌器對軌道和機(jī)座進(jìn)行固定處理，確保坑道頂部與立桿頂部接觸程度，旋緊拉桿和撐桿。

3 旋噴樁施工工藝

噴漿用水泥漿在攪拌桶中集中拌制，流出的污水及廢漿收集到儲漿桶集中運(yùn)出隧道按規(guī)定處理。按照“先拱頂，后側(cè)墻”順序進(jìn)行加固施工，周邊孔位從下到上或左、右交替進(jìn)行。

3.1 制備漿液。按照施工設(shè)計(jì)方案的各項(xiàng)要求進(jìn)行水泥漿配置，確保均勻攪拌。在此期間需要對漿液比重進(jìn)行測定，在完成每孔高噴灌漿之后需要對該孔材料量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在拌制漿液必須連續(xù)均勻，攪拌時(shí)間不小于3分鐘。

3.2 鉆進(jìn)。啟動旋噴鉆機(jī)，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)：鉆進(jìn)中為冷卻鉆頭，要保持護(hù)壁漿液壓力1.0—2.0MPa，防止在鉆進(jìn)過程中砂石堵住噴嘴，預(yù)防卡鉆、粘鉆等問題，保證鉆孔順利進(jìn)行。旋噴樁一次成孔。如果需要中途進(jìn)行接桿，需要待裝桿尾部安裝輸漿管連接器，之后將機(jī)上桿連接于后續(xù)桿，通過旋轉(zhuǎn)鉆桿壓縮接口再進(jìn)行鉆進(jìn)處理，按照以上方式進(jìn)行操作，直到接長鉆桿鉆到設(shè)計(jì)孔深之后再停止操作。

3.3 旋噴作業(yè)。（1）在鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度之后再進(jìn)行旋噴。為了確保端頭旋噴質(zhì)量，需要在原位進(jìn)行試噴，之后再進(jìn)行實(shí)際操作，在操作時(shí)需要將旋轉(zhuǎn)速度控制在20r/min以內(nèi)。（2）在旋噴前5m時(shí)，需要將后退速度控制在16cm/min，隨著旋噴工作進(jìn)程需要將速度控制在20cm/min，在此期間需要測量和校正回抽速度。（3）在卸管時(shí)需要確保動作靈敏性，在卸載之前需要停止回抽，在旋轉(zhuǎn)5圈再進(jìn)行卸載，完成之后需要連接前端與進(jìn)管，待至給漿恢復(fù)之后需要先旋轉(zhuǎn)5圈之后再進(jìn)行回抽處理。（4）在每孔旋噴距離與孔口距離為50cm時(shí)需要停止旋噴，將鉆頭退出之后需要利用木塞包水泥袋對孔口進(jìn)行封堵處理，避免漿液外泄。

3.4 沖洗鉆具管路。在完成一孔旋噴之后需要使用清水對輸漿管路和高壓泵進(jìn)行清潔處理，待至噴嘴噴出水清澈之后再停止。

3.5 廢漿液處理。為避免廢漿液對掌子面和拱腳造成泡軟影響，需要將排漿溝設(shè)置在工作平臺前端，使?jié){液流到下臺階儲漿桶拉出現(xiàn)場按規(guī)定處理。

3.6 清洗管道及設(shè)備鉆機(jī)移到下一孔位。在完成樁體施工之后需要對設(shè)備和管道進(jìn)行清潔處理，防止管道內(nèi)存在殘?jiān)谕瓿汕鍧嵦幚碇笮枰苿拥较乱粯段弧Ｔ陂_始下一孔位鉆進(jìn)時(shí)，需要對相鄰樁成樁時(shí)間進(jìn)行核查，需要在相鄰樁成樁時(shí)間過了初凝時(shí)間后再開始下個(gè)樁施工。

4 旋噴樁施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 變參數(shù)噴射。由于施工場地的地質(zhì)復(fù)雜，具有較大的深度變化情況，含有多個(gè)土層和砂層，因此導(dǎo)致其含水量、密實(shí)度以及土粒存在較大差異性。針對以上情況如果僅僅采用單一技術(shù)噴射長樁，將會形成固結(jié)體，影響旋噴樁的直徑，降低承載力。為提升旋噴質(zhì)量，需按照實(shí)際孔位處地層情況，對不同深度需要使用不同技術(shù)參數(shù)，在對硬土以及深部土層進(jìn)行旋噴時(shí)需要延長時(shí)間，并且降低旋擺速度和提升速度。表1是旋噴施工質(zhì)量允許偏差和檢驗(yàn)方法。

4.2 返漿處理。在進(jìn)行噴射注漿時(shí)需要混合土顆粒和水漿，之后沿著注漿管管壁返出。在此期間需要觀察返漿量和顏色，測量返漿比重的測量等，這樣能夠幫助施工人員明確地層情況，并且對噴射技術(shù)合理性和噴射注漿效果進(jìn)行判斷。異常現(xiàn)象的表現(xiàn)形式主要為繼續(xù)返漿，完全不返漿以及返漿量不均勻等情況。在出現(xiàn)以上任一情況時(shí)，首先需要對旋擺噴速度、提升速度、壓力以及漿流量等進(jìn)行檢查，并且采取有效措施進(jìn)行調(diào)整。

4.3 重復(fù)噴射。在進(jìn)行旋噴施工期間，需要嚴(yán)格按照隧道地基情況對確定噴射的最佳參數(shù)，之后根據(jù)各項(xiàng)參數(shù)對相同孔位進(jìn)行重復(fù)噴射，這樣能夠增加土體破壞長度，還能夠改變固結(jié)體的直徑，強(qiáng)化固結(jié)體強(qiáng)度。在長時(shí)間的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚩闯觯貜?fù)噴射粘性土可以擴(kuò)大將其直徑擴(kuò)大到36%左右。

4.4 防止凹穴。在完成終噴之后，水泥土混合漿液會受到由于水泥土漿液滲漏、空氣排出以及沉淀析水影響，導(dǎo)致其在凝固期間出現(xiàn)收縮情況，最終使固結(jié)體頂部存在凹穴。在處理該種現(xiàn)象時(shí)可以使用以下措施：1）超高噴射注漿方法，將噴射注漿頂面超高量控制在收縮高度以上。（2）在漿液凝固前進(jìn)行回灌冒漿搗實(shí)。

5 結(jié)束語

綜上所述，由于旋噴樁施工技術(shù)具有較多優(yōu)勢特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在實(shí)際隧道工程建設(shè)當(dāng)中。在隧道建設(shè)當(dāng)中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)能夠有效縮短施工工期，增加處理深度，并且不會出現(xiàn)嚴(yán)重沉降問題。因此在隧道施工期間需要合理應(yīng)用旋噴樁技術(shù)，全面促進(jìn)隧道施工穩(wěn)定性和安全性，從而提升整體工程質(zhì)量，給予優(yōu)質(zhì)的隧道運(yùn)輸服務(wù)。

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