高壓旋噴樁技術在鐵路施工中的應用

王 萍

（中鐵十六局集團路橋工程有限公司，北京 101500）

1 工程概況

贛龍鐵路復線隸屬于國家I級鐵路工程，鐵路預計通車時速達200km，跨越江西和福建兩省，是江西與福建西北部連接的重要方式，為贛州市與龍巖市打造了1條便捷的交通路線，同時沿線還經過贛縣、瑞金、長汀縣及連城縣等多個縣市，全線總長249.418km。由于沿線大多以丘陵地區為主，因此加大了橋隧建設規模，其比例高達77.83%。在傳統方式下，從龍巖至贛州所需總時長為4h，但隨著該鐵路的建設，所需時間縮短了一半，不但方便了兩地人民的出行，同時也使沿線地區因此受益。

2 高壓旋噴樁技術概述

在贛龍鐵路復線建設過程中，大范圍使用了高壓旋噴樁技術，該技術可以顯著提升地基的穩定性，從而避免地基坍塌等事故，這對鐵路工程的長久運營具有深遠意義。

高壓旋噴樁技術的工作原理為:設備配備了具有高壓旋轉特性的噴嘴工具，在其作用下，可以將拌制完成的水泥噴射至固定的區域內，整個過程壓強始終保持在20MPa以上；由于噴射速度較快，因此可有效沖破土地表層，并與周圍土體相融合，從而形成一體；隨后進行冷卻凝固處理，從而提升整體的強度與抗滲水平；利用噴嘴進行無死角的噴射處理，確保水泥漿完整地覆蓋至固體的表面，最終形成穩固的圓柱形樁體。高壓旋噴樁方式有3種:單管法、雙管法和三管法。在施工時需依據現場環境有針對性地運用恰當的方法。

3 施工方法

贛龍鐵路復線沿線環境復雜，施工時應根據各路段的具體情況選定對應的方法。本工程中3種施工方法均有所涉及，其中，單管法僅依托于單種機具設備便可完成；雙管法依托的是內外噴射壓力的方式；而三管法則包括高壓噴射、壓縮空氣噴射和水泥漿噴射這3種形式。這3種施工方法具有相似性，無論何種方法，對應的噴射管直徑應在0.3～2.0m。3種方法如圖1～3所示。

4 施工流程

4.1 前期準備

1）材料準備 選材是工程質量的重要影響因素之一，必須確保工程材料符合相關標準。贛龍鐵路復線工程中，水泥材料以規格P.O42.5的硅酸鹽水泥為佳，粉煤灰的滲入幅度應穩定在26%。為了增強結構的穩固性，需選用優良的速凝劑，后續施工才能有序進行，并確保工程質量。

圖2 雙管旋噴施工

圖1 單管旋噴法施工

圖3 三管旋噴施工

2）人員準備 工程建設離不開施工技術人員，一方面需提高施工人員的綜合素質；另一方面需做好施工人員的分配工作，從而提高人員利用率，避免出現人員閑置現象，具體方式為:團隊人數以10人為佳，最大需≤15人，其中指揮人員3名，并給設備配備1名操作者和維修人員；工程數據需要詳盡記錄，因此需要1名記錄人員和1名檢測人員，剩余人員則提供后勤服務。

3）環境設施準備 良好的環境是工程得以開展的重要基礎，在正式施工前需做好環境勘察工作，一方面需確保周邊道路的暢通，以便施工設備與原材料的運輸，且施工區域應盡可能干凈平整；另一方面要確證施工現場供電穩定，施工所需的用水量充足。

4）機械設施準備 在本工程中，漿液噴射機型號為CYP-50，鉆機型號為150型。

4.2 施工階段

1）施工準備 對施工區域進行取樣，分別圍繞水質和土質2方面展開檢測，根據所在環境現狀為基準，從而確定最合適的水灰比及所需的水泥使用量。綜合考慮現場環境及工程要求，進行成樁試驗，確定最佳的高壓旋噴樁施工參數。

2）漿液準備 水泥漿在本工程中應用廣泛，應確保水泥漿攪拌的均勻度，同時還應做好泥漿內部空氣的清排工作，以此增強漿液的塑性。若現場環境發生變化，可適當調整凝固時間。

3）鉆機準備 先將設備運送至施工地點，并做好安裝工作，而后將鉆機參數調整至工程所需狀態。選定噴射區域，對鉆機的方向進行調整，確保鉆嘴對準該區域。左、中、右3個區塊都應處于同一平面，同時做好鉆機與鉆點之間距離的測量工作，以此確保鉆孔的精度。

4）試噴 將水與水泥按照1∶1的比例充分攪拌，制得水泥漿，而后展開試噴作業。該過程應將噴射嘴對準地面，若噴射過程中存在各類阻礙因素，應在第一時間采取解決措施，營造穩定的施工環境。

5）噴射漿液施工 完成試噴作業后，進行噴射漿液施工，此時噴射所需的鉆機和高壓噴射機都應及時就位，在現場環境允許的情況下，可對孔口進行噴射作業。在噴射過程中，高壓噴射機的機嘴應深入孔中，并確保機嘴處于相對穩定的狀態，而后將高壓噴射機內的水泥漿液持續噴入孔內。由于設備對壓力的要求較高，因此應確保施工設備處于穩定的壓力范圍內，并合理調控泥漿的流速與流量。當孔口有泥漿溢出后，便采用高壓旋噴的方式進行施工，設備應由上至下進行無死角旋噴，當完成旋噴作業后，需對泥漿進行充分攪拌，待冷卻后形成具有高強度、高穩定性的固體樁。

噴漿時需遵循高壓噴漿液一次過關的原則，因此工程人員需嚴格把控整個過程，若出現暫停噴漿現象，應在二次噴漿時做好長度的修正工作，對應長度≥0.2m，否則將影響整體噴漿質量。待噴漿作業結束后，需在第一時間將噴射管拔出，基于提升噴射管利用率的目的，應盡量減少噴射管在空氣中的滯留時間，以免出現凝固劑附著現象。

4.3 檢驗階段

由于工程施工質量受材料、設備及現場環境的影響，因此需要在正式施工前做好檢驗工作，具體可從以下4方面展開。

1）高壓噴樁設備檢驗 高壓噴射樁設備是施工的關鍵機械之一，在選購時應嚴格遵循國家的計量標準。設備在使用中均會出現折舊現象，應確保設備在規定的使用期限內。設備應保障良好的運行狀態，才能提升旋噴作業的質量，從而提高樁體的穩固度。

2）材料檢驗 同機械設備類似，如水泥、凝固劑等原材料也應滿足使用期限的要求。在正式投入使用前應進行抽樣檢測，嚴格篩選出不符合工程標準的材料，并徹底將其剔除，從源頭上提高工程質量。

3）地基穩固性檢驗 當完成旋噴灌漿并經過凝固后，需對施工完成的地基進行檢驗，具體可圍繞硬度、強度和穩定性3方面展開，從而確保地基的穩固性，避免地基受到人為或自然因素的影響。地基穩固性檢驗工作至關重要，是確保地基不出現坍塌或變形的重要方法，有助于提升地基的承載能力。

4）檢驗樁芯抗壓強度 不同的樁芯位置對應的強度要求也不盡相同，當樁芯位于樁長的2/3處時，其對應的抗壓強度應＞1.4MPa，樁頂部分的抗壓強度應達到1.6MPa甚至更高。

5 高壓旋噴樁技術在鐵路施工中的應用前景

基于高壓環境，高壓旋噴樁技術可確保泥漿準確注入土體中，最終形成具有高度穩固性的樁體。該技術可顯著提升鐵路結構的抗震能力，工程中設備所占區域較小，在確保工程質量的同時具有良好的經濟效益。目前，我國的鐵路網絡依然處于大范圍建設中，鐵路在滿足人們日常出行需求的同時，還可以促進經濟的發展，而基于高壓旋噴樁技術可提升鐵路工程質量與建設速度。因此，高壓旋噴樁技術將會被廣泛應用于鐵路施工領域。

6 結語

綜上所述，高壓旋噴樁技術對于鐵路建設工程意義重大，其前景十分廣闊。對此，有必要加強高壓旋噴樁技術研究，提升該技術在鐵路施工中的應用程度，促進我國鐵路事業的發展。