旋喷搅拌桩在浅埋暗挖隧道软弱富水围岩中的应用

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1、旋喷搅拌桩在浅埋暗挖隧道软弱富水围岩中的应用摘要隧道软弱富水围岩施工中，为了确保隧道施工安全，避免掌子面砂层不能自稳等情况而引起隧道突水突泥。针对隧道围岩的特点，提出软弱围岩加固采用水平旋喷桩工艺施工，以提高隧道软弱围岩的围岩承载力，。经过对现场岩情况分析，并参考水平旋喷桩施工工艺特点，采用水平旋喷搅拌桩法对隧道围岩进行加固处理方案，确保掌子面施工安全。本文以兰渝铁路古子山隧道进口为例，通过水平旋喷搅拌桩在隧道施工过程中的应用表明，采用水平旋喷搅拌桩超前支护对于浅埋暗挖隧道软弱富水围岩施工中具有良好的

2、实用性，以及较强的可行性。关键词软弱富水围岩处理水平旋喷搅拌桩预支护技中图分类号：C35文献标识码：A1引言浅埋暗挖隧道在施工的过程中，遇到饱和粉细砂层时，该地层中间含有大量孔隙水，采用常规的超前小导管以及超前大管棚注浆法进行超前支护时，注入的浆液扩散半径比价小，而且浆液在围岩中也不能够很好的扩散，也无法将围岩中的砂层很好地固结成整体。所以在隧道施工过程中，遇到饱和粉细砂层时，常规的超前支护形式在防止隧道突水突泥等方面的效果不太理想。饱和粉细砂层在浅埋暗挖隧道的施工过程中的施工难度也是比较大的。近年来

3、，隧道施工过程中遇到的软弱富水围岩越来越多，软弱围岩在施工过程中的岩变形量也是相对比较大的。在软弱围岩施工过程中，针对该围岩特点，适时采用合理的施工方法是隧道软弱围岩施工中的一个重要环节。针对兰渝铁路夏广段古子山隧道进口岩的特点，提出了水平旋喷桩预支护方案及质量控制措施。在施工过程中合理地选取水平旋喷搅拌桩的施工参数，并制定可行的施工工艺，以此来提高隧道岩层结构的稳定性，确保后续施工的安全。水平旋喷搅拌桩是近年来刚发展起来的一种新工艺，在隧道施工过程中应用水平旋喷搅拌桩的工程实例并不多。水平旋喷搅拌桩

4、在兰渝铁路夏广段古子山隧道进口超前支护中的应用，成功解决了浅埋暗挖隧道在饱和粉细砂层中施工难度大的问题。本文就以兰渝铁路夏广段古子山隧道进口隧道施工的工程实例进行介绍，以便为以后类似工程提供有价值的施工经验，也便于水平旋喷搅拌桩在软弱富水围岩中应用的新技术的推广。2.工程概况古子山隧道位于甘肃省岷县梅川镇红星村，于素子沟余家那村东侧黄土陡坎上进洞，洞身最大埋深147m，隧道起讫里程为DK193+151〜DK195+668,全长2517的双线隧道，洞内线路为-12.8%(，的单面下坡，隧道进出口段位于两

5、反向曲线上，洞身其余部分位于直线上进口有乡间碎石便道，交通便利。隧道位于地中山区，植被覆盖一般，主要以杂草及灌木为主，隧道洞身地表除店子沟沟内有长年流水外，其他地方未见地表水。3.水平旋喷桩施工方法3.1水平旋喷施工概述水平旋喷搅拌桩的成桩是在钻进过程中边旋喷边搅拌，使水泥浆液与周边岩层中的砂层充分混合，以便硬结形成整体性好，不透水性强以及强度比较高的水泥搅拌土，对于后续的施工安全起着很好的作用。古子山隧道在施工中，隧道围岩主要在砂层中通过，地质条件相当差，在施工过程中极易产生突水突泥现象。同时，在隧

6、道是施工过程中，隧道变形量比较大，利用常规的超前小导管以及超前大管棚进行超前预支护已经不能满足隧道超前支护施工。因此，对该隧道采用水平旋喷搅拌桩进行施工。水平旋喷搅拌桩采用地质钻机引孔，管棚钻机进行注浆。待钻进至设计深度后，拨出钻杆，通过钻机、钻杆、喷嘴以大于35MPa的压力把配制好的浆液喷射到土体内，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度(20r/min)旋转，一面低速(15〜30cm/min）徐徐外拔，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后形成直径比较均匀

7、，具有一定强度（0.5〜8.OMpa）的桩体，从而使地层得到加当旋喷桩相互咬接后，便以同心圆形式在隧道开挖轮廓面内形成封闭的旋喷帷幕体，旋喷桩具有梁效应和土体改良加强效应，能够起到防突泥、抗滑移、防渗透的作用，保证隧道掘进安全。全断面水平旋喷加固示意图如下：水平旋喷横断面布设示意水平旋喷纵断面布设示意3.2水平旋喷桩施工工艺根据工程地质条件以及目前洞内情况，隧道内拱顶砂层松散体需进行加固。加固地层主要处于粉砂土状，土内含有砂粒，极易与水泥浆液混合形成类似混凝土的刚性固结体，因此适合采用旋喷桩进行隧道断

8、面突泥体加固。旋喷桩设计参数为：桩长18m,直径60cm，桩间距50cm,咬合10cm，搭接长度5m，梅花形布置。正式施工前利用工艺性试验取得具体参数做进一步优化。施工工艺流程1）施工准备①设备进场a、检查钻机运行是否正常。b、高压注浆泵运行是否正常，高压注浆管路是否畅通，压力表是否正常。②测量放线定桩位，用钢筋作好桩位标志，并编好每个桩号。③钻机安装。平整工作平台，铺设轨道，安装立柱。场地要求平整，并挖设排水沟。④对孔位。设备安装好后，按技术交底调整钻