水平旋喷桩堵水技术在地铁隧道中的应用

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1、水平旋喷桩施工技术在地铁隧道中的应用摘要某城市地铁区间采用水平旋喷桩堵水、超前加固围岩，达到较好的预期效果。本文主要对水平旋喷桩在地铁隧道中应用的设计参数、施工工艺进行介绍关键词地铁隧道水平旋喷桩设计参数施工工艺1前言在覆盖较薄的松软地层中修建地下结构面临着地层不稳定，较易引起坍塌和地面沉陷等严重问题。采用浅埋暗挖法修建城市地铁时，旋喷法和小导管静压注浆法、管棚注浆等都能起加固地层的作用，只是各自的机理和加固范围不同，从控制固结范围和固结体强度方面来看，高压旋喷是隧道围岩加固堵水的良好方法之一。用水平和倾斜钻孔高压喷射技术形成拱棚和墙柱，可防止隧道坍塌，控制地面沉降，为隧道顺利施工提供良好的

2、工作条件。2工程概况某区间隧道位于某交通繁忙主路下方，该路路面狭窄，沿线道路两旁多为高层建筑。隧道断面为6.5m×6.2m的马蹄形断面，覆土厚度约15m，采用浅埋暗挖法施工。本段隧道拱部主要位于粉质粘土层，该层粉质粘土层含砂量大、节理发育、渗透性好，且在此层中有多个含水粉细砂的夹层，在开挖施工时渗水量大且渗水后土体极易塌落。为在保证开挖安全的基础上兼顾开挖进度，施工采取“周边单层咬合水平旋喷桩加固堵水”的施工工艺，为隧道开挖提供了良好的施工条件。3工法必选与其他超前支护方式相比，水平搅拌桩综合效益优势明显1）主要优点（1）质量优，水平搅拌桩桩体外型标准，内部质量均匀稳定，相互咬合的水平搅拌桩

3、就象一道连续墙，其防坍和防渗效果好，将其作为隧道的超前支护和止水加固是理想的隧道及地下工程辅助施工工法。（2）效率高，水平搅拌桩无需成孔，其钻进、搅拌、注浆同步进行，施工速度快，每小时成桩15m左右，与小导管注浆、大管棚和冷冻法相比其效率要高。（3）安全可靠，采用水平搅拌桩作为隧道超前支护和止水加固，因其质量稳定，防坍防渗效果好，在它的保护下进行隧道开挖，施工安全有保障。另外将其应用于城市浅埋隧道施工，还有以下优点：可以避免过份抽排地下水引起地表下沉；可以避免采用小导管注浆等容易使地表隆起；可避免大管棚成孔过程中容易使地表产生较大沉降等不良影响。（4）操作方便，水平搅拌桩的施工无需大型设备，

4、其工艺简单，容易掌握，操作方便。（5）经济实用，水平搅拌桩由于其加固范围小（仅桩体部分），又不存在串浆，所以其用浆量与小导管注浆加固等工法相比要小；另外它还不需要其他辅助材料，如钢材等。与能达到相同效果的其他工法相比，水平搅拌桩的成本较低，而其效果要比其他工法好。2）主要缺点（1）桩长受限制，一般8~12m，若桩长太长其尾部容易向下偏移。（2）如遇障碍物则难以处理，一旦卡钻则只好将钻杆钻头丢弃。（3）适用性较差，比较适合用于软土隧道的超前支护和止水加固，尤其适用于城市浅埋暗挖隧道。4水平旋喷桩设计4.1水平旋喷桩施工参数通过对试验段旋喷桩参数的优化，具体各参数如下：（1）水平旋喷桩布设于拱部

5、155°范围内（如拱脚部位渗水严重，可适当加大旋喷桩布设的范围）；（2）水平旋喷桩预导孔打设角度为1.5%～2%（现有线路坡度基础上）；（3）每循环水平旋喷桩桩长30m、桩径φ500mm；（4）旋喷桩桩间距400mm、相邻桩间咬合100mm，则每循环水平旋喷桩为24根（见图1）；（5）旋喷压力不小于35Mpa、每根钻杆（3m/根）的退杆时间不小于18分钟，钻杆旋转速度控制在13～15转/分钟；（6）单桩每延米水泥用量控制在150Kg。图1水平旋喷桩布置图4.2旋喷桩工作室为便于施工，每循环水平旋喷桩均需设置扩大工作室。扩大工作室是在标准断面的基础上把拱部及边墙外扩60cm，每循环30m旋喷桩

6、中包括开挖标准断面23m、扩大断面6m、搭接段（标准断面）1m。则本段单线360m共需设工作室12个。图2水平旋喷桩扩大工作室5水平旋喷桩施工5.1施工工艺流程图桩位测放钻机就位泥浆配制试运转废浆排放打设水平孔否沉淀池灰浆搅拌、过滤终孔检查高压注浆旋喷拔杆距掌子面0.5m停喷清洗高压注浆泵、钻杆回灌浆液图3施工工艺流程图5.2施工工艺5.2.1施工准备（1）测量放线定桩位，在隧道两侧测量放线定出两个同一里程点，隧道轴线，并在掌子面测量标出隧道开挖轮廓线，测量定出桩位，用钢筋作好桩位标志,并编好每个桩号。（2）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。油泵、高压泵安

7、装：要求场地平整，场地硬化，高压泵安装平稳，管路安装摆放整齐。（3）对孔位设备安装好后，按技术交底调整钻机角度、方位，对准孔位，孔位误差控制在±50mm以内。（4）制定浆液根据施工方案和技术交底要求的配比配制水泥浆，浆液搅拌必须均匀。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3分钟，一次搅拌使用时间亦控制在4h以内。5.2