姚念军

摘要：文章通过西安地铁某站盾构始发端头地层旋喷加固施工，阐述了单管旋喷注浆法加固地层施工技术在地铁施工中的应用。

关键词：地铁施工；盾构始发端头；地层旋喷加固；单管旋喷注浆法；工程地质；水文地质 文献标识码：A

中图分类号：U455 文章编号：1009-2374（2015）23-0113-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.058

1 概述

西安地铁某车站为地下两层岛式车站，盾构始发端头位于劳动路站西端，为了保证盾构始发时盾构井土体的稳定，此处采用旋喷桩对地层进行加固。

2 工程地质和水文地质

2.1 工程地质

工程所在地为皂河二级阶地，根据地质钻探揭露，地基土的组成自上而下为：人工填土；晚更新统风积新黄土、残积古土壤；晚更新世及中更新统冲积粉质黏土及砂类土等。

2.2 水文地质

车站浅部主要地层为第四系晚更新统风、残积和冲、洪积层。地下水稳定水位埋深约9.5～10.3m，稳定地下水标高为390.71～391.52m。丰水期（10～3月）间，地下水位会有所上升；旱季期间，地下水位会有所下降，水位年变化幅度约2m。地下水位主要为第四系空隙潜水，第四系空隙潜水补给源主要为大气降水、地下径流与生活排污渗入补给。地下水流向为自南向北。

3 设计与施工参数

盾构始发井处地层采取梅花形布置的Φ800@600旋喷桩进行土体加固。加固范围：长6m，宽为左右线边线外侧各3m之间的范围，加固深度范围为隧道顶3m及隧道底3m。旋喷桩的主要工程数量为实桩4416m、空桩1840m。如图1所示：

4 施工工艺和施工方法

4.1 旋喷桩施工工艺流程

旋喷桩施工工艺流程图如图2所示：

4.2 施工方法

4.2.1 清理场地。采用人力或机械平整场地，并挖好排污池及排污沟，采用明显标志放出桩点。

4.2.2 钻机就位。移动钻机到设计孔位，调整好钻机的垂直度，使钻头对准桩点，为防止钻杆倾斜，可加重钻杆的底部重量，并在钻进过程中用水平尺随时进行检查。

4.2.3 射水试验。钻机就位后进行低压射水试验，压力控制在0.5MPa，以检查喷嘴是否畅通。

4.2.4 钻孔。（1）钻进。将已调试好的钻机，移至设计孔位，并调整好垂直度，使钻头对准设计桩位中心。射水试验合格后，即可开钻；（2）钻孔前应先调试钻机、泥浆泵，让设备正常运转。校验钻杆长度，确保孔底标高满足设计深度；（3）采用比重为1.2～1.3的护壁泥浆；（4）应对钻孔垂直度进行检查，保证成孔偏斜率控制在1%以内；（5）钻孔过程中做好钻孔记录，保证钻孔深度，以指导后期注浆施工参数。

4.2.5 制浆。（1）采用合格的42.5号普通硅酸盐水泥、自来水，按选定的配合比进行配制；（2）按确定的配合比，首先将水加入桶内，再加入水泥，开动搅拌机拌合10～20min，经过滤网流入泥浆地，再用泥浆泵抽进过滤筛，进行第二次过滤，之后流入泥浆桶的浆液经高压泵加压，再用高压管送至钻机进行旋喷。

4.2.6 旋喷。

第一，主要技术参数：浆液压力大于20MPa，浆液比重1.3～1.49，旋转速度以20r/min为宜，提升速度0.2～0.25m/min，喷嘴直径2～4mm。高压泥浆泵压力大于20MPa。注浆管外径42mm。喷嘴直径4mm。高压胶管直径19mm。提升速度200～250mm/min。浆液材料及配比42.5#普硅水泥，水灰比1∶1。

第二，旋喷作业：（1）成孔到达设计深度后，用喷射注浆管插入预定位置。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，需要边射水边插管，水压控制在1MPa以内，避免压力过大，将孔壁射穿。高压水喷嘴要用塑料布包裹好，避免泥土进入管内；（2）注浆应自下而上、均匀提升，注浆过程中应保证注浆量和注浆压力符合设计要求，确保管路筒的密封和畅通；（3）浆液应进行严格的过滤，防止喷射作业时堵塞，浆液水灰比为1∶（1～1.5），并根据实际情况调整；（4）经常用比重计测试浆液密度，当密度指标超标时，应立即停止喷注，并调整密度后进行继续喷射；（5）喷射过程中，应经常检查泥浆泵的压力、钻机钻速、浆液流量，当冒浆量超过注浆量的20%时，需提高注浆压力或复喷进行处理。如果不冒浆，则通过减缓提升速度或加大注浆量进行处理；（6）在喷射作业完成后应采用静压注浆，用浆液把孔注满，并将冒浆回灌至孔内，直到浆液面稳定为止；（7）地层加固范围和加

固深度应满足设计及规范要求。

第三，拆除钻杆：在旋转过程中，当第一根钻杆提出地面后，立刻停止压浆，待压力下降后，应迅速拆除钻杆。在提升到设计桩顶标高时，为避免浆液与土在拌合机混合后出现浆液出现缩水而造成旋喷桩顶部凹穴，需进行1～2mm的低压补喷。

4.2.7 冲洗。补喷完成后，进行低压射水冲洗钻杆和喷嘴后，方可移动钻机。

4.2.8 移开钻机。当一根桩旋喷完毕后，就可移开钻机，进行下一根桩的旋喷作业。

4.3 试桩

在正式施工前需要先进行试桩，并采取钻孔取芯的方法对旋喷效果进行检验。同时根据旋喷记录，估算旋喷桩的半径等参数是否满足设计要求，如不能满足要求则需要从相关工艺和参数上加以调整改进。

4.4 在操作过程中需要注意的事项

4.4.1 根据设计桩位进行放样定位，桩位中心误差不得大于5cm。

4.4.2 钻机或喷射机组就位后，应使立轴或转盘与孔位中心对正，且成孔偏斜率不大于1%。

4.4.3 采用射水成孔时，应用低压（小于2MPa）水流将喷管送至设计孔深后可进行高压喷射注浆施工。endprint

4.4.4 在旋喷桩施工区最外围的一排桩采用1、5、9……间隔跳打的方法进行施工，围内部采用不跳桩按次序施工。

4.4.5 中间发生故障时，应停止提升和喷射以防桩体中断，同时立即进行检查并排除故障，如发生浆液喷射不足而影响桩体的设计直径，还应进行复喷。

4.4.6 水泥浆液应进行严格的过滤，防止喷射作业时发生堵塞。

4.4.7 应定期测试水泥浆液密度。浆液水灰比为1∶1时，其相应浆液密度为1.5g/cm3，当施工中浆液密度超出上述指标时，应立即停止喷注，并调整至上述正常范围后方可继续喷射。

5 质量控制措施

（1）做好施工前的技术交底工作，并切实加强材料的管理，严格按照施工参数及有关规范进行施工，并做好注浆施工记录及把好质量关；（2）旋喷前应该检查高压设备和管路系统，确保注浆压力与流量满足设计要求；（3）施工前应先施工一组试桩（三根），以确定具体的施工参数。钻孔倾斜度不得大于1%，桩定位偏差应≤5cm，以防止帷幕产生开叉而漏水；（4）在地层深层旋喷时，应先喷浆后旋转提升，以防止浆管被扭断。喷射注浆过程中，如发现孔口冒浆过大或过小，应分析原因并采取相应对策，以确保成桩质量。钻杆的旋转和提升必须连续不中断。在旋喷过程中应防止水泥浆沉淀而导致浆液浓度降低；（5）在施工喷浆过程中，通过卸管来清理管内的障碍物处理堵管现象，并在重新开始旋喷时与原桩头搭接长度应不少于0.3m；（6）注浆材料不能受潮或变质，不用结块或过期的水泥；（7）搅拌水泥浆时，水灰比需满足设计要求，水灰比不得随意更改；（8）高压胶管承压能力不得小于使用压力范围，且为了防止高压胶管破裂，使用时胶管的屈弯度不得小于规定的弯曲半径；（9）在插管和喷射作业过程中要防止喷嘴堵塞，并且要在安装和拆卸管件时动作要迅速；（10）喷浆过程中要做好压力、水泥用量等方面的测试工作，并逐项进行记录完整。

6 结语

地铁盾构始发端头地层加固质量影响到盾构始发质量和安全，应引起高度重视，通过西安地铁某站盾构始发端头地层旋喷加固施工，推广单管旋喷注浆法加固地层施工技术在地铁施工中的应用。

参考文献

[1] 建筑地基处理技术规范（JGJ 79_2002）[S].

[2] 建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB 50202-2002）[S].

[3] 水电水利工程高压喷射灌浆技术规范（DL/T 5200-2004）[S].

（责任编辑：黄银芳）endprint