水平旋喷桩在富水粉细沙层中的应用.docx

水平旋喷桩在富水粉细沙层中的应用摘要：水平旋喷桩是在水平钻孔内以高压旋喷的方式压注水泥浆在隧道开挖外轮廓形成拱形预衬砌（水平旋喷桩护拱）以防护掌子面和地表下沉的一种超前预加固施工方法；本文以桃树坪隧道1#斜井为例重点阐述水平旋喷桩加固机理、施工工艺和成桩效果进而分析水平旋喷桩的优缺点。关键词：隧道超前预加固、水平旋喷桩、富水粉细沙层、应用1、工程概况新建兰渝铁路桃树坪隧道1#斜井全长420米纵坡4.5%断面净空尺寸6.8*6.2m全断面为粉细砂施工过程中先后遇到富水粉细砂层在水的浸泡下多呈流塑状多次发生塌方变形地质灾害经过多次反复降水试验各种降水办法降水效果不明显这给隧道工程的安全施工以及工程建成后的运营安全造成十分重要的影响施工进度十分缓慢困难时期月进度斜井仅为0―5米左右；为确保兰渝铁路全线安全施工和以后安全运营中铁二十一局兰渝项目经理部一分部通过多方面咨询、多渠道沟通、了解和学习采用水平旋喷施工技术克服富水粉细沙岩隧道中塌方变形和水的影响取得了一定的效果。2、加固机理水平旋喷桩是在水平钻孔内以高压旋喷的方式压注水泥浆在隧道开挖外轮廓形成拱形预衬砌（水平旋喷桩护拱）以防护掌子面和地表下沉的超前支护施工方法。水平旋喷桩护拱是由水泥旋喷柱体互相咬合（或相切）而成在砂砾土和中细砂层中水平旋喷效果较好固结体平均抗压强度接近C15等级混凝土在水平旋喷柱体相互咬合形成的旋喷拱棚的保护下隧道内土方开挖采用短推进勤支护、快施工能安全地通过浅埋暗挖隧道的含水砂层和软弱松散土质能较有效地控制地面沉降确保掌子面的安全作业在一定程度上起到了防流沙、抗滑移、防渗透的作用。实践证明水平旋喷桩是目前国内外行之有效而又快速经济的隧道超前支护技术具有广阔的运用前景。3、施工参数新建兰渝铁路桃树坪隧道1#斜井全断面施作水平旋喷桩断面净空尺寸为6.2米（高）*6.8米（宽）计划施作38根每根长15米具体参数如下：①钻杆钻进速度：0.15～0.25m/min；②钻杆（轴）的转速：70～120r/min；③水泥浆配合比：mW∶mC=0.8：1；④每延米水泥用量：77.3kg；⑤钻杆每节长3m旋喷钻头外径80mm喷射头单孔孔径2mm；⑥旋喷压力：35MPa；⑦浆液流量：80L/min～90L/min；⑧旋喷桩体直径：Φ=600mm；⑨桩长：15m4、施工工艺流程图5、施工工艺以桃树坪隧道1#斜井为例施工通道净空6.8m（宽）*6.2m（高）水平旋喷桩的中心间距40cm设计成桩直径600mm全断面布置外插脚13°长度15米2010年4月21日进场4月22日正式施作共计施工38根6月7日下午完成最后一根桩平均每天成桩1根15米左右；根据现场实际情况及施作情况总结水平旋喷桩施工工艺及过程主要有以下几个方面：①施工准备封闭上台阶和下台阶工作面喷射混凝土厚度不小于20cm精确测量中线、水平搭设工作平台平台上铺设木板和枕木将钻机、高压泵及其他机具一字排列就位。设置临时边沟及废浆池。②浆液配制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。③钻孔及旋喷按照“从右边墙开始依次往左”的顺序进行旋喷施工按设计外插角（上导坑180o范围内外插角12%边墙外插角4%）分孔计算每根桩的偏角和仰角利用三维坐标使钻机精确定位。④封孔喷浆至孔口掌子面1.0m时应停止喷浆快速拔出钻杆和钻头关闭大球阀。⑤清洗管道及设备每根桩施工完毕后都应用清水高压冲洗管道及设备确保管道内不留在残渣清洗完毕后移至下一桩位。⑥检查桩体钻机移到下一孔位开钻前应核查相邻桩的成桩时间后施工的桩必须在相邻桩成桩时间超过初凝时间后前一根桩浆液达到一定强度时才能开钻确保相邻桩相互咬合因此移至下一孔位时应跳过1至3根后再施做较合适。6、成桩效果及其优缺点：水平旋喷桩在桃树坪隧道1#斜井施工完成后经过下一步开挖支护效果来观察旋喷桩效果大部分部位桩间咬合较好但有一两个部位由于施工角度原因桩间咬合较差再次发生涌水涌沙现象致使拱部局部桩折断再次发生溜塌；通过此次事件我们总结分析认为水平旋喷桩既有他的优点但也存在一些缺点：优点：（1）.施作质量若较好桩间咬合紧密则能达到预期的效果；（2）.效率高：每天可以成