地表旋喷桩施工技术.docVIP

通天河隧道浅埋段地表旋喷桩预支护施工技术 单位：中铁隧道集团一处有限公司 姓名： 【内容摘要】介绍在通天河隧道进口浅埋段施工中采用的旋喷桩施工技术，包括旋喷桩的布置与支护原理、施工参数、施工工艺、注意事项等。 【关键词】隧道浅埋段施工 预支护 地表旋喷桩 1、工程概况 通天河隧道位于青海省玉树结古镇前进村东南方向约500m处。为分离式隧道，左线全长3032m，右线全长3075m，左线洞口30m、右线洞口40m均为V级浅埋段，洞体埋深8.1～12.28m。地质为粉砂，围岩稳定性差，开挖施工困难，因此决定在浅埋段地表实行旋喷桩预支护施工，桩径60cm，横纵间距60×60cm。旋喷桩布置图如下： 2、支护原理 地表旋喷桩预支护，是在洞顶开挖面的前方，距离开挖轮廓线30cm，利用旋喷机按间距60cm，长14m的钻孔，当钻至设计深度后，高压喷开始输送高压浆液，同时钻头一边旋转一边提升，并将浆液从钻头处直径为2.8mm的喷嘴中高射喷出。射流切割下的砂体与喷出的浆液在射流的搅拌作用下混合，最后形成直径为≥60cm的柱体，相邻之间相互咬合，在开挖面前方形成整体性较好的旋喷拱。如此形成的固结体强度比原粉砂层有极大的提高。又由于高压射流对固结体周围砂体的挤压和渗透作用，固结体周围砂层的物理力学性能也有显著改善。从而保持了隧道开挖后砂体底层的稳定，为开挖提供安全保障。 3、旋喷桩施工参数的确定 旋喷桩施工要确定的参数有注浆扩散半径、注浆压力、钻孔长度、旋喷长度、注浆量、浆液配比等。 3.1注浆扩散半径 注浆扩散半径采用马格公式计算注浆半径： R= 其中: R—注浆有效扩散半径（cm） r—注浆半径（cm） k—砂层渗透系数（cm/s） h—注浆压力 t—注浆时间（s） n—砂的孔隙率（%） a—浆液粘度与水的粘度比 3.2注浆压力 注浆压力按P=Krh进行计算，其中： P—注浆压力（kPa） K—浆液渗透条件系数 r—砂层的质量密度 h—覆盖层厚度 3.3钻孔长度以及旋喷长度 钻孔长度为地表至开挖线外30cm，由测量组进行交底。旋喷桩长度为地表下1米至开挖线外30cm，此处较难控制。 3.4注浆量控制 注浆量的多少直接控制固砂体的旋喷搭接效果，根据实验数据的数理统计分析，采用下式计算： Q=kvn 其中： Q—注浆量（m3） v—固砂体体积 n—砂的孔隙率 k—注浆量折减系数 由此公式可算出每根桩的最小注浆量 4、施工工艺 4、1工艺流程 放线、定位—钻机就位、钻杆定位—钻进—钻至设计孔深—旋喷—到设计位置—转至下一循环 4、2旋喷准备工作 （1）先将洞顶地表采用装载机推出一个施工平台，便于机械设备运转。 （2）浆液搅拌机、混合器、储浆罐、高压输送泵、混凝土喷射机等设备及材料就位。 （3）测量组定出旋喷桩的点位、旋喷的桩长。 4、3旋喷浆液制备 （1）按配比向桶内注入水和水泥，每桶浆搅拌时间不少于2min，倒水泥时采用过筛网将纸袋等杂物清除。 （2）浆液流入储浆罐前应过滤，罐内吸管也要过滤网过滤以防堵塞。储浆罐要不停的搅拌，以防离析、沉淀。 （3）每次旋喷完毕后，要用清水冲洗干净泵体及管道内残浆，以防固结。 4、4洞顶旋喷 4.4.1旋喷机定位与固定 （1）根据测量定位点以及桩长，将旋喷机行走到位，钻杆与地表水平面垂直。 （2）每次移动钻机前，将钻杆与钻机分离，钻机定位后，再将钻杆安装到位。 （3）为保持钻喷过程中旋喷机的稳定，在机器定位后，将基座与轨道用卡轨卡紧。 4.4.2钻孔 （1）钻孔用多次接长后的钻杆钻进至设计厚度。 （2）钻进速度视地层反力及油压表显示适当调整，并尽快钻进，遇有钻进困难、油压增加时，稍退杆后再反复钻进。若压力超过16Mpa仍不能钻进或钻机状态异常时，应退杆停机，不能硬钻。 （3）钻进中为冷却钻头，减少阻力，防止砂粒进入喷咀，可用低压、低流量清水从喷咀喷出。中途接杆时，装杆前检查接头孔是否有杂物并装好接头封圈，旋转钻杆使接口压密才可钻进，备用钻杆清洗干净放在架上并保护好接头。 4.4.3旋喷 （1）钻到设计位置检查确认后，即可开始旋喷，通知给浆后，先旋转0.5min再开始后退。 （2）旋喷时钻杆旋转速度调整到20r/min，旋喷端头三根杆杆时后退速度为15～17cm/min，以后几根后退速度为20r/min，钻机司机用秒表经常检查转速和退速并随时校正。 （3）中途卸杆是，拆卸前先停止后退，旋喷5圈，然后通知停止送浆，若喷加有速凝剂的浆液时，卸换杆前，喷素水泥0.5min，使管内速凝剂浆液排净防止堵管。 （4）旋喷过程中如发现浆液压力快速增长或