深圳地铁水平旋喷桩施工技术及注浆效果研究.docxVIP

深圳地铁水平旋喷桩施工技术及注浆效果研究柴海楼尹文平(北京交通大学土木建筑工程学院 北京100044 )摘 要 深圳地铁西丽 ～大学城区间风道所处地段地质条件复杂 ,岩体强度低 ,自稳能力差 。为了确保风道施工安全 ,采用水平旋喷注浆法 。结合实际施工对水平旋喷桩技术进行阐述 。关键词 地铁风道 水平旋喷桩 注浆抬升施工技术文章编号中图分类号U213. 2文献标识码A1009 - 4539 ( 2010) 增 - 0036 - 03度后 ,拨出钻杆的同时通过水平钻机 、钻杆 、喷嘴以大于 30 M Pa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( 20 r /m in)旋转 ,一面低速 ( 15～30 cm /m in)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 ,具有一定强度 ( 0. 5 ～8. 0 M Pa)的 桩体 ,从而使地层得到加固 。见图 2。1概述深圳地铁 5号线西大区间风道长 38. 5 m ,断面尺 寸为高 15. 8 m ,宽为 10. 9 m。区间风道底板位于粉 质黏土 、全风化和强风化混合花岗岩层 ,隧道洞身大 部分穿过黏土 、粉质黏土和强风化混合花岗岩层 ,隧 道顶部为砂层 (厚度约 2 m ) ,砂层上覆粉质黏土和素 填土层 (见图 1) 。原设计为 12 部 CRD 法施工 ,后变 更为 8部 CRD 法施工 。为了确保风道施工安全 ,避 免因拱部超前支护强度不足 、掌子面砂层不能自稳等 原因而造成隧道突水 、涌砂和坍塌现象 ,引进水平旋 喷注浆法 ,起到止水和加固掌子面的目的 。图 2 西大风道水平旋喷桩布置主要针对 隧道 拱顶 处 于砂 层且 中 铁六 局在 竖井施工时发生过涌砂涌泥的险情 ,在水平旋喷桩设 计时考虑对隧道的拱部和上部掌子 面 布置 旋喷 桩进行加固 。桩 径 设 计 为 500 mm , 桩 中 心 间 距 为350 mm , 相邻两根桩相互咬合 150 mm。掌子面按1. 2 m 间距布置若干 。图 1 西大风道地质剖面2水平旋喷注浆设计采用水平定向钻机打设水平孔 ,钻进至设计深3 水平旋喷注浆施工水平旋喷注浆施工工艺流程见图 3。收稿日期 : 2010 - 04 - 18铁道建筑技术RA ILW A Y CO N S TRU C T IO N TEC HNO LO G Y 20 10 (增 )36·隧道 / 地下工程·3. 4 钻进( 1 )水平孔内导向钻进方法原理 水平定向 钻进 方法 是 非开 挖管 线 施工 的一 种方法 ,采用孔内导向 。该方法要求在钻进过程中能准确测定钻头在地 下的 位置 和 方向 。根据 钻头 在 钻进过程中的位置和方向同设计轨迹的差异 ,利用 能进行调节方向的钻头 (一般为楔型钻头 ) 改变钻头的钻进方向 ,从而按设计要求完成各种管线的敷 设 。钻头示意见图 4。图 3 水平旋喷桩工艺流程3. 1 人机料准备( 1 )检查钻机运行是否正常 。回油管的快速接 头是否完好 ,机台各种油管有无损伤 。启动柜是否完好 (包括启动柜内的各种开关 、继电器 、变压器 、机柜等 ) 、三联泵有无损伤 ,检查液压油液面高度是 否在油箱 2 /3 的高度以上 ,电机是否受潮 ,钻具 、工 具是否齐全 。( 2 )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 。3. 2 钻机安装( 1 )平整工作平台 ,敷设轨道 ,安装立柱 。场地 要求平整 ,并挖设排水沟 。①钢垫板规格 : 长 ×宽 = 250 mm ×250 mm; 高强螺栓直径 : 16 mm;钢垫板与基础固定要牢 ,强度 要高 ;图 4 可导向钻头示意图 4中 ,钻头内装有特制的传感器 ,传感器直接由 15V 直流供电 。显示屏显示钻头的倾角 (水平角 度 ) 、面 向角 (导向 板 的方 向 : 导向 板朝 上 即为 12点 ,如同钟面 ) 。打设角度如果偏下 ,可以把钻头调 到 12点 ,即导向板朝上 ,直接顶进 ,此时由于导向板底板斜面面积大 。受到一个向上的力 ,钻头轨迹就 会朝上运动 。同理 在 6 点 纠偏 可以 使 钻头 轨迹 朝 下 , 9点 、3点分别是为左 、右纠偏方向 。如果角度合适 ,钻机会匀速旋转钻 进 , 此时 钻杆 轨 迹一 般是 平 直的 。所以导向 钻 头 是 上 下 纠 偏 的 关 键 。至 于 左右偏差根据传感器尾端的发光装置来定 ,通过仪器 测量参数来纠偏 。( 2 )开孔并安装孔口管①开孔器开孔 ,采用 130 mm 钻头钻进