铁路施工中高压旋喷桩的技术应用探讨

工程技术　Ｃｈｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃ：　ｔｓ　铁路施工中高压旋喷桩的技术应用探讨　艾江临　李玉双　（中铁八局集团第三工程有限公司，贵州贵阳５５０００１）　摘　要：高压喷射注浆法，就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液成为２０～４０Ｍｐａ的高压流　从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体。当喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体中剥落下来与浆液搅拌混合。并按一定的　浆土比例和质量大小有规律的重新排列，浆液凝固后，便在土体中形成一个固结体，提高地基的抗剪强度、改善土的变形性质，使其在　上部结构荷载直接作用下不产生破坏或过大的变形。　关键词：高压旋喷桩；施工技术；技术特点　１工程概况　速卷扬机，以调节其转速和提升速度。二重管由　配制，不得随意改变，并需严格过滤（三层滤网）　ｌ＿１工程说明　回旋器、连接管和喷头组成，用于向土体内压人　防止堵塞管路；水泥浆随搅随用。浆液的搅拌时　六沾线新湾子寨二号隧道位于六盘水枢纽　气和浆液的２根管互不相通，按直径大小在同　间：每罐搅拌时间不少于３分钟，并在使用过程　内，隧址属溶蚀峰丛地貌，洞身穿越地层为石炭　一轴线上重合套在一起。喷嘴Ｄ＝－２毫米。二重管　中进行不间断的轻微搅拌，避免浆液沉淀。水泥　系中统黄龙群（ｃ２ｈｎ）灰岩夹白云（ｗ　），岩溶强　喷射流为高压浆液喷射流与其外部环绕的压缩　浆一次搅拌量根据搅拌机的容量来确定施工中　烈发育，拱顶以上最大埋深约５２ｍ。　空气喷射流组成为复合式高压喷射流。　每搅拌一次需用水泥４００ｋｇ、８Ｋｇ速凝剂ｃａ—　施工过程中揭示隧道内岩溶强烈发育，洞　２．２旋喷桩施工方法　Ｃ１２。⑨高压喷射产生的废浆抽排到储浆池中然　身及隧底岩溶主要表现为溶蚀破碎带、充填溶　２．２．１浆液要求　后用泥浆车运至指定地点。⑩高压旋喷桩施工　洞、溶蚀裂隙及溶槽等，并结合溶洞发育特征，　浆液具有良好的可喷性；有足够的稳定性，　流程见下网。　对隧底下部存在沉积粉砂土、溶蚀填充淤泥质　浆液中含气少；能调整浆液的胶凝时间；６－良好　高压旋喷桩施工流程图　粘土，设计采用高压旋喷桩加固隧底．为满足加　的力学性能；无毒、无臭；结石率高。　同后的复合地基承载力ｆｓｐｋ￣＞２５０ＫＰａ，确定旋　２－２２旋喷桩施工　喷桩参数为，桩径５０ｃｍ，间距９０ｃｍ。旋喷桩加　①施工准备；②平整场地：隧底铺垫一层厚　固深度：５－２０ｍ。注浆压力不小于２５Ｍｐａ，水灰比　２０　ｃｎｌ小石块，摊铺整平、静压；③在开工之前根　ｗ：ｃ＝１：１～１：１．５，采用普通硅酸盐水泥，并掺加　据设计放出旋喷桩的中心位置；④在施工现场　２％～３％速凝剂ＣａＣ１　为保证旋喷质量，桩顶须　取样按设计要求进行室内配合比试验确定浆液　复喷２ｍ。隐伏溶洞上部基岩需开设‘ｐ９０钻孔。　最佳配合比；⑤工艺性试验根据《铁路工程地质　单桩长　２０眦呈正方形布置＇桩间距０．９ｍ。总根　原位测试规程）（ＴＢ１００１８－２００３）、《建筑地基处理　２２．４旋喷桩施工中的检验　数设计为１２９２根，旋喷长度为１４８６０ｍ，钻孑Ｌ回　规范｝（ＪＧＪ７９—２００２）的规程，于２００９年４月２２　①旋喷桩机配备符合计量规定的计量装　灌水泥浆２９１２　ｍ’。　日，－４月２４日进行成桩试验（４根）。　置且装置处于检定有效期内。②对所用水泥、外　１　２地质情况　注浆压力　转数　提速　空气压力　桩径　加剂等材料的进场检验按试验的有关规定进　旋喷桩施工段内主要地质情况似地表向　（Ｍｐａ）　（ｒ／ｍｉｎ）　（ｃｍ／ｍｉｎ）　（ｐａ）　（ｍ）　行。③通过放样和尺量的方法检查桩位的布置　下）如下：＜１＞黏土（Ｑ　）：棕黄、褐黄色，硬塑状，　２　６　１　５　１　５　０．７　０　５　５　形式＇保证满足设计要求。④通过计数的方法检　＞黏土（Ｑ２￣１）：棕黄、棕红色，硬塑状，＜３＞灰岩　２　８　１　５　１　５　Ｏ　７　Ｏ　５　８　查并确认桩的布置数量是否符合设计要求。⑤　夹白云岩（ｃ２ｈｎ）：浅灰、灰色，隐晶、致密结构，厚　２８　１　５　２　０　Ｏ　７　０．５　２　通过测量钻杆的长度刻线检查（必要时钻芯检　层～块状结构。　３　０　１　５　２　Ｏ　０．７　０．５　９　查）单根桩的长度。确保桩长符合要求。　１．３质量要求　从上述实测数据可以看出，选用水泥浆液　２．２．５施工过程控制　达到铁道部现行的《铁路工程施工质量验　压力２８ＭＰａ、注浆管旋转速度为１５ｒ／ｍｉｎ、注浆　２．２．５．１机械就位时机座应平稳应轴、转盘　收标准》、《铁路隧道施工规范》及设计要求。工　管提升速度为２０ｃｍ／ｍｉｎ、空气压力为０．７ＭＰａ　与孑Ｌ位对正，倾角与设计误差一般不得大于　程一次验收合格率达到１００％。　的工艺参数施工的高压旋喷桩桩径符合设计要　０．５。　２旋喷桩施工方法　求。经检测桩体的无侧限抗压强度＞１．５ＭＰａ，符　２．２．５－２高压设备与管路系统应符合设计及　２．１旋喷桩施工原理及材料设备选用　合设计要求。　安全要求，密封良好，防止管路堵塞。旋喷注浆应　２．１．１施工原理　２．２．３高压旋喷桩施工方法与注意事项　注意设备开动顺序。二重管的水、浆供应应有序　高压旋喷法是把注浆管钻入或置人土层后，　①采用二重管复喷法施工，首先用钻机钻　进行衙接紧密。　使喷嘴喷出不小于２５Ｍｐａ的高压喷射流破坏　成‘ｐ　９０毫米的孑Ｌ然后将二重注浆管插入孔内，　２．２．５．３当在注浆过程中因拆卸钻杆或因故　地基土体，形成预定形状的空间，注入的浆液将　再一边提升一边进行喷射注浆。②在插入旋喷　停喷后续喷时应重复旋喷不小于１　０ｃｍ。旋喷过　冲下的土置换或部分混合凝成固结体，以达到改　管之前，先检查高压水与空气的喷射情况，各部　程中出现压力骤然下降、上升、孑Ｌ口冒浆量超过　造土体的一种方法。　位密封罔是否封闭，插入后先做高压射水试验，　２０％或完全不冒浆时应查明原因及时处理。　２．１．２材料及设备　合格后再喷射注浆。施工中＇遇到塌孑Ｌ插入困难　２．２．５．４冒浆的处理：在旋喷处理中，有一定　①采用材料：采用Ｐ０４２．５普通硅酸盐水　时用１－３ＭＰａ的低压水进行冲孔。③采用二重　数量的土粒，随着一部分浆液沿着注浆管壁冒　泥，并掺加２％～３％速凝剂ＣａＣ１：。②选用设备：旋　管法施工，先送高压水在３０秒左右之后送水泥　出地面－冒浆量控制在１％０～２０％者为正常。超　喷桩施工选用的主要机具设备见表１。③选用设　浆，再在桩底部边旋转边喷射１分钟后，边旋　过２０％、冒浆量小于１０％或完全不冒浆时．应　备说明：钻机根据需要附设调速装置，或增设慢　转、边提升、边喷射。④二重管法的旋喷速度控　查明原因并采取相应的措施。①　现不冒浆或　表１高压旋喷桩机械设备表　制在１５ｒ／ｍｉ￣升速度控制在２０ｃｍ／ｍｉｎ。钻杆应　断续冒浆时，若系土质松软则视为正常现象，　名称　型号　单位　数量　使用状态　备注　均匀旋转、提升旃保桩体连续、均匀。注浆管分　可适当进行复喷；若系地层中有较大空隙引起　段提升的搭接长度不小于１０ｃｍ。⑤喷射时，在　的不冒浆，则可适当调整外加剂掺入量，缩短固　钻机　Ｓ　ＪＣ　ｌ型　２　良好　成孔　达到预定的喷射压力和喷浆量之后，再逐渐提升　结时间，使浆液在一定土层范围内凝固。另外，　Ｓ　ＪＣ一２型　ｌ　良好　高压注菜泵　ＧＰ　一９　０　２　良好　高压助喷　注浆管，中间发生故障时，停止提升和旋喷，并立　还可以在空隙地段增加注浆量填充空隙后再继　空压机　３Ｌ—ｌｌ／８型　台　２　良好　菔喷用气　即进行检查排障。⑥旋喷进程中将冒浆量控制　续正常旋喷施工。②流量不变而压力突然下降　水泵　台　良好　在１０￣２０％之间。⑦复喷至软土层顶后，应即时　时，应检查衔接部位的密封睛况，必要时拔出　搅拌机　２　良好　制浆　减小注浆压力将压力控制３ＭＰａ左右进行回灌　注浆管捡查封密性能。　各种压力表，　块　若干　良好　控制压　水泥浆（引孔内灌浆）直至到达地表。施工完后　２．２．５－５减小冒浆的措施有三种：提高喷射　流量表　力流量　迅速拔出注浆管用清水冲洗管路肋止凝固堵　压力偾射量不变）；适当缩小喷嘴直径（喷射压力　二重注浆管　根　若干　良好　塞。⑧水泥浆的水灰比为ｌ：１。应按照室内配方　不变）；加快提升和旋转速度。　中国新技术新产品　一１２３—　ＩｌｉｉｌｌＩＩＩｉｉＩ２２Ｉ５ｊＩｊ；ｉ圃　２Ｕ　ｉＩ　Ｕ　ＩＮ　Ｕ　．—ｉ３　。　ｉ。　ａ　ａ　工程技术　市政道路排水系统结构与施工技术　金庆顺　（沈阳市市政工程养护管理处，辽宁沈阳１１０００５）　摘要：排水系统关键部位的质量好坏，直接影响市政道路的质量。文中简单地介绍了市政道路的排水系统的结构与功能，并提出了具　体的施工技术要求。　关键词：排水系统；施工方法；原因分析；控制措施；功能；技术　ｌ市政道路排水系统简介　该系统组成：雨水井；ｉＥ泥井；过街排水管；　排水检查井；地下排水主ｆ线。排水检查井和地　下排水主干线部分丁程量较大，多由排水公司　施工，因雨水井、沉泥井、过街排水管部分多数　由道路主体施工单位完成。　２施工方法　２．１过街排水管　过街排水管是外径３６ｃｍ，壁厚３ｃｍ的混凝　土管，１　ｍ或２ｍ长，它的作用是把雨水井或沉泥　井内的水导入排水检查井内，安装过街排水管　的时期应选在铺三灰碎石之前，二灰土施工完　毕时较合适，这样开挖的沟槽易于成型，又容易　开挖。（１）测量放线。测量员根据图纸上雨水井　的桩号在实地放　雨水井的位置，Ａ在边石线　上，然后从Ａ点向人行道方向量５１ｅｒａ得Ｂ点，　连接Ｂ与排水检查井盖中心Ｃ，ＢＣ８就是过街　排水管的中心线，以ＢＣ为中，向两侧各返　２８ＣＭ用内灰　线，白灰线内５６Ｍ宽的区域即　是过街管沟槽的开挖范围，以上是针对带沉泥　井的双蓖雨水井的过街管的放样方法。（２）沟槽　的开挖。用人工开挖，测量员要控制好Ｂ处的高　程，安装过街管，下管时从低到高一节一节下，　第一节插入检查井的孔内，管与管之间的接缝　处应用Ｉ：２水泥砂浆抹严，防止渗水。过街管安　２．５沉泥井　装完毕后，上面打一－一层１０ＣＭ厚１５＃混凝土包　沉泥井的作用是沉积，贮存路面雨水冲刷　封。然后用三灰碎石把沟槽的其余部分分层回　带来的淤泥，沉泥井上有检查孑Ｌ，可以下去进行　填、夯实。　清理，防止排水管道堵塞，沉泥井盖位于人行道　２．２过街管安装的注意事项　上，和步道板一平，并紧靠边石，沉泥井的施工　．２２．１插入检查井的管头不能过长或过短，　期应选在边石安装完毕，人行道上方基本整平　最好和检查井内壁一平，并且用１：２水泥砂浆　时比较合适。　抹严抹平。　．２６施工方法　．２２．２　沉泥井相连的那端，管子不能太短，　２．６．１测量放样，开挖坑槽。测量员准确定出　否则与沉泥井连接不上，还得重新接管，最好距　雨水井在边石上的桩号，Ａ点（ＫＯ＋５００），从Ａ点　Ｂ点约３０ＣＭ左有为宜。　向人行道方向量５１ＣＭ，定出Ｂ点，Ｂ点是沉泥　２－２３注意排水方向，防止出现倒坡。　井的中心。人Ｔ开挖，深度应从边石顶面下返　一种是八六式雨水井，一种是带沉泥井的双篦雨　水井。前者沉积淤泥能力小，安装简便，后者沉　积淤泥能力大，安装复杂。　２Ａ施工方法　２Ａ．１测量放样。测量员准确定出边石线及　雨水井桩号如Ｋ０＋５００在该处用白灰线画出　１．７３＂０．８３Ｍ的坑槽边线，在Ｋ０＋５０５，Ｋ０４４９５处　的边石线上选两点，钉上ｑｂｌ０铁杆，放出两点　路面高程，挂上白线绳。　Ｚ４．２开挖坑槽。人工开挖坝０量员控制开挖　深度，用尺量一下雨水井框的实际高度Ｈ，槽底　高程应比该处路面高程低Ｈ＋１２ＣＭ，槽底要平　整密实，若出现超挖不得回填素土，用７５＃碎石　灌浆找平。　２４．３安装、加固雨水井平篦槽。先在槽底打　层１０ＣＭ厚的灌浆碎石，然后用“手动葫芦”　把雨水井平篦槽吊起平稳地放在灌浆碎石垫层　上，高度应比路面高程低２ＣＭ，方向要摆正，距　边石线３－５ＣＭ且与线绳平行。平篦槽安装完　后，再符合一下高程，准确无误后，即可对其进　行加固处理，安放加固用的钢筋笼子，打３０＃混　凝土，振捣密实，在雨水井底打一层５ｃｍ厚的确　混凝土，抹平整，盖上平篦，然后把所有的混凝　土用草帘覆盖，保湿养生。　动葫芦”吊起安装，井框安放要平、稳、正，各节　之问用ｌ：２水泥砂浆抹严，抹平，下沉泥井框　时，有两个排水管与之相连，根据实际情况，现　场钻孑Ｌ，使其结合紧密，多余的管头要钻平，用　１：２水泥砂浆抹平，防止漏水，井底５Ｃｍ２０＃混　凝土应在第一节井框下完后即可浇筑。　２．６．３回填。井框与坑槽壁有一定的作业面　空问，需及时回填，挖雨水井挖出的三灰碎石，　二灰土，素土均可作为回填材料，但必须分层夯　实。注意事项，常见问题及解决方案：（１）开槽时　超挖部分不可用素土回填，应用灌浆碎石填补。　（２）在安装雨水井与沉泥井的连接管时，防止出　现倒坡，水流的方向是从雨水井平篦槽注人沉　泥中。（３）由于灰口厚度找不准，或测量有些误　差，井盖有可能比边石高或低，若比边石低些，　可以在井盖与最上节井框之间的灰口找，垫砖　或加大灰口，若高了，把井框边缘的混凝土砸掉　层即可。（４）由于雨水井与沉泥井间有边石隔　开，有的边石底部较厚，导致两者之间的连接管　稍短，可用过街管砸断替代。　３市政道路质量薄弱环节及质量控制措施　３．１检查井周围水撼砂、过街管沟槽回填材　一料密实度不够；　２．１９米左右。　２３雨水井　雨水井也叫收水口，市政道路上的雨水井　２．６．２沉泥井的安装。先在坑槽底部浇筑　参考文献　平篦是其中的一部分，雨水井常见的有两种。一　１０ＣＭ７．５＃灌浆碎石，整平后下井框，一般用“手　『１１５ｑ琉市政道路排水系统功能与施Ｚ－初探　３－２加固时有的没下钢筋笼子，钢筋笼子绑　扎的不合格或者是混标号不够，养生期不到即　通车，造成混凝土强度早期破坏。　３．３检查井与过街排水管、管与管之间连接　不好，过街管过短或抹的不严，水渗人路基与基　层中，浸泡路基或基层，导致其损坏。　３４由于检查井盖与周围路面多数不平顺，　车轮经过时会反复产生冲击力，导致检查井周　围路面损坏。　４结束语　排水系统关键部位的质量好坏，直接影响　市政道路的质量。总结以往的经验，应把重点放　在检查井、雨水井加固及排水管沟槽，检查井坑　回填材料的压实度上。　２．２．５．６钻机成孔和喷浆过程中应将废弃的　加同料及冒浆回收处理防止环境污染。　２．２．５．７高压旋喷桩的质量控制应贯穿在施　工的全过程，施］二过程中随时检查注浆压力、引　孑Ｌ长度及终孑Ｌ长度和旋喷桩长、注浆管的转速　及提速、空气压力等。　表２高压旋喷桩施工允许偏差　会不冒浆。　升确保桩体连续、均匀。注浆管分段提升的搭接　３．２处理部位在距地表约８米以下，桩身垂　长度不小于１　０ｃｍ。确保桩长符合设计要求。　直度不易控制。　４５施工过程中随时检查施　记录和计量　４高压旋喷桩工程质量保证措施　记录。　４．１高压旋喷桩施Ｔ前严格按照设计和施　４．６旋喷施工中随时注意对压力和流量的　工规范要求进行平整地表，设置回浆池，符合设　控制｜保证桩径。　计要求后再进行下一道工序施工＿并进行成桩试　５总结　验。　综上所述，以高压喷射流直接冲击破坏土　序号　项目　允许偏差　４－２物资部门应对进场材料的品种、规格及　体，浆液与土凝固为同结体的高压喷射注浆法，　１　桩位（纵横向）　５　０　ｍｍ　质量进行检查。工区试验室按设计要求进行室　从施工方法、加固质量到适用范围，不但与静压　２　桩身垂直度　１％　内配比试　确定浆液最佳配比；并随时抽查水　注浆法的所不同，而且与其他地基处理方法相　泥浆液的搅拌质量。　比．亦有独到之处。　３　桩体有效直径　不小于设计值　４．３喷射注浆时应注意没备开动顺序。水、　参考文献　４　桩体无侧限抗压强度　不小于设计规定　气、浆供应有序进　衔接紧密。　ｆ】ｊ《铁路工程地质原位测试规程》　３施１中出现的问题　４．４二重管法的旋喷转速控制在１５ｒ／ｍｉｎ，￣　『２１《铁路隧道施工规范》　３．１施Ｔ中有些桩位出现不连续冒浆或完　升速度控制在２０ｃｍ／ｍｉｎ。钻杆应均匀旋转、提　Ｉ３］ＧＢ　５００２１—２００１岩土工程勘察规范ｌ　ｓｌ　一１２４一　中国新技术新产品