高压旋喷桩在铁路施工中应用

浅谈高压旋喷桩在铁路施工中的应用

[摘要]本文将以六盘水枢纽内某隧道为例，对高压旋喷桩在铁路施工中的应用进行分析，首先以工程概况作为切入点，对旋喷桩施工中所要用到的材料设备，施工原理和施工方式，以及施工过程中可能出现的问题及相应对策，施工检验等进行分析。 [关键词]高压旋喷桩 施工技术 技术特点

中图分类号：u213.1 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）07-0214-01 1.前言

高压喷射注浆法是在化学注浆法的基础之上，从高压水射流切割技术发展而成的。其将携带喷嘴的注浆管运用钻机将其钻至土层内预定位置之后，将浆液形成的高压流自喷嘴中喷出，并利用该高压流将土体毁坏。当土体结构弱于喷射流动压时，土体上即会落下土粒并与浆液混合。按一定规律对浆土质量与比例进行排列，待浆液凝固之后即会在土体里变成固结体，该固结体不仅可改善泥土变形性、使地基的抗剪强度得到有效提高，还可通过上部结构荷载的作用不发生损坏或明显变形现象。 2.工程概况 2.1 工程说明

以六盘水枢纽内某隧道为例，该隧道位于溶蚀峰丛地貌区，岩溶强烈发育，拱顶上最多埋深为52厘米左右。利用高压旋喷桩对隧底进行加固，而后将旋喷桩参数确认为间距90厘米、桩径50厘

米，以保证加固后的复合地基承载力特征值达到fspk≥250kpa。旋喷桩加固深度为5至20米。注浆压力应大于25兆帕斯卡，水灰配比为w：c=1：1至1：1.5，同时使用加入2%左右速凝剂cacl2的硅酸盐水泥。此外，桩顶应复喷2米，以确保旋喷质量。开设直径为90毫米的钻孔于隐伏溶洞上部基岩。单桩长6至20米，桩产距为0.9米，布置为正方形。钻孔回灌水泥浆2912立方米，旋喷长度14860米，设计总根数1292根。[1][2] 2.2 质量要求

严格遵循铁道部现行的《铁路隧道施工规范》与《铁路工程施工质量验收标准》。确保工程一次验收合格率达到100%。 3.旋喷桩施工方式

3.1 旋喷桩施工原理及材料设备采用 3.1.1 地质情况

旋喷桩施工段内从地表向下开始，其主要地质状况如下： （1）黏土：棕黄、褐黄色，硬塑状； （2）黏土：棕黄、棕红色，硬塑状；

（3）灰岩夹白云岩：浅灰、灰色，隐晶、致密结构，厚层块状结构。

3.1.2 施工原理

高压旋喷法为一种可对土体形态进行改造的方法。其操作方式为：首先将注浆管钻入土层，而后利用喷嘴将25兆帕斯卡以上的高压喷射流喷出，造成地基土体毁坏，并形成预定空间，然后浆液

会把从土体上被冲下的土进行置换或是混合凝结成固结体。 3.1.3 材料、设备及操作说明

（1）使用材料：使用加入2%左右速凝剂cacl2的po42.5硅酸盐水泥。

（2）使用设备：钻机sjc-1型2台、sjc-2型1台；高压注浆泵gpbw-90型2台；空压机3l-11/8型2台；水泵2台；搅拌机2台；二重注浆管若干；各类流量表、压力表若干。

（3）设备操作说明：按照需求调整钻机转速，为其加设慢速卷卷扬或附设调速装置。喷嘴d=2毫米。重管是由喷头、回旋器、连接管所组成，两根置入土体中压入浆液与气的管不相通，于同轴线上依照直径大小套在一起。高压浆液喷射流及围绕其外部的压缩空气喷射流二重管喷射流组成复合式高压喷射流，为二重管喷射流。 3.2 旋喷桩施工方式 3.2.1 浆液要求

浆液含气较少，具有较好的力学性能，其胶凝时间可进行调整，且无臭、无毒，有着良好的稳定性与可喷性。 3.2.2 施工方式与注意事项

（1）应用二重管法施工，应注意将二重管法的提升速度在20cm/min，旋喷速度则应在15r/min。注浆管在分段提升的搭接长度上不可短于10厘米。施工时，首先送高压水，约半分钟后再送水泥浆，对桩底部以边旋转边喷射的方式进行工作，待1分钟后，再以旋转、提升、喷射的方式继续进行工作。

（2）在进行喷射时，若达到喷浆量与喷射压力的预定标准后，应将渐渐将注浆管提升，若途中出现故障问题，应立即停止旋喷与提升并对故障进行排除。在旋喷过程中，应冒浆量在10%至20%范围内。

（3）当喷至软土层顶之后，应马上降低注浆压力，将其为3兆帕斯卡左右并引孔内灌泥浆至地表。施工结束后应马上将注浆管拔出，并利用清水对管路进行清洗，避免因凝固而造成管路堵塞问题。

（4）水泥浆配方必须根据室内试验所得结果进行配制，保证水灰比为1比1，不可任意更改，同时应用三层滤网进行严格的过滤工作，避免管路堵塞；水泥浆可随搅随用，注意在使用时，为防止浆液沉积，应对其进行持续性的轻微搅拌，每罐搅拌时间不可低于3分钟。按照搅拌机容量确定水泥浆搅拌量，进行施工时，每次搅拌需用速凝剂8千克、水泥400千克。在高压喷射中，会产生出一些废浆，处理废浆的方式是将其抽至储浆池内，而后通过泥浆车将其送到特定地点。 3.2.3 旋喷桩施工

首先进行施工准备，对场地进行平整工作，将20厘米石块铺于隧底，务必摊铺平整；在施工前应首先按照设计将旋喷桩的中心位置进行现场明确；为验出最适合的浆液配比，从施工现场进行取样，而后在室内根据要求对浆液配比进行试验；按照设计要求，择选注浆管转速为15r/min、空气压力为0.7兆帕斯卡、水泥浆液压力为

28兆帕斯卡、注浆管提升速度为20cm/min的参数的高压旋喷桩桩径。通过对桩体进行测验，得出其无侧限抗压强度大于1.5兆帕斯卡，达到设计要求。 3.2.4 施工过程控制

若注浆时因故障或是拆卸钻杆等原因造成停喷后续喷，应进行10厘米以上的旋喷。若在旋喷中发生压力瞬间上升或下降，浆液从孔口冒出量为20%以上亦或没有任何浆液冒出时，应立即找出原因并解决问题。

冒浆处理方式：在进行旋喷时，若干土粒会随着浆液从注浆管冒出，冒浆量在10%至20%范围内为正常情况，而如在10%以下或是20%以上则是出现异常情况，应立即找出原因并应用对应措施（1）压力骤然降下而流量没有变化时，应对衔接部位进行检查，查看其密封性是否完好。（2）当发生间断冒浆或是不冒浆等现象时，如不冒浆是因地层中存在过大空隙而导致的问题，可通过对外加剂掺入量的调整而减少固结时间，使浆液在特定土层内凝结；如土质较松软，则可将不冒浆现象视为正常情况，并实行适当的复喷。此外，在空隙较大地段可相应提高注浆量，将空隙填补，而后再继续进行旋喷施工。

3.2.5 旋喷桩施工中的检验

（1）检查单根桩长度，可通过测量钻杆长度刻线或钻芯来进行确定，保证桩长达到标准要求；（2）利用尺量与放样等方式对桩位的布置进行检查，确保其符合设计标准；（3）保证施喷桩机的配备

达到计量要求的计量装置，且在检定有效期内；（4）利用计数法对桩的布置数量是否达到标准进行检查及确定。 4.总结

综合上述，高压喷射注浆法利用高压喷射流冲击土体，造成土体毁坏，并使浆液与剥落土凝结成固结体的施工方式、应用范围、加固质量等都与其它注浆法不尽相同，显示相较于其它地基处理手段所存在的与众不同之处。 参考文献

[1] 孙勇.关于岩溶地区隧道溶洞处理的探讨[j].黑龙江科技信息，2010，9（8）：56.

[2] 刘重庆.高压旋喷桩在隧道溶洞地基加固中的应用[j].低温建筑技术，2010，12（8）：230-255.