旋噴樁施工技術在鐵路隧道中的應用

王瑞卿

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，逐漸增加了鐵路隧道建設數量。在施工期間最常見的使用技術就是旋噴樁技術，該項技術的優勢特點主要表現在振動小，占地面積少，技術工藝簡單以及施工方式簡便等，既能夠應用在場地狹窄區域，還可以應用在坡地等陡峭地區，因此廣泛應用在隧道施工當中。隨著隧道建設不斷擴大建設規模，也加強對了質量安全的要求，因此需要研究和開發新型施工技術。本文主要是探討分析旋噴樁施工技術在隧道中的應用，希望能夠對公路施工建設起到一定的參考價值。

關鍵詞：旋噴樁施工技術；鐵路隧道；應用探討

隨著工程長期實踐操作能夠看出，大多數隧道工程建設期間應用旋噴樁技術能夠有效加固地基，具有顯著效果。旋噴樁技術不僅能夠應用在地勢狹窄等陡坡地區，還能夠應用在中小型地基加固當中。旋噴樁技術應用在工程建設當中的最大原因在于其具有較多顯著優勢，并且在使用期間可行性和安全性都比較高。

1 工程案例

隧道陽城隧道起訖里程為DK242+044.57～DK249～152.82，隧道總長7108.25m，隧道最大埋深約207m。隧道DK242+044.57～DK242+198.1段位于R=1200m的曲線上，DK248+940.5～DK249+152.82段位于R=3000m的曲線上，其余段位于直線上。1#斜井設置于線路左側，長439m，最大坡度11.5%，平面夾角為90°/149°，與正洞相交里程：DK245+000。隧道區內地形受地臺抬升影響，出現顯著的下切現象，沖溝呈“V”字型發育趨勢，，形成溝壑縱橫特點，屬于侵蝕性梁峁溝谷地貌類型。

2 施工準備工作

（1）錨噴掌子面，在進行旋噴之前，使用網噴混凝土技術對掌子面進行封閉加固，避免出現坍塌現象。此項工作在初期支護中完成。（2）挖排漿溝，排漿溝斷面為30cm×30cm，與回收裝置連結。（3）設備進場檢查：首先需要對鉆機狀態進行檢查。檢查內容主要包括回油管快速接頭，機臺油管，啟動柜以及三聯泵等，還需要對高壓注漿泵運行狀態和高壓注漿管路，電機，壓力表，鉆具、工具，液壓油液面高度等進行檢查。（4）測量放線：該項操作主要是在隧道兩側完成，確定隧道軸線，里程點，在掌子面進行樁位定位，注意按設計預留沉降量，編好每個樁號，用鋼筋作好樁位標志。 （5）鉆孔旋噴機就位：在軌道上安裝鉆孔旋噴機安裝之后，使其沿著軌道兩側進行移動，壓實軌道。在此期間需要借助水準儀對軌頂高程進行校正，按照實際觀測結果對基底進行調節，確保軌道面水平。之后需要將鉆孔旋噴機放置在需要鉆孔處，根據每個孔位坐標的實際要求，借助全站儀對鉆塔傾角、高度和擺角進行測量和調整，確保鉆桿軸線方向滿足外擴角要求。在明確鉆孔旋噴機位置之后，需要使用卡軌器對軌道和機座進行固定處理，確保坑道頂部與立桿頂部接觸程度，旋緊拉桿和撐桿。

3 旋噴樁施工工藝

噴漿用水泥漿在攪拌桶中集中拌制，流出的污水及廢漿收集到儲漿桶集中運出隧道按規定處理。按照“先拱頂，后側墻”順序進行加固施工，周邊孔位從下到上或左、右交替進行。

3.1 制備漿液。按照施工設計方案的各項要求進行水泥漿配置，確保均勻攪拌。在此期間需要對漿液比重進行測定，在完成每孔高噴灌漿之后需要對該孔材料量進行統計。在拌制漿液必須連續均勻，攪拌時間不小于3分鐘。

3.2 鉆進。啟動旋噴鉆機，鉆頭邊旋轉邊鉆進：鉆進中為冷卻鉆頭，要保持護壁漿液壓力1.0—2.0MPa，防止在鉆進過程中砂石堵住噴嘴，預防卡鉆、粘鉆等問題，保證鉆孔順利進行。旋噴樁一次成孔。如果需要中途進行接桿，需要待裝桿尾部安裝輸漿管連接器，之后將機上桿連接于后續桿，通過旋轉鉆桿壓縮接口再進行鉆進處理，按照以上方式進行操作，直到接長鉆桿鉆到設計孔深之后再停止操作。

3.3 旋噴作業。（1）在鉆進到設計深度之后再進行旋噴。為了確保端頭旋噴質量，需要在原位進行試噴，之后再進行實際操作，在操作時需要將旋轉速度控制在20r/min以內。（2）在旋噴前5m時，需要將后退速度控制在16cm/min，隨著旋噴工作進程需要將速度控制在20cm/min，在此期間需要測量和校正回抽速度。（3）在卸管時需要確保動作靈敏性，在卸載之前需要停止回抽，在旋轉5圈再進行卸載，完成之后需要連接前端與進管，待至給漿恢復之后需要先旋轉5圈之后再進行回抽處理。（4）在每孔旋噴距離與孔口距離為50cm時需要停止旋噴，將鉆頭退出之后需要利用木塞包水泥袋對孔口進行封堵處理，避免漿液外泄。

3.4 沖洗鉆具管路。在完成一孔旋噴之后需要使用清水對輸漿管路和高壓泵進行清潔處理，待至噴嘴噴出水清澈之后再停止。

3.5 廢漿液處理。為避免廢漿液對掌子面和拱腳造成泡軟影響，需要將排漿溝設置在工作平臺前端，使漿液流到下臺階儲漿桶拉出現場按規定處理。

3.6 清洗管道及設備鉆機移到下一孔位。在完成樁體施工之后需要對設備和管道進行清潔處理，防止管道內存在殘渣，在完成清潔處理之后需要移動到下一樁位。在開始下一孔位鉆進時，需要對相鄰樁成樁時間進行核查，需要在相鄰樁成樁時間過了初凝時間后再開始下個樁施工。

4 旋噴樁施工技術要點

4.1 變參數噴射。由于施工場地的地質復雜，具有較大的深度變化情況，含有多個土層和砂層，因此導致其含水量、密實度以及土粒存在較大差異性。針對以上情況如果僅僅采用單一技術噴射長樁，將會形成固結體，影響旋噴樁的直徑，降低承載力。為提升旋噴質量，需按照實際孔位處地層情況，對不同深度需要使用不同技術參數，在對硬土以及深部土層進行旋噴時需要延長時間，并且降低旋擺速度和提升速度。表1是旋噴施工質量允許偏差和檢驗方法。

4.2 返漿處理。在進行噴射注漿時需要混合土顆粒和水漿，之后沿著注漿管管壁返出。在此期間需要觀察返漿量和顏色，測量返漿比重的測量等，這樣能夠幫助施工人員明確地層情況，并且對噴射技術合理性和噴射注漿效果進行判斷。異常現象的表現形式主要為繼續返漿，完全不返漿以及返漿量不均勻等情況。在出現以上任一情況時，首先需要對旋擺噴速度、提升速度、壓力以及漿流量等進行檢查，并且采取有效措施進行調整。

4.3 重復噴射。在進行旋噴施工期間，需要嚴格按照隧道地基情況對確定噴射的最佳參數，之后根據各項參數對相同孔位進行重復噴射，這樣能夠增加土體破壞長度，還能夠改變固結體的直徑，強化固結體強度。在長時間的工程建設經驗能夠看出，重復噴射粘性土可以擴大將其直徑擴大到36%左右。

4.4 防止凹穴。在完成終噴之后，水泥土混合漿液會受到由于水泥土漿液滲漏、空氣排出以及沉淀析水影響，導致其在凝固期間出現收縮情況，最終使固結體頂部存在凹穴。在處理該種現象時可以使用以下措施：1）超高噴射注漿方法，將噴射注漿頂面超高量控制在收縮高度以上。（2）在漿液凝固前進行回灌冒漿搗實。

5 結束語

綜上所述，由于旋噴樁施工技術具有較多優勢特點，因此被廣泛應用在實際隧道工程建設當中。在隧道建設當中應用該項技術能夠有效縮短施工工期，增加處理深度，并且不會出現嚴重沉降問題。因此在隧道施工期間需要合理應用旋噴樁技術，全面促進隧道施工穩定性和安全性，從而提升整體工程質量，給予優質的隧道運輸服務。

參考文獻

[1]徐文英.關于旋噴樁在低液限黏土層及卵石混合土層中的應用[J].山西水利科技，2018，18（01）：45-46+64.

[2]王志豐，沈水龍.單根水平旋噴樁施工引起周圍土體變形的實用計算方法研究[J].工程力學，2017，34（05）：78-83+104.

[3]劉寶.城際鐵路深基坑圍護結構動水砂層止水旋噴樁施工技術[J].綠色環保建材，2017，25（04）：78-79.

[4]李勇.旋噴樁配合雙壁鋼圍堰在深水承臺施工中的應用[J].華東公路，2017，16（01）：35-37.

[5]唐君，閆雙躍，段啟偉，等.旋噴樁內插H型鋼技術及在某基坑加固工程中的應用[J].施工技術，2017，46（02）：72-75.