旋噴攪拌樁在淺埋暗挖隧道軟弱富水圍巖中的應(yīng)用

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1、旋噴攪拌樁在淺埋暗挖隧道軟弱富水圍巖中的應(yīng)用摘要隧道軟弱富水圍巖施工中，為了確保隧道施工安全，避免掌子面砂層不能自穩(wěn)等情況而引起隧道突水突泥。針對(duì)隧道圍巖的特點(diǎn)，提出軟弱圍巖加固采用水平旋噴樁工藝施工，以提高隧道軟弱圍巖的圍巖承載力，。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)巖情況分析，并參考水平旋噴樁施工工藝特點(diǎn)，采用水平旋噴攪拌樁法對(duì)隧道圍巖進(jìn)行加固處理方案，確保掌子面施工安全。本文以蘭渝鐵路古子山隧道進(jìn)口為例，通過(guò)水平旋噴攪拌樁在隧道施工過(guò)程中的應(yīng)用表明，采用水平旋噴攪拌樁超前支護(hù)對(duì)于淺埋暗挖隧道軟弱富水圍巖施工中具有良好的

2、實(shí)用性，以及較強(qiáng)的可行性。關(guān)鍵詞軟弱富水圍巖處理水平旋噴攪拌樁預(yù)支護(hù)技中圖分類(lèi)號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1引言淺埋暗挖隧道在施工的過(guò)程中，遇到飽和粉細(xì)砂層時(shí)，該地層中間含有大量孔隙水，采用常規(guī)的超前小導(dǎo)管以及超前大管棚注漿法進(jìn)行超前支護(hù)時(shí)，注入的漿液擴(kuò)散半徑比價(jià)小，而且漿液在圍巖中也不能夠很好的擴(kuò)散，也無(wú)法將圍巖中的砂層很好地固結(jié)成整體。所以在隧道施工過(guò)程中，遇到飽和粉細(xì)砂層時(shí)，常規(guī)的超前支護(hù)形式在防止隧道突水突泥等方面的效果不太理想。飽和粉細(xì)砂層在淺埋暗挖隧道的施工過(guò)程中的施工難度也是比較大的。近年來(lái)

3、，隧道施工過(guò)程中遇到的軟弱富水圍巖越來(lái)越多，軟弱圍巖在施工過(guò)程中的巖變形量也是相對(duì)比較大的。在軟弱圍巖施工過(guò)程中，針對(duì)該圍巖特點(diǎn)，適時(shí)采用合理的施工方法是隧道軟弱圍巖施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。針對(duì)蘭渝鐵路夏廣段古子山隧道進(jìn)口巖的特點(diǎn)，提出了水平旋噴樁預(yù)支護(hù)方案及質(zhì)量控制措施。在施工過(guò)程中合理地選取水平旋噴攪拌樁的施工參數(shù)，并制定可行的施工工藝，以此來(lái)提高隧道巖層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保后續(xù)施工的安全。水平旋噴攪拌樁是近年來(lái)剛發(fā)展起來(lái)的一種新工藝，在隧道施工過(guò)程中應(yīng)用水平旋噴攪拌樁的工程實(shí)例并不多。水平旋噴攪拌樁

4、在蘭渝鐵路夏廣段古子山隧道進(jìn)口超前支護(hù)中的應(yīng)用，成功解決了淺埋暗挖隧道在飽和粉細(xì)砂層中施工難度大的問(wèn)題。本文就以蘭渝鐵路夏廣段古子山隧道進(jìn)口隧道施工的工程實(shí)例進(jìn)行介紹，以便為以后類(lèi)似工程提供有價(jià)值的施工經(jīng)驗(yàn)，也便于水平旋噴攪拌樁在軟弱富水圍巖中應(yīng)用的新技術(shù)的推廣。2.工程概況古子山隧道位于甘肅省岷縣梅川鎮(zhèn)紅星村，于素子溝余家那村東側(cè)黃土陡坎上進(jìn)洞，洞身最大埋深147m，隧道起訖里程為DK193+151?DK195+668,全長(zhǎng)2517的雙線隧道，洞內(nèi)線路為-12.8%(，的單面下坡，隧道進(jìn)出口段位于兩

5、反向曲線上，洞身其余部分位于直線上進(jìn)口有鄉(xiāng)間碎石便道，交通便利。隧道位于地中山區(qū)，植被覆蓋一般，主要以雜草及灌木為主，隧道洞身地表除店子溝溝內(nèi)有長(zhǎng)年流水外，其他地方未見(jiàn)地表水。3.水平旋噴樁施工方法3.1水平旋噴施工概述水平旋噴攪拌樁的成樁是在鉆進(jìn)過(guò)程中邊旋噴邊攪拌，使水泥漿液與周邊巖層中的砂層充分混合，以便硬結(jié)形成整體性好，不透水性強(qiáng)以及強(qiáng)度比較高的水泥攪拌土，對(duì)于后續(xù)的施工安全起著很好的作用。古子山隧道在施工中，隧道圍巖主要在砂層中通過(guò)，地質(zhì)條件相當(dāng)差，在施工過(guò)程中極易產(chǎn)生突水突泥現(xiàn)象。同時(shí)，在隧

6、道是施工過(guò)程中，隧道變形量比較大，利用常規(guī)的超前小導(dǎo)管以及超前大管棚進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)已經(jīng)不能滿足隧道超前支護(hù)施工。因此，對(duì)該隧道采用水平旋噴攪拌樁進(jìn)行施工。水平旋噴攪拌樁采用地質(zhì)鉆機(jī)引孔，管棚鉆機(jī)進(jìn)行注漿。待鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后，撥出鉆桿，通過(guò)鉆機(jī)、鉆桿、噴嘴以大于35MPa的壓力把配制好的漿液噴射到土體內(nèi)，借助流體的沖擊力切削土層，使噴流射程內(nèi)土體遭受破壞，與此同時(shí)鉆桿一面以一定的速度(20r/min)旋轉(zhuǎn)，一面低速(15?30cm/min）徐徐外拔，使土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌?，膠結(jié)硬化后形成直徑比較均勻

7、，具有一定強(qiáng)度（0.5?8.OMpa）的樁體，從而使地層得到加當(dāng)旋噴樁相互咬接后，便以同心圓形式在隧道開(kāi)挖輪廓面內(nèi)形成封閉的旋噴帷幕體，旋噴樁具有梁效應(yīng)和土體改良加強(qiáng)效應(yīng)，能夠起到防突泥、抗滑移、防滲透的作用，保證隧道掘進(jìn)安全。全斷面水平旋噴加固示意圖如下：水平旋噴橫斷面布設(shè)示意水平旋噴縱斷面布設(shè)示意3.2水平旋噴樁施工工藝根據(jù)工程地質(zhì)條件以及目前洞內(nèi)情況，隧道內(nèi)拱頂砂層松散體需進(jìn)行加固。加固地層主要處于粉砂土狀，土內(nèi)含有砂粒，極易與水泥漿液混合形成類(lèi)似混凝土的剛性固結(jié)體，因此適合采用旋噴樁進(jìn)行隧道斷

8、面突泥體加固。旋噴樁設(shè)計(jì)參數(shù)為：樁長(zhǎng)18m,直徑60cm，樁間距50cm,咬合10cm，搭接長(zhǎng)度5m，梅花形布置。正式施工前利用工藝性試驗(yàn)取得具體參數(shù)做進(jìn)一步優(yōu)化。施工工藝流程1）施工準(zhǔn)備①設(shè)備進(jìn)場(chǎng)a、檢查鉆機(jī)運(yùn)行是否正常。b、高壓注漿泵運(yùn)行是否正常，高壓注漿管路是否暢通，壓力表是否正常。②測(cè)量放線定樁位，用鋼筋作好樁位標(biāo)志，并編好每個(gè)樁號(hào)。③鉆機(jī)安裝。平整工作平臺(tái)，鋪設(shè)軌道，安裝立柱。場(chǎng)地要求平整，并挖設(shè)排水溝。④對(duì)孔位。設(shè)備安裝好后，按技術(shù)交底調(diào)整鉆