水平旋噴樁施工技術(shù)在暗挖隧道下穿 既有城鐵車站工程中應(yīng)用

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1、水平旋噴樁施工技術(shù)在暗挖隧道下穿既有城鐵車站工程中應(yīng)用　　摘要：本文介紹了水平旋噴樁施工技術(shù)在某市北三環(huán)熱力外線隧道下穿城鐵某車站工程的應(yīng)用情況，闡述了控制地面沉降及施工精度等技術(shù)措施，以作為同類工程施工的借鑒。關(guān)鍵詞：水平旋噴樁超前支護精度沉降中圖分類號：TU472.3+6文獻標識碼：A前言：目前所謂的旋噴，大多指垂直旋噴而言，且多用于基坑防護、病害治理或作為樁基使用，很少在挖掘隧道時用作水平方向的超前支護。某市北三環(huán)熱力外線隧道下穿城鐵某車站工程水平旋噴樁應(yīng)用于暗挖隧道的超前支護中，實現(xiàn)了工藝上的突破，為軟弱圍巖中施工暗挖

2、隧道提供了一種新型的超前支護手段，在工藝工法上開辟了一條新路。1．水平旋噴樁止水加固技術(shù)原理8水平旋噴樁是以高壓泵為動力源，通過水平鉆機鉆桿將帶有特殊噴嘴的注漿管置入土層的預(yù)定位置后，噴嘴把配置好的漿液噴射到土體內(nèi)，噴射流以巨大的能量將一定范圍內(nèi)的土體射穿，并在噴嘴作緩慢旋轉(zhuǎn)和進退的同時切割土體，強制土顆粒與漿液攪拌混合，待漿液凝固后，形成水平圓柱狀水泥土固結(jié)體即水平旋噴樁。當旋噴樁相互結(jié)合后，便以同心圓形式在隧道拱頂及周邊形成封閉的水平旋噴帷幕體，起到防流沙、抗滑移、防滲透的作用。2．工程概況熱力線路隧道因周圍環(huán)境條件限制，

3、需從車站下橫穿而過，該段熱力線路在下穿段以隧道形式通過，隧道拱頂與車站基礎(chǔ)底距離約1.817m，詳見圖1隧道橫斷面圖。為保證隧道開挖安全及無水作業(yè)，沿隧道周邊設(shè)兩排水平咬合旋噴樁進行土體加固，并形成止水屏障。旋噴樁直徑350mm，內(nèi)外樁間咬合100mm，各排樁間咬合100mm。旋噴樁布置形式見圖2旋噴樁布置橫斷面圖。熱力隧道底層為人工堆積的粘質(zhì)土層，主要成分為磚塊、灰渣、碎石等，層厚3．80～5．10m，層底標高為39．16～40．20m。其下為第四紀沉積的粉質(zhì)粘土層，層厚7．50～9．00m，層底標高為30．46～32．30

4、m。場區(qū)內(nèi)地下水類型屬于上層滯水，水位埋深4．65～5．0m，標高39．15～39．61m。83．設(shè)計概況3.1樁長、樁徑的確定主要根據(jù)鉆機的能力，即鉆機的扭矩和鉆桿的剛度而定；隧道下穿段共48米，考慮實行兩端對打的方式以及市場現(xiàn)有鉆機參數(shù)，樁長確定為24m與26m,搭接2m,樁徑為350mm。3.2旋噴拱體厚度、咬合厚度的設(shè)計計算只有當拱體結(jié)構(gòu)有足夠的強度，足以承受地壓、水壓和上部荷載時，才能保證工程隧道內(nèi)的順利開挖。拱體厚度可按下式計算：B為拱體厚度（ｍ）；為隧道半徑（ｍ）；為旋噴樁固結(jié)體允許強度（kPa）；為作用于拱外緣

5、的壓力（kPa）。多排孔位值m可按下式計算：按上式計算所得的B值較大，超過單根旋噴直徑，則按下式作多排孔布置孔位：m為布置孔位的排數(shù)，應(yīng)取整數(shù)；B為拱體厚度（ｍ）；b為旋噴有效厚度（ｍ）；根據(jù)確定的排數(shù)在據(jù)上式調(diào)整b的取值。咬合厚度可按下式計算（如右圖）：8L為水平旋噴樁孔間距（m）；b為單排樁有效厚度（m）；R為旋噴樁半徑（ｍ）。3.3坡度設(shè)計由于高壓漿對土體的切削及鉆桿本身重力，鉆頭在鉆進過程中會發(fā)生明顯下移，為此對內(nèi)側(cè)上拱120度范圍內(nèi)的旋噴樁，預(yù)先上仰1.5％的設(shè)計坡度，外側(cè)按水平旋噴施工。3.4設(shè)計施工參數(shù)表1旋噴施

6、工主要參數(shù)4.水平旋噴樁施工4.1施工工藝流程見圖3水平旋噴樁施工工藝流程圖。4.2施工精度控制（1水平偏差的控制:下仰偏差采取預(yù)先上仰進行控制，上仰角根據(jù)實際情況確定。（2）控制分叉偏差:為控制偏差，采用了不易彎曲的60鉆桿和自重大的200～300型水平水泥土鉆機，預(yù)先做水泥土旋噴定位，掌子面做定位導(dǎo)向架控制。8（3）樁搭接不夠:一旦發(fā)現(xiàn)樁搭接不夠，采取在洞內(nèi)進行定噴的方法進行補救。4.3施工沉降分析根據(jù)實地現(xiàn)場調(diào)查，并根據(jù)設(shè)計院提供和平里車站結(jié)構(gòu)圖、車站建筑圖，對其產(chǎn)生原因進行分析，主要有以下兩方面：(1)車站結(jié)構(gòu)自身沉降

7、本工程施工前，站廳一層北一跨內(nèi)共統(tǒng)計10條裂縫，道床統(tǒng)計3條裂縫。原因分析如下：該車站地質(zhì)條件復(fù)雜，存在不均勻沉降的隱患，從原有裂縫調(diào)查已暴露出不均勻沉降問題,各種跡象表明，不均勻沉降還未穩(wěn)定，裂縫仍在發(fā)展。(2)旋噴樁施工引起①旋噴樁施工速度過快，壓力釋放不均勻；②從旋噴樁施工記錄統(tǒng)計分析，相鄰樁施工間隔時間較短，先施工樁未能及時承力，土體中壓力未能及時釋放，在連續(xù)作業(yè)下導(dǎo)致壓力累加效應(yīng)。③從結(jié)構(gòu)柱和道床的變形觀測資料(圖4結(jié)構(gòu)柱與道床變形隨時間變化曲線)可看出，旋噴樁整個施工期間變形比較平穩(wěn)，完全在控制范圍內(nèi)。8④從裂縫的

8、變化規(guī)律看，裂縫在施工期間，有部分裂縫增大、有部分裂縫減小，也說明施工期間地基不均勻沉降在發(fā)生變化，參見圖5，圖中可看出裂縫在原始值左右波動；4.4沉降控制保證措施綜合以上對變形觀測資料分析及裂縫的原因分析，特制定了相應(yīng)的后續(xù)施工保證措施:(1)減慢施工速度：采用1臺機械設(shè)備