用混凝土U型槽水泥土搅拌桩综合处理饱和黄土深路堑施工_王勇

用混凝土U型槽水泥土搅拌桩综合处理饱和黄土深路堑施工中国中铁四局集团电气化工程有限公司 王 勇【摘 要】以锦赤铁路DK250+980-DK251+080段饱和黄土深路堑为例，介绍了混凝土U型槽、水泥土搅拌桩综合处理饱和黄土深路堑施工、质量检验及控制和安全措施，具有指导施工的实际意义。

【关键词】U型槽；水泥土搅拌桩；综合处理；饱和黄土深路堑1、概述工点位于锦州至赤峰铁路DK250+980-DK251+080段长100m，线路中心最大开挖深度20.26m，设计为封闭式路堑。

工点所处地貌为固定沙地及沙丘，地形略有起伏，地下水为第四系细圆砾层中微承压水，水位标高535.49m～540.89m，涌水量大。

施工中采用了混凝土U型槽施工工艺，在路基开挖至一级平台处，采用管井降水，自基底以下实施6.0m桩长的水泥土搅拌桩，横向设96排，路基基底封闭宽度为15.2m，地基处理完毕后设3.0m高C35钢筋混凝土U型槽结构进行封闭，U型槽7.5m一节。

水泥土搅拌桩采用深层搅拌法施工，成桩直径0.5m，间距1.2m，正三角形布置。

2、施工方案2.1 施工顺序该U型槽工点是利用管井降水，排除开挖地段路堑的水源，土体开挖后，即刻进行水泥土搅拌桩施工，地基加固后立即进行混凝土施工，及时回填两侧开挖的部分。

2.2 施工关键工序及注意事项2.2.1 设置观测桩边坡沿线路方向每隔50m设置监测断面，每个断面分别于路堑边坡的侧沟平台、边坡平台、堑顶以及堑顶外10m设置观测桩。

2.2.2 天沟开挖施工根据现场进行测量放线,施作天沟拦截地表水,防止开挖过程中地表水流入开挖区,影响边坡的稳定。

2.2.3 开挖一级平台以上路堑挖除U型槽以上路堑土方，在保证施工时边坡稳定。

2.2.4 管井降水在路堑两侧一级边坡平台施作管井，沿槽两侧间距35m呈直线形式布置。

管井开孔45cm，滤管采用内径25cm，外径33cm的无砂混凝土滤水管。

每座管井内放置一台25m3/h离心式水泵，专人负责抽水，防止施工场地积水，保证桩基顺利施工。

2.2.5 水泥土搅拌桩施工⑴施工准备工作。

开工前，进行现场试验，选择最优水泥浆液配比，确定材料用量；按设计要求，布置孔位，并复核无误；深层搅拌桩机、灰浆搅拌机、灰浆泵等机具就位并进行调试，保证正常工作。

⑵在槽内整平场地，按设计要求标识孔位，成正三角形。

桩位偏差不大于50mm。

⑶搅拌机就位，调平，钻杆垂直偏差不超过1.5%。

⑷试桩。

在现场进行工艺性试验，确定主要工艺参数。

⑸施工时，先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上，用输浆胶管将储料罐砂浆泵与深层搅拌机接通，开通电动机，搅拌机叶片相同而转，借设备自重，以0.38～0.75m/min的速度沉至要求的加固深度；再以0.3～0.5m/min的均匀速度提起搅拌机，与此同时开动砂浆泵，将砂浆从深层搅拌机中心管不断压入土中，由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌，边搅拌边喷浆直到提至地面，即完成一次搅拌过程，用同法再一次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆提升至设计停浆面，即完成一根柱状加固体，关闭搅拌机、清洗，桩机移至下一根桩。

2.2.6 注意事项⑴施工时设计停浆面一般应高出基础底面标高0.5m，在基坑开挖时，应将高出的部分挖去。

⑵施工时因故停喷浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m。

待恢复供浆时，再喷浆提升。

⑶壁状加固时，桩与桩的搭接时间不应大于24h，如间歇时间过长，应采取局部补桩、注浆等措施。

⑷搅拌桩施工完毕应养护14d以上才可开挖。

基坑基底标高以上300mm，应采用人工开挖。

⑸施工前应确定灰浆输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。

⑹所使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。

⑺当水泥浆液达出浆口后应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。

2.3 U形槽施工2.3.1 基坑开挖待搅拌桩施工完毕应养护15d时开挖预留厚土层，最大开挖长度不超过20m。

当观测桩位移达到3cm时，放慢开挖速度，观测桩位移达到5cm时应停止施工，并及时采取相应措施。

2.3.2 基底处理于底板以下施作0.1mC20素混凝土找平层，找平层下铺设0.4m 厚碎石；同时在每节底板中间垂直线路方向设0.3m厚、0.5m宽的凸榫，与底板一体浇筑，以增强机构抗滑性。

2.3.3 模板制安采用大块组合钢模板，板厚5mm，长2.0m，宽1.0m，横竖成缝进行拼装，相邻模板间采用螺栓连接。

拼缝间加垫橡胶条或双面胶，大块模板周边设角钢，内肋采用扁钢进行加固，两侧模板采用桁架进行支撑，共计6道，相邻间采用钢管扣件连接，为防止伸缩缝处二次浇筑出现错台，施工时，不拆边墙衔接处的模板，继续安装下一节模板，端头模板采用聚苯板，外贴定型钢模板，并进行支撑。

2.3.4 混凝土施工按照规范要求对水泥、钢材和砂石料等进行试验检验，施工中混凝土采用搅拌站集中拌和，罐车运输，插入式振捣器捣实的浇筑方法。

施工前，在端模进行无缝钢管预埋。

首先，按穿销设计位置在端模上预留孔位，穿销穿入预留孔，穿销与模板预留孔间要密贴，并用双面胶粘贴，防止漏浆。

预埋长度按设计要求，预埋端与边墙钢筋焊接牢固，以确保穿销位置的准确性，无缝钢管空隙涂黄油后用沥青麻筋伸入钢管内，伸缩缝处用沥青麻筋裹紧钢管，钢管端2cm处封死。

2.3.5 防水处理边墙及底板伸缩缝宽度为2cm，伸缩缝采用外贴式塑料止水带、中埋式橡胶止水带、聚苯板等；边墙背后通铺EVA防水板（1.5mm 厚）。

防水是U形槽结构的难点，是本工程成败的关键，所以采用以下措施进行控制：⑴安装止水带：按结构物周长，分别截取整条止水带，尽量避免接头，使两条止水带各自形成一U型封闭体系。

预埋在底板时用木板夹紧，在边墙时采用定型钢模板固定。

中埋式橡胶止水带中间空心圆环应与变形缝的中心重合，水平加固采用专用钢筋套，1.0m1个，转弯处采用直角圆弧状专用配件。

浇筑混凝土时，对止水带处的振捣应特别注意，止水带不得移动和破坏，止水带下的混凝土应予以捣实。

(>>下转第194页）6、通风管理施工通风管理：通风是隧道施工中至关重要的一道工序，直接关系到隧道的快速施工，结合我公司在以往长大隧道通风经验对隧道施工通风进行管理，制定科学合理的通风方案和切实可行的保障措施。

我们以“合理布局、优化匹配、防漏降阻、严格管理、确保效果”二十字方针，作为施工通风管理的指导原则，强化通风管理。

(1)施工通风要点风机安装：洞内安装的风机采用支架稳固，避免运转时振动摇晃。

风机出口设置刚性风管连接，风机和风筒接口处法兰间加密封垫，并且要保证风机安装后有足够的行车空间，特别是1#、2#风机并排安装，必须满足行车宽度。

安装风管：风管使用前进行外观检查，保证无损坏，粘结缝牢固平顺，接头完好严密；挂设风管要平、顺、直，沿拱顶中线位置，每隔5m打眼安装高强膨胀螺栓，布φ6钢筋拉线，用紧线器拉紧，并设φ10尼龙绳挂圈；使用PVC高强双拉链风管，必须拉紧后除去多余部分，增设钢圈接头，捆绑牢固。

风管末端安装长60m旧风管，风管出口距掌子面15～30m。

为避免由于车辆行驶破坏巷道式通风流向，将左洞作为车辆进洞通道，右洞作为车辆出洞通道，使车辆行驶方向与空气流动方向大体一致。

(2)通风系统的维护：通风机设专人维护，按规程要求操作风机，如实填写各种记录。

风机尽量减少停机次数，发挥风机连续运转性能。

定期对全部风管进行检查，发现破损等情况及时处理。

风管内积水，每月排水一次。

7、加快施工进度，降低成本投入（1）加快施工进度。

在隧道的施工过程中，洞内可始终保持清晰的空气。

①在测量放样过程中，加快污浊空气排出速度，洞内可视条件好，空气清晰，有助于测量放样速度的加快，加快循环时间；②在打风枪时，掌子面的湿度相对降低，含氧量足，有助于劳动力施工，加快每循环的施工时间；③爆破后排烟，送风机通过风管送至掌子面，相对单纯的管道通风来说，大大缩短了风管的送风距离，减少了通风阻力，降低了耗能，风量得到充分的利用，通风时间由原来的1小时减小到20～30分钟，加快了工作面通风排烟速度，为运碴赢取了时间；④出碴过程中，洞口实现无障碍封堵，洞内可视条件好，改善交通环境，节约了运输时间和减少了安全隐患，综上所述，在一个循环施工中，洞内可视条件好，减少了安全隐患的存在，循环时间相对缩短，循环次数增加，从而施工进度得到了很大的提高。

（2）降低成本、创造效益。

①节约风管铺设长度，尤其是长大隧道数量可观，目前，左右洞开挖合计3994米，通风管仅用了2000米，相对单纯的管道通风来说节约了近2000米的通风带，减低成本投入，提高施工效益；②为了减小投入，使原有的1台110*2机拆开使用，其中1台用于送风，保证掌子面通风，其中1用于从洞内向洞外抽风，使洞内形成负压，洞内污浊空气自然从洞口流出洞外，在使用时抽风的风机仅开低档即达到预期的通风排烟效果，也可节约成本，在巷道通风中，风机的工作减少，节省用电。

8、结束语巷道式通风在云台山隧道出口段应用非常成功，使长大隧道分解为短小隧道，改善了洞内的施工条件，降低了安全隐患，加快了施工进度，降低了成本投入，为我部创造了效益。

参考文献[1] 王英敏：《矿井通风与防尘》，冶金工业出版社，1993年[2]《公路隧道施工技术细则》，JTG/T F60-2009[3]《公路隧道施工技术规范，》JTG F60-2009[4] 范鹏，射流无风门隧道施工通风技术研究，北京交通大学硕士论文2004年[5] 王梦恕，大瑶山隧道-20世纪隧道修建新技术，广东科技出版社，1995年⑵伸缩缝：拆模后清除槽体内杂物，在伸缩缝内填塞聚苯板，确保填缝紧密、平直。

嵌缝内铺设隔离纸后，采用聚硫密封胶随用随时混合、密封，施工时注意确保界面清洁、混胶均匀。

⑶防水板：采用无钉铺设，铺设完毕后，再回填细砂作为保护层。

接缝采用搭接热压焊，搭接长度不得小于15cm。

2.3.6 路面混凝土采用定型钢模现场浇筑，平板振捣器捣实。

电缆槽、侧沟盖板集中预制，人工安装。

2.3.7 渗漏水处理措施该地段中的圆砾土地层最容易引起地下水渗漏，基坑开挖完毕如发现地面部位有地下水漏水时，采用采用Φ130mm钻机向下钻孔，并根据不同出水情况分别注入水泥浆或水泥水玻璃双液浆。

钻孔先选定在搅拌桩咬合部，孔位呈梅花形布置，钻孔后注浆。

渗水时，先进行凿平、清理、冲刷后，再采用防水砂浆（加早强速凝剂）抹平、喷防水涂料进行堵漏。

未处理之前不可进入下一道工序。

3、质量检验及控制3.1 水泥土搅拌桩质量检验及控制3.1.1 水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。