水平旋喷桩规程

3.2旋喷加固
3.2.1.总则
3.2.1.1使用范围
适用于浅埋暗挖隧道的超前加固
3.2.1.2编制参考标准及规范
（1）地下铁道工程施工及验收规范
（2）公路隧道
（3）
3.2.2施工准备
3.2.2.1技术准备
（1）认真学习图纸，掌握设计要求
（2）了解工程地质与水文地质勘察报告，特别是暗挖隧道穿越地层的土质情况和地下水特征。

3.2.2.2材料要求
（1）优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于32.5级。

（2）旋喷桩内插入钢筋Φ28。

（3）搭设脚手架的钢管。

（4）铺设导轨的工字钢I30。

3.2.2.3主要机具
3.2.2.4作业条件
（1）隧道内施做旋喷桩时，应有良好的通风、充足的照明和足够的操作空间。

（2）每次旋喷桩施工前，必须检查和调试各机械设备工作状态和电线的绝缘情况。

3.2.3水平旋喷桩的施工工艺
3.2.3.1工艺原理
在钻孔设备的钻杆上安装搅拌齿（钻头），钻进过程中利用搅拌齿（钻头）对土体进行搅拌，同时利用钻杆中心的空腔向土中压注水泥浆液，在搅拌齿（钻头）的搅拌作用下，水泥浆液和土颗粒均匀混
合形成一种水泥---土颗粒浆液，这种浆液凝固后便形成了一种具有一定强度的"水泥土"，这就是水平旋喷桩的工艺原理。

在一些特殊的隧道，如有些城市浅埋暗挖隧道，隧道埋深浅、跨度大、地质条件差（如淤泥、流砂等）、地下水位高（隧道位于地下水位以下）、隧道上方是交通繁忙的街道，还有纵横交错的管线，周围又紧邻高层建筑。

在这种情况下在隧道开挖轮廓线以外设置一环相互咬合的水平旋喷桩作为隧道超前支护和止水加固，它既可以防坍，又可以防止因隧道开挖而使地层过度失水引起地表沉降，是非常有利的一种工艺。

3.2.3.2工艺流程
（1）封闭掌子面，每循环水平搅拌桩施工前应先用喷混凝土封闭掌子面，防止掌子面坍塌和涌砂、流泥。

（2）测放桩位，在掌子面上将桩位准确地测放出来，并应标示清楚，便于钻机就位，减小定位误差。

（3）安装工作平台，工作平台应具备升降功能，其上还应安装轨道，便于钻机升降平移。

（4）钻机就位，钻机应安放稳固，就位后对正孔位并应调整好钻杆角度。

（5）浆液制备，按选定的配合比拌制好水泥浆液。

（6）钻进、送浆、搅拌。

一边钻进，一边压送水泥浆，一边搅拌，应掌握好钻进速度、浆液压力和送浆量。

开孔之初应观察孔口的水泥土浆体是否已得到充分搅拌以此来调整钻进速度。

（7）退钻、送浆、重复搅拌，一边向外退钻，一边送浆，一边再重复搅拌，使水泥和土颗粒混合均匀。

（8）封口成桩，退出钻头孔口用棉纱木楔等将孔口封住，防止浆液外流。

3.2.3.3水平旋喷桩施工要点
A)水平旋喷钻机就位时，机座要平稳，孔位误差不得大于50mm，
倾角与设计误差一般不得大于1°。

B)喷射注浆前要检查超高压设备和管路系统、设备的压力和排量
必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷
嘴内不得有杂物。

C)当地层较硬采用超高压时，固结体尺寸会减小，可适当提高喷
射压力、泵量或降低回转与提升速度及采取复喷搅拌措施，即
先喷一或二遍清水，再喷一遍或二遍水泥浆等。

D)在旋喷注浆过程中，应观察冒浆现象，及时了解土层情况，喷
射注浆效果和喷射参数是否合理。

横向高压旋喷水泥土桩超前预支护及加固施工工艺参数见下表：
3.2.3.4技术要点
（1）桩长、桩径的选择
桩长和桩径的选取应根据钻机的能力，即钻机的扭矩和钻杆的刚度而定，钻机的扭矩和钻杆的刚度大则桩长和桩径可以选择大一些；反之，则应小一些。

对于普通锚杆钻机，其所配最大直径钻杆为D=80mm的钻杆，桩长不宜超过20m，桩径宜选择300～500mm。

如果桩太长，由于钻杆的刚度不够，桩的底部在钻杆的自重作用下会逐渐向下方偏移最终会侵入开挖轮廓线以内而失去作用；如果桩
径过大，由于钻杆的扭矩不够，则会使钻进速度降低，或根本钻不进去。

（2）水平旋喷桩咬合厚度的选择
相邻桩间咬合厚度的大小应根据桩径和桩长来进行选择，如果桩较长，桩径较大，则咬合厚度可以大一些；反之则应小一些。

一般水平搅拌桩的咬合厚度以5cm为宜。

（3）水平旋喷桩外插角的选择
由于前后环桩之间存在一个搭接问题，故水平搅拌桩不能沿隧道轴线方向钻进，必须向外偏移一个角度，这就是常说的外插角。

水平搅拌桩的外插角应根据桩长、桩径及两环桩之间的搭接长度和搭接间隙大小经计算而选定。

对于侧墙部位的桩，其外插角直接采用计算值就可以；对于拱部的桩考虑到钻杆自重的作用可能桩底会向下偏移，其外插角可以在计算值的基础上再增加0.5度。

（4）水泥浆液的配比，送浆压力和水泥掺量
①注浆压力为：进钻压力为3.0～5.0Mpa
退钻压力为15～20MPa
②第一次注浆浆液水灰比控制在0.3
第二次注浆浆液水灰比控制在0.5～1.0。

3.2.3.5加固钢筋的安装
在旋喷桩旋喷施工完成后，立即进行加固钢筋的安装，加固钢筋采取直径28mm的螺纹钢筋，长度同旋喷桩桩长。

安装时，应牢固固
定在钻机上，边旋转边压入。

钢筋长度分4m一段，搭接采用搭接焊，焊接和焊条质量必须满足相关的规范要求。

3.2.3.6施工空间要求
施工旋喷桩需有足够的施工空间，单排桩施工隧道在12m（19m 每段的）或11m（18m每段的）范围内沿原隧道边线位置边墙和拱顶分别外扩30cm、60cm的施工空间，以便放置施工钻机。

按照设计要求，在距需打旋喷桩的里程5m处开始做扩大断面，做到预定的里程点封堵掌子面，由于旋喷桩注浆时的压力很大，所以掌子面的封堵厚度不能小于200mm厚，并在上下拱部挂Ф6@10×10cm钢筋网，如果土质自稳能力差，则需加设水平格栅（间距500mm）挂网封堵。

3.2.3.7水平旋喷的计算
（1）水平旋喷桩的根数与长度的计算
N=L/&
注：N-水平旋喷桩根数
L-弧长（m）
&-水平旋喷桩中心间距（m）
旋喷桩长度计算
L=NxS（以实际测量为准）;
注：S-单根旋喷桩长度（m）
（2）一次注入浆量（经验公式）
f=1.2×3.14×r2×L
注：r-旋喷桩直径
3.2.4安全环保措施
3.2.
4.1安全
1、施工前，施工管理操作人员应认真学习地质勘察报告，熟悉施工部位的土质情况和地质情况。

2、施工前，施工管理操作人员应认真熟悉物探勘察报告，熟悉施工区段的各种地下管线，并对其做出相应的标志和保护措施。

3、施工中，施工操作人员和特种作业人员必须穿好相应的安全劳保用品。

4、设备维修人员应定期检查维修设备，并做好相应的记录。

5、水平钻机成孔注浆时，控制好钻机速度，操作人员应相互观察设备的运转情况，尤其是操作液压泵的人员应仔细观察钻机和人员的状态。

6、施工人员运送钢筋时应单人运送单根钢筋下井后再运送下一根。

7、操作高压泵人员，须经常检查管路、接头，注浆时需随时注意泵压，注浆管周边不得站人。

3.2.
4.2环保
1、施工水泥必须堆放在专用水泥棚内，并码放整齐。

用完的水泥袋清理干净。

2、施工完后，旋喷桩废液必须清理干净。