关于旋喷桩施工技术在盾构端头加固工程中的应用研究

对于旋喷桩施工技术在盾构端头加固工程中的应用研究
【纲要】盾构端头的加固是盾构始发、抵达的一个及其
重要的构成部分，在盾构施工过程中，洞门塌方事故时有发
生，端头加固的成功与否直接影响到盾构可否安全始发、抵
达。

鉴于此，本文联合某工程盾构端头加固工程实践，就盾
构端头土体加固的施工重点进行了商讨，可供同行参照。

【重点词】盾构施工；端头加固；旋喷桩施工
1工程概略
某工程北端头为盾构始发井，加固范围为6m×12m，旋喷桩数目左右线各220 根，共 440 根；南端头为盾构接收进，加固范围为8m× 12m，旋喷桩数目左右线各300 根，共 600根。

旋喷桩设计加固长度为10m，桩径 800mm ，桩间距为600mm 梅花形部署，相邻桩体咬合200mm 。

2施工方法
2.1 施工原理
高压发射注浆法是利用钻机把特别喷嘴的注浆管钻进
土层的预约地点后，以高压设备使浆液或水成为高压流从喷
嘴中发射出来，冲击损坏土体；同时钻杆以必定的速度向上
旋转提高，使浆液与土颗粒强迫冲击和搅动，待浆液凝结后，
使注入的浆液和土拌和形成新的固结体。

2.2 施工流程
旋喷桩施工工艺流程如图 1 所示。

（1）平坦场所①挖好排浆沟，设置暂时设备；②消除
施工范围之内的建筑垃圾和杂物，并对地面进行
平坦压实。

（2）丈量定桩位
按规定对施工场所的基准点、基轴线及水平点实行引进，
经频频查对及各方签证后方可使用。

要把标定的基准点做出
显然的标记和编号，同时还要做好保护工作。

使用全站仪等，采纳极坐标法进行桩位的放样。

对施工范围内的所有的桩进
行丈量定位，还要做好显然坚固的桩位标记，做好丈量记录，以便复核。

（3）钻机就位
把钻机安装到设计桩位地点，钻杆头必定要瞄准孔位中
心。

为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后，还要
做水平校订，钻机钻杆应采纳钻杆导向架进行定位，使钻杆
轴线垂直瞄准钻孔的中心地点，其倾斜度不得大于0.5%，钻
头对正桩位中心，对点偏差不大于 20mm ，钻杆与钻孔方向应
保持一致。

（ 4）钻孔插管
钻孔插管的目的是为将喷嘴注浆管插入预约的土层中，
钻孔与插管同时施工为一道工序，钻孔过程中作好详尽的钻
孔记录。

插管过程中，为防备泥砂拥塞喷嘴及塌孔，采纳边
射水边插管的方法。

开始钻孔时，发射水压力0.5MPa 提高
到。

一根钻杆用完后，停止射水，接长钻杆，持续施钻直抵
达到设计标高为准。

射水成孔的同时插管至设计桩底
标高地点，此时水压不宜大于，以防因为压力过高造成坍孔。

（5）泥浆制备
浆液配合比由我单位项目部实验室负责设计，设计时必
须严格按要求配置水泥浆，水灰比为1：1，即每方水泥浆使用 730kg 水泥。

待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。

现场实质
使用的搅拌罐为？准× 1m，依照浆液 60cm 深搅拌量计算为，每罐的水泥使用量为 409kg。

（6）发射注浆①发射注浆前一定要检查高压设备和管
路系统，还要对
安全阀使用行进行判定，以保证其运转安全靠谱，注浆管接
头的密封环一定无损坏，密封性能优秀，注浆管及喷嘴内不
得有任何杂物。

②当发射注浆管插入预约深度后，由下而长进行发射注
浆，采纳的参数以下：
实喷长度范围（10～ 6m）
实喷长度范围（6～ 0m）
浆液压力：一般为20～ 30MPa，实质浆液压力依照现场试桩进行确立。

③旋喷使用的水泥一定为可是期、无结块，采纳 42.5 普通硅酸盐水泥，浆液易在旋喷前半小时之内配制，搅拌时间
不得少于 10 分钟，浆液一定搅拌平均，浆液存留不得超出4小时，当未用完的浆液超出 4 小时，经过试考证明其性能符
合要求后方可使用，水泥浆比重控制在。

（ 7）冒浆办理
在喷浆过程中，冒浆量必定要控制在20%注浆量之内，大于 20%或许完整不冒浆时，务必需查明原由并采纳相对应
的挽救举措。

造成冒浆过大的主要原由：有效发射范围与注
浆量不相适应，注浆量大大高出喷浆固结所需要的浆量造成
的。

要想减少冒浆，应采纳提高发射压力，或许加速旋转速
度。

同时为了保证桩质量，对冒了地面的浆液将不再利用。

针对不冒浆应采纳的举措：其一，在浆液中掺入适当的速凝
剂，以达到缩短固结时间，使浆液在必定的土层范围内凝结；
其二，在地层缝隙地段增大注浆量，填满缝隙后方可再持续
正常喷浆。

发射过程中钻杆的旋转和提高一定一直保持连续
不停，假如发生故障，应该立刻停止提高和旋喷，以防备桩
体中止，同时立刻进行检查来清除故障
（ 8）拔管、冲刷
拔管与冲刷当发射提高到停灰面高度后，立刻结束旋喷、
拔出注浆管，用清水完全冲洗泥浆泵、高压泵和管路、管内、机内不得残余的浆液和其余杂物，在机具冲刷时禁止泥浆到
处漫溢。

（9）桩机移位
待所有的旋喷机注浆管提到地面后，第一封闭电机，然
后将桩机移至下一桩位，重复上述施工过程。

3施工存在问题及原由剖析
旋喷桩施工前固然打设了试桩，但察看范围仅限于土层，
未察看到砂层中的成桩状况，所以施工时未考虑砂层中的浆
液配比，致使砂层中成桩强度过高造成盾构没法掘进。

4挽救举措
4.1 桩体破裂拔掉
依据工程特色，考虑到设备的垂直度、刀头受力平均程
度、刀头磨损等要素，联合阻碍物的特别性，针对本工程须
碎除的旋喷桩状况，采纳全入口的RT-200H 型 360°全展转套管钻机进行地下阻碍物的消除施工。

依据 360°全展转套管钻机施工要求，还需装备55t 吊车（带自由落钩功能）一台，发掘机一台，其余小型配套设
备若干。

依据直径 0.8 米的桩径，采纳直径为 2.0 米的双壁中空钢套管将桩体整体套入，分段碎除。

采纳直径 2 米套管钻进8～10m 后，经过履带吊采纳冲
抓斗将套管内渣土抓出，抓取套管内土时，注意丈量管内土
面高度，保证土面距离刀头3～5m。

露出旋喷桩桩头后，在套管内壁和桩体外壁间插入楔形锤，钻机驱动套管旋转时，经过楔形锤带动套管内桩体转动，将桩体扭断，依据过去施工经验扭断的桩体长度一般为1米～ 2 米左右，而后吊出楔形锤，再下钢丝绳套或采纳冲抓
斗将扭断的桩体拿出，以此类推，直至设计标高。

地下阻碍物完整消除完成后，即进行套管内土体回填施工，回填采纳三七灰土，达成后回填夯实达成后的土体强度
达到。

4.2 垂直深孔注浆
（1）浆液种类：水泥、水玻璃双液浆，水泥浆：水玻
璃（体积比） =1：1，水泥：水 =1：，水玻璃：水 =1： 1；
（2）浆液扩散半径：深孔注浆为 R=500mm，注浆孔间距1m × 1m 交织部署；
（3）注浆压力：对深孔注浆的初压为～，
终压为，在终压状态下当每分钟进浆量小于 3L 或注浆压力在终压状态逐渐高升可停止注浆；
（4）加固长度：对地面以下 7m 范围内土体进行加固；
（ 5）注浆量：每孔注浆量应控制在2m3 左右。

5结束语
综上所述，跟着我国地铁建设的迅速发展，地铁盾构施
工获得宽泛应用。

但是端头加固是盾构始发、抵达技术的最
为重要的一个环节，端头加固的成败直接关系到盾构可否安
全始发、抵达。

所以一定做好端头加固施工控制，才能保证
盾构施工的顺利进行。

而高压旋喷注浆拥有使加固体强度高、加固后土体平均、加固体形态可控、经济适用以及在施工过
程中基本无环境污染等长处，在本工程中将获得极好的运用。

【参照文件】
[1]石文广，李伟 .杭州地铁 1 号线区间盾构出入洞端头地层加固施工技术 [J].交通标准化， 2010，27（ 06）：31-33.
[2]孙平利，任金涛 .盾构始发和抵达端头井的土体加固施工技术 [J].建筑施工， 2011， 28（ 05）： 118-119.
[3]王世君，叶雅图 .盾构始发端头地层加固形式商讨 [J]. 都市快轨交通s， 2011， 31（04）： 57-58.
[4]蒋宿平，隆威 .旋喷桩施工技术参数设计研究 [J].勘探科学技术， 2009（5）： 45～47.
[责任编写：杨玉洁 ]。