盾构井端头处理工艺作业指导书

盾构井端头处理工艺

作业指导书

3.1.1 工艺概述在盾构始发或到达之前，一般要根据洞口地层的稳定情况评价地层，并采取有针

对性的盾构

端头处理措施。端头处理一般采取如“固结灌浆”、“冷冻法”、“插板法”等措施进行地层加

固处理。选择加固措施的基本条件为加固后的地层要具备最少一周的侧向自稳能力，且不能有地下水的损失。常用的具体处理方法有高压旋喷桩法、深层搅拌桩法、冷冻法等。选择哪一种方法要根据地层具体情况而定，并且严格控制整个过程。

一、高压旋喷桩法高压旋喷桩法是在化学注浆法的基础上，采用高压水射流切割技术而发展

起来的。高压喷射

注浆就是利用钻机钻孔，把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后，以高压设备使浆液成为20M pa以上的高压射流，从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。当能量，速度快呈脉动状的喷射动压超过土体结构时，土粒便从土体上剥落下来。部分细小的土料随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力，离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基，从而提高地基承载力，减少地基的变形，达到地基加固的目的。

二、深层搅拌桩法深层搅拌桩法是通过特制的深层搅拌机械，在地基中就地将软粘土（含水

量超过液限、无侧

限抗压强度低于0.005 兆帕）和固化剂(多数用水泥浆)强制拌和,使软粘土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的地基土。根据上部结构的要求，可对软土地基进行柱状、壁状和块状等不同形式的加固。

三、冷冻法冷冻法是使土体中水分冻结，整个冻结范围内土体暂时形成有相当强度的冻结固

体，在这种

冻结固体支护下，拆除洞口封门，待掘进设备进入洞门圈内、洞口密封装置安装完毕、洞口施工时的密封性能建立后再解冻，进入正常进出洞施工。

3.1.2 作业内容一、高

压旋喷桩法

高压旋喷桩法作业内容包括：测量放线定位,引钻钻机就位,钻进成孔,检查成孔质量,启动空

压机送水,下喷射管,浆液配制泵送,高喷作业,提升摆动,移位回灌. 二、深层搅拌桩深层搅拌桩作业内容包括：测量放线，就位对中，预搅下沉，喷浆、搅拌、提升，重复搅拌，

清洗机具管线，移至下一桩位。三、冷冻法冷冻法主要作业内容包括：冻结孔钻进，冻结器安装，施工机房、基础，冻结站安装，盐水

系统安装、保温，充R22、化C ac l2、试运转，积极冻结，探孔，维护冻结，开挖构筑，封孔、注浆。

3.1.3 工艺流程图

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一、高压旋喷桩工法

测量放线定

引钻钻机就位

检查成孔质量

钻进成孔

启动空压机送水

下喷射管

浆液配制泵送

高喷作业观察高喷参数

提升摆动

移位回灌孔内保持满浆

下一循环开始

图3.1.3-1 旋喷桩施工工艺流程图

二、深层搅拌桩工法

测量放线

就位对中

制备水泥浆预搅下沉

循环

喷浆、搅拌、提升

重复搅拌

清洗机具管线

移至下一桩位

结束施工

图3.1.3-2 深层搅拌桩施工程

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三、冷冻法

施工准备

冻结孔钻进施工机房、基础

冻结器安装冻结站安装

盐水系统安装、保温

充R22、化C acl2、试

积极冻结

探孔

设备保养

维护冻结开挖构筑

封孔、注浆

竣工

图3.1.3-3 冷冻法施工流程图

3.1.4 工序步骤

一、高压旋喷桩工法

1.场地三通一平施工前应保证场地的三通一平，

确保用电安全。

2.桩位测设桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得

大于50mm.

3.试桩及确定工艺参数为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前进行试

桩，以校验施工工艺参数

是否合理，现根据工程经验提出试桩用工艺参数如下：

⑴注浆管：提升速度12～18cm；旋转速度10～20r/mi n.

⑵水：压力20～25Mp a；流量85L/m in.

⑶浆液压力：≥20Mpa；流量＞60L min.

⑷空气：压力0.5～0. 9M pa；流量0.7m3/mi n.

⑸水灰比：1：1

4.钻机就位钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜度不得

大于1.5%.

5.钻孔

单管旋喷常使用76 型旋转振动钻机，钻进深度可达30m 以上，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层，当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔。钻孔的位置与设计位置的偏差

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不得大于50mm.

6.插管

插管是将喷管插入地层预定的深度。使用76 型振动钻机钻孔时，插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地质钻机钻孔完毕，必须拔出岩芯管并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MP a，若压力过高，则易将孔壁射塌。

7.喷射作业当喷管插入预定深度后，由上而下进行喷射作业，技术人员必须时刻注意检查浆液

初凝时间、

注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。

当浆液初凝时间超过20h 应及时停止使用该水泥浆液（正常水灰比1：1，初凝时间为15h

左右）

8.冲洗喷射施工完毕后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常

把浆液

换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

9.移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上。

二、深层搅拌桩工法

1、钻机定位移动深层搅拌机到指定桩位对中，调整塔架丝杆或平台基座，使搅拌轴保持垂直。

一般对中

误差不超过2c m，搅拌轴垂直度偏差不超过1.5%。

2、配置浆液浆液采用P.O42.5普通硅酸盐水泥配置，水泥掺入量按照7%～18%进行控

制，水灰比控制

0.45～0.55之内，具体用量根据现场试验进行调整。施工过程中严格按配合比拌浆，使用经核定准的定量容器加水；充分拌合水泥浆，每次投料后拌合时间不得少于3m in。

3、钻进搅拌钻机就位经检查符合要求后，进行钻进搅拌，钻进至桩底设计标高后停

止下沉操作。

4、提升搅拌喷浆钻进至桩底标高后，边进行搅拌边压入水泥浆液，在浆液进入土体内后，钻

头在原地喷浆搅

拌30秒，然后提升搅拌，提升搅拌过程中压入浆液。根据设计要求的成桩试验结果调整灰浆泵压力档次，使喷浆量满足要求。将搅拌头自桩端反

转匀速提升搅拌，并继续喷入水泥浆，提升喷浆至设计高度。

5、重复钻进搅拌完成提升搅拌喷浆后，操作搅拌头钻进搅拌，至设计标高后停止下沉操作，

原地喷浆15秒。

6、复喷提升搅拌完成重复钻进搅拌后，将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌，并继续喷入水泥

浆，搅拌提升至

直至地面。

7、成桩、钻机移位成桩完毕，清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口，桩机

移至另一桩位施工。三、冷冻法

1.定位开孔及孔口管安装在砼管片上用开孔器（配金刚石钻头取芯）按设计角度开孔，冻

结孔开孔误差不大于100m m，开孔直径

130㎜，当开到深度300㎜时停止钻进，安装孔口管。

2.孔口装置安装

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