高压旋喷桩止水帷幕施工方案

长江南京段上游过江通道左汊隧道浦口明挖段工程

高压旋喷桩止水帷幕施工方案

一、工程概述

（1）长江南京段上游过江通道左汊隧道浦口明挖工程里程LK3+376～LK3+479段基坑围护结构采用高压旋喷桩作为止水帷幕，高压旋喷桩桩径为φ800，根据高压旋喷桩试桩结果，选用二重管法施工。该里程段基坑两侧高压旋喷桩设计量为558根，桩长为相应里程围护钻孔桩冠梁顶标高伸至开挖基坑底下5m。

（2）工程地质条件：试桩所处地区地层从上至下主要为：②-3层粉质粘土、④层淤泥质粉质粘土、⑥层粉土。

二、施工流程及施工方法

旋喷桩是在普通化学注浆法的基础上发展起来的加固土体和止水帷幕的一种新方法，是采用高压射水切削土体，同时高压注入设计浆液对土体进行加固的一项技术。

（1）施工流程：旋喷桩施工过程中一般先用钻机引孔，用高压泵（一般为25MPa）将水泥浆液通过特殊注浆管端头的喷嘴（ф1.8），以高速喷入土层，喷嘴在喷浆液时，一面缓慢旋转（10rpm）、一面徐徐提升（10～15cm/min），高压喷出的浆液不断切削土层，并使强制切削下来的土体与浆液充分混合，最后在喷射力的有效射程范围内形成一个混合物圆形凝柱体，依据实际地质情况旋喷法采用的二重管法，即：同时压入水泥浆和压缩空气，使用φ73钢管为注浆管，喷射流为浆液，以25MPa 压力从喷嘴中喷出，直接冲击切削土体，达到水泥浆置换土体颗粒，满足设计要求。施工流程详见旋喷注浆施工工艺流程。

（2）施工方法：施工时首先用钻机引孔，再用旋喷机喷射，即先把浆液管下到预定加固范围最深点，然后自下而上进行高压喷射注浆切割土体，将开孔和灌注桩体同时进行，一次成桩，其工作步骤为：1）钻机就位：钻机需平置于牢固坚实的地方，钻杆对准孔位中心，偏差不超过5cm。

2）钻孔下管：钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置，在下管过程中，需防止管外泥砂或管内水泥浆小块堵塞喷嘴，可用胶带封死喷头，当注

浆喷头下到

预定位置（预定加固范围最深点），按照顺序往管内输送高压浆液和压缩空气，胶带将自动崩开。

3）制浆：根据不同地层选取不同注浆材料，本项目旋喷桩止水帷幕注浆材料采用海螺牌普通硅酸盐水泥（32.5#），水泥浆液的水灰比为0.8。

4）试管：

设备安装调试

高压旋喷注浆施工

平整场地

测放桩位

启动高喷台车

引孔施工造

浆定位试机

引孔钻进

启动空气压缩机

输送高压气流

主机钻进扩桩

钻孔扩桩结束

二重管同时启动并

浆

自桩底匀速旋转提速

高压喷浆至桩顶

单桩施工完毕

移机再施工

图旋喷注浆施工工艺流程

当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压，若注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。

5）高压注浆作业：高压射浆自下而上连续进行，注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转和提升速度等参数，应符合操作规程要求。若其它参数不变，提高喷射压力即射流能量大，加固范围则相应增大，效果好；若提升速度和旋转速度适当降低也可以增大加固半径，在射浆过程中参数可随土质不同改变，若参数不变，则容易造成材料浪费或降低旋喷效果。

6）喷浆结束与拔管：喷浆由下而上至设计高度后，拔出喷浆管，喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拔管要及时，切不可久留孔中，否则浆液凝固后将难以拔出。

7）注浆设备清洗：当喷浆结束后，立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。

四.施工机械设备及主要技术参数

设备名称设备型号数量备注

钻机XP-30 1台旋喷注浆

高压泵GZB-40B 1台旋喷注浆空气压缩机0.6-0.8 1台旋喷注浆

二重旋喷管73 1 套旋喷注浆

浆液制备机拌浆桶2台旋喷注浆

（2）二管旋喷施工主要技术参数如下：

项目参数

喷嘴直径（mm）φ1.8

旋喷速度（r/min）5～10

提升速度(mm/min) 10～15

高压泵

压力（MPa）25～30

流量（L/min）50～70（浆液）空压机

压力（MPa）0.7

水泥用量（每米）电动机转速

（r/min）

流量

（L/min）

提升速度

（cm/min）

备注

310kg 700 50.9 13.5 纯水泥浆

五、旋喷桩质量

（1）质量标准

1）保证项目

旋喷桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比符合设计要求。

检验方法：检查出厂证明、合格证、试验报告。

2）基本项目

高压旋喷桩桩体深度、直径、桩体强度和渗透系数等符合设计要求。

检验方法：钻孔取样检验和标准贯入试验，开挖检查。

冒浆体试块试验，取施工过程中冒浆体试验其物理性能，作为判断强度参数，所取冒浆体应选取喷射后期的即水泥与土混合状态较接近地下实际混合状态的冒浆体。检查桩体均匀性，可采取钻孔取芯的方法，该方法也可用来检验桩体的抗压强度。

3）允许偏差

旋喷桩的允许偏差和检验方法应符合下表的规定。

项目允许偏差检验方法

桩体中心位置50mm 拉线及尺量检查

钻孔垂直度 1.5H/100 吊线和尺量检查

（2）施工注意事项

1）钻机就位后应进行水平、垂直校正，钻杆应与桩位吻合，偏差控制在10mm内。

2）旋喷桩施工前必须确定旋喷施工参数：旋喷速度、提升速度、喷嘴直径等。

3）旋喷桩管达到预定深度后，应进行高压射水试验，合格后方可喷射浆液，待达到预定压力排量后，再逐渐提升旋喷管，深层旋喷时应先喷浆后旋喷和提升，防止注浆管扭断。

4）旋喷冒浆处理

冒浆：旋喷时高压喷射流在地基中切削土体，其加固范围就是喷射距离加上渗透部分长度为半径的圆柱体。一部分细小的土粒被喷射浆液所置换，随着液流被带到地面上（俗称冒浆），其余与浆液搅拌混合。

在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管冒出地面，通过对冒浆观察，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆者，应查明原因，采取相应的措施。

地层中有较大的空隙而引起不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，使浆液在一定范围内凝固。另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴直径、加快提升和旋喷速度等措施，减小冒浆量。

5）在插管旋喷过程中，要注意防止喷嘴被堵，压力和流量必须符合设计值，否则要拔管清洗，再重新进行插管和旋喷。使用双喷嘴时，若一个喷嘴被堵，则用复喷方法继续施工。插管过程中，为防止泥砂堵塞，可边射水边插管，水压力控制在1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以免泥土堵塞。