水平旋喷桩工法介绍——围岩加固措施
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水平旋喷
软弱地层超前支护的有效方法
水平旋喷的主要方法：
1、CCP-H工法 单管扩径 后发展有双管、三管旋喷 2、RJFP工法 固结体中插入钢筋或钢管 3、MJS工法（太复杂，国内少用） 增设排泥机构，采用七管旋喷法
旋喷原理：
水平旋喷桩是以高压泵（ > ３０ＭＰ）为动力源 , 通过水平钻机钻杆、喷嘴把配制好的浆液喷射到土体 内。喷射流以巨大的能量将一定范围内的土体切削 ,并 在喷嘴作缓慢旋转和进退的同时切割土体 ,强制土颗粒 与浆液搅拌混合。浆液凝固后,形成水平圆柱状水泥土 固结体即水平旋喷桩 , 当旋喷桩相互咬合后 , 便以同心
圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷帷幕体 ,
起到防流砂、抗滑移、防渗透的稳定拱壳保护作用。
适用范围
软弱地层，特别是含水软弱地层，如：
淤泥层、粘性土、砂类土、泥页岩、砂砾
层、破碎带等。
水平旋喷的成桩性
高压浆液切割破坏地层，并臵换或混合地层， 形成水泥和岩土组成的流塑体，最终固结成水平 桩。
水平旋喷的成拱性
在隧道开挖轮廓线之外及附近，固结的水平 桩相互咬合搭接，规则排布成类似水平放臵的地 下连续墙，形成近似圆（弧）形拱壳。
施工设备：
1、水平钻机、泥浆泵 2、钻具（钻杆、钻头、喷头） 3、搅浆机、储浆罐、高压泵 4、导向仪器
工艺流程
人机料准备
测量
机具就位
开孔及孔口管安设
导 向
水平钻孔
回撤旋喷
插管补注
水平旋喷特点：
1、可控性。水平旋喷桩的浆液大多局限在土体破坏范 围内,浆液注入部位和范围可以控制,可通过调节注 入参数获得满足设计要求的固结体。
2、均匀性。喷射流在能量衰减前交汇,切削能量在碰 撞点相互抵消,在比桩心到碰撞点距离大的地方, 射流无能力切削土体,加固体均匀程度好。
3、成本低、效率高。由于限定注入范围,注入量大幅 减少,水泥用量仅为成桩体积的30-40％ , 施工速 度快。 4、具有提高复合土体强度、防渗、抗滑、预支撑等多 重效果。
旋喷过程控制：
1、施工时按设计要求 ,分孔计算每根桩的偏角和 仰角,使钻机精确定位。 2 、成孔精度是旋喷质量的关键。采用导向钻进 的方法才能保证精度打设超过20米。 3、钻至设计深度后回撤旋喷 ,当浆液从喷嘴喷出 并达设计压力后开始旋喷 ,在底部可根据需要 定喷封底。 4 、根据地层情况合理确定施工参数和采取相应 措施，保证工程安全。 5 、在掌子面适当选择不同的参数进行对比，为 后续施工提供依据。 6、做好施工组织，提高工效。
旋喷经验参数：
1、钻杆回撤速度:15～25cm/min
2、水泥浆配合比:1:1
3、每延米水泥用量:按成桩体积的30％计
4、旋喷压力:３5～４０ MPa
5、旋喷桩径 单管：４０－６０ｃｍ 双管：７０－８０ｃｍ
存在问题：
水平旋喷桩在国外隧道施工中应用很广泛。 特别是在软弱围岩及在富水情况下需要对掌子面 前方核心土进行加固或对隧道周围进行封水时， 水平旋喷是非常有效的。在国内虽已有不少尝试 但很少有成功的例子。这主要有如下几个方面的 原因：
施工工艺不过关
水平旋喷的最主要的特点是喷射混凝土的压 力非常大，现在一般旋喷的压力都超过了30MP。 施工中从搅浆到喷出的各个环节容易产生故
障，常有泄漏或堵塞情况发生，成桩质量不能保
证
打设精度低
水平旋喷多用于隧道周围的封水，防止开挖
时产生涌水涌沙。这样相邻的桩之间一定要咬合
到位，即水平旋喷桩在打设时要保证角度一致。
目前国内的钻机定位及打设过程中较难保证
机械化程度低
隧道施工的工期要求越来越高，特别是工序
转换频繁时对工效要求更高。目前国内的水平旋
喷的相关机械及钻具的整体水平还很低。
没有专业的施工队伍
水平旋喷的最重要内容是成孔，往往因地
层因素成孔很困难 。因此根据不同的地质情况
采取合适的施钻方法，保证不抱钻并能不扰动
地层的情况下防水堵漏，使旋喷顺利进行是工
作的难点。专业化的施工队伍是水平旋喷的关 健。
结论
1、优化施工工艺，保证成桩质量 2、采用导向技术，一次施作长距离 3、改进设备钻具，提高施工效率
相关图片
桩体啮合效果
谢谢！
北京首尔工程技术有限公司 2009年６月
软弱地层超前支护的有效方法
水平旋喷的主要方法：
1、CCP-H工法 单管扩径 后发展有双管、三管旋喷 2、RJFP工法 固结体中插入钢筋或钢管 3、MJS工法（太复杂，国内少用） 增设排泥机构，采用七管旋喷法
旋喷原理：
水平旋喷桩是以高压泵（ > ３０ＭＰ）为动力源 , 通过水平钻机钻杆、喷嘴把配制好的浆液喷射到土体 内。喷射流以巨大的能量将一定范围内的土体切削 ,并 在喷嘴作缓慢旋转和进退的同时切割土体 ,强制土颗粒 与浆液搅拌混合。浆液凝固后,形成水平圆柱状水泥土 固结体即水平旋喷桩 , 当旋喷桩相互咬合后 , 便以同心
圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷帷幕体 ,
起到防流砂、抗滑移、防渗透的稳定拱壳保护作用。
适用范围
软弱地层，特别是含水软弱地层，如：
淤泥层、粘性土、砂类土、泥页岩、砂砾
层、破碎带等。
水平旋喷的成桩性
高压浆液切割破坏地层，并臵换或混合地层， 形成水泥和岩土组成的流塑体，最终固结成水平 桩。
水平旋喷的成拱性
在隧道开挖轮廓线之外及附近，固结的水平 桩相互咬合搭接，规则排布成类似水平放臵的地 下连续墙，形成近似圆（弧）形拱壳。
施工设备：
1、水平钻机、泥浆泵 2、钻具（钻杆、钻头、喷头） 3、搅浆机、储浆罐、高压泵 4、导向仪器
工艺流程
人机料准备
测量
机具就位
开孔及孔口管安设
导 向
水平钻孔
回撤旋喷
插管补注
水平旋喷特点：
1、可控性。水平旋喷桩的浆液大多局限在土体破坏范 围内,浆液注入部位和范围可以控制,可通过调节注 入参数获得满足设计要求的固结体。
2、均匀性。喷射流在能量衰减前交汇,切削能量在碰 撞点相互抵消,在比桩心到碰撞点距离大的地方, 射流无能力切削土体,加固体均匀程度好。
3、成本低、效率高。由于限定注入范围,注入量大幅 减少,水泥用量仅为成桩体积的30-40％ , 施工速 度快。 4、具有提高复合土体强度、防渗、抗滑、预支撑等多 重效果。
旋喷过程控制：
1、施工时按设计要求 ,分孔计算每根桩的偏角和 仰角,使钻机精确定位。 2 、成孔精度是旋喷质量的关键。采用导向钻进 的方法才能保证精度打设超过20米。 3、钻至设计深度后回撤旋喷 ,当浆液从喷嘴喷出 并达设计压力后开始旋喷 ,在底部可根据需要 定喷封底。 4 、根据地层情况合理确定施工参数和采取相应 措施，保证工程安全。 5 、在掌子面适当选择不同的参数进行对比，为 后续施工提供依据。 6、做好施工组织，提高工效。
旋喷经验参数：
1、钻杆回撤速度:15～25cm/min
2、水泥浆配合比:1:1
3、每延米水泥用量:按成桩体积的30％计
4、旋喷压力:３5～４０ MPa
5、旋喷桩径 单管：４０－６０ｃｍ 双管：７０－８０ｃｍ
存在问题：
水平旋喷桩在国外隧道施工中应用很广泛。 特别是在软弱围岩及在富水情况下需要对掌子面 前方核心土进行加固或对隧道周围进行封水时， 水平旋喷是非常有效的。在国内虽已有不少尝试 但很少有成功的例子。这主要有如下几个方面的 原因：
施工工艺不过关
水平旋喷的最主要的特点是喷射混凝土的压 力非常大，现在一般旋喷的压力都超过了30MP。 施工中从搅浆到喷出的各个环节容易产生故
障，常有泄漏或堵塞情况发生，成桩质量不能保
证
打设精度低
水平旋喷多用于隧道周围的封水，防止开挖
时产生涌水涌沙。这样相邻的桩之间一定要咬合
到位，即水平旋喷桩在打设时要保证角度一致。
目前国内的钻机定位及打设过程中较难保证
机械化程度低
隧道施工的工期要求越来越高，特别是工序
转换频繁时对工效要求更高。目前国内的水平旋
喷的相关机械及钻具的整体水平还很低。
没有专业的施工队伍
水平旋喷的最重要内容是成孔，往往因地
层因素成孔很困难 。因此根据不同的地质情况
采取合适的施钻方法，保证不抱钻并能不扰动
地层的情况下防水堵漏，使旋喷顺利进行是工
作的难点。专业化的施工队伍是水平旋喷的关 健。
结论
1、优化施工工艺，保证成桩质量 2、采用导向技术，一次施作长距离 3、改进设备钻具，提高施工效率
相关图片
桩体啮合效果
谢谢！
北京首尔工程技术有限公司 2009年６月