地鐵盾構始發端頭地層旋噴加固施工技術
交通科技
作者：姚念軍
摘要：文章通過西安地鐵某站盾構始發端頭地層旋噴加固施工，闡述了單管旋噴注漿法加固地層施工技術在地鐵施工中的應用。
關鍵詞：地鐵施工；盾構始發端頭；地層旋噴加固；單管旋噴注漿法；工程地質；水文地質 文獻標識碼：A
中圖分類號：U455 文章編號：1009-2374（2015）23-0113-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.058
1 概述
西安地鐵某車站為地下兩層島式車站，盾構始發端頭位於勞動路站西端，為了保證盾構始發時盾構井土體的穩定，此處采用旋噴樁對地層進行加固。
2 工程地質和水文地質
2.1 工程地質
工程所在地為皂河二級階地，根據地質鑽探揭露，地基土的組成自上而下為：人工填土；晚更新統風積新黃土、殘積古土壤；晚更新世及中更新統衝積粉質黏土及砂類土等。
2.2 水文地質
車站淺部主要地層為第四係晚更新統風、殘積和衝、洪積層。地下水穩定水位埋深約9.5～10.3m，穩定地下水標高為390.71～391.52m。豐水期（10～3月）間，地下水位會有所上升；旱季期間，地下水位會有所下降，水位年變化幅度約2m。地下水位主要為第四係空隙潛水，第四係空隙潛水補給源主要為大氣降水、地下徑流與生活排汙滲入補給。地下水流向為自南向北。
3 設計與施工參數
盾構始發井處地層采取梅花形布置的Φ800@600旋噴樁進行土體加固。加固範圍：長6m，寬為左右線邊線外側各3m之間的範圍，加固深度範圍為隧道頂3m及隧道底3m。旋噴樁的主要工程數量為實樁4416m、空樁1840m。如圖1所示：
4 施工工藝和施工方法
4.1 旋噴樁施工工藝流程
4.2 施工方法
4.2.1 清理場地。采用人力或機械平整場地，並挖好排汙池及排汙溝，采用明顯標誌放出樁點。
4.2.2 鑽機就位。移動鑽機到設計孔位，調整好鑽機的垂直度，使鑽頭對準樁點，為防止鑽杆傾斜，可加重鑽杆的底部重量，並在鑽進過程中用水平尺隨時進行檢查。
4.2.3 射水試驗。鑽機就位後進行低壓射水試驗，壓力控製在0.5MPa，以檢查噴嘴是否暢通。
4.2.4 鑽孔。（1）鑽進。將已調試好的鑽機，移至設計孔位，並調整好垂直度，使鑽頭對準設計樁位中心。射水試驗合格後，即可開鑽；（2）鑽孔前應先調試鑽機、泥漿泵，讓設備正常運轉。校驗鑽杆長度，確保孔底標高滿足設計深度；（3）采用比重為1.2～1.3的護壁泥漿；（4）應對鑽孔垂直度進行檢查，保證成孔偏斜率控製在1%以內；（5）鑽孔過程中做好鑽孔記錄，保證鑽孔深度，以指導後期注漿施工參數。
4.2.5 製漿。（1）采用合格的42.5號普通矽酸鹽水泥、自來水，按選定的配合比進行配製；（2）按確定的配合比，首先將水加入桶內，再加入水泥，開動攪拌機拌合10～20min，經過濾網流入泥漿地，再用泥漿泵抽進過濾篩，進行第二次過濾，之後流入泥漿桶的漿液經高壓泵加壓，再用高壓管送至鑽機進行旋噴。
4.2.6 旋噴。
第一，主要技術參數：漿液壓力大於20MPa，漿液比重1.3～1.49，旋轉速度以20r/min為宜，提升速度0.2～0.25m/min，噴嘴直徑2～4mm。高壓泥漿泵壓力大於20MPa。注漿管外徑42mm。噴嘴直徑4mm。高壓膠管直徑19mm。提升速度200～250mm/min。漿液材料及配比42.5#普矽水泥，水灰比1∶1。
第二，旋噴作業：（1）成孔到達設計深度後，用噴射注漿管插入預定位置。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，需要邊射水邊插管，水壓控製在1MPa以內，避免壓力過大，將孔壁射穿。高壓水噴嘴要用塑料布包裹好，避免泥土進入管內；（2）注漿應自下而上、均勻提升，注漿過程中應保證注漿量和注漿壓力符合設計要求，確保管路筒的密封和暢通；（3）漿液應進行嚴格的過濾，防止噴射作業時堵塞，漿液水灰比為1∶（1～1.5），並根據實際情況調整；（4）經常用比重計測試漿液密度，當密度指標超標時，應立即停止噴注，並調整密度後進行繼續噴射；（5）噴射過程中，應經常檢查泥漿泵的壓力、鑽機鑽速、漿液流量，當冒漿量超過注漿量的20%時，需提高注漿壓力或複噴進行處理。如果不冒漿，則通過減緩提升速度或加大注漿量進行處理；（6）在噴射作業完成後應采用靜壓注漿，用漿液把孔注滿，並將冒漿回灌至孔內，直到漿液麵穩定為止；（7）地層加固範圍和加