高压旋喷和摆喷在临沂市三河口隧道工程中的应用

【摘要】临沂三河口隧道工程为山东省第一条穿越内河隧道，穿越祊河，是典型的水下隧道，施工期间采用两期围堰的形式导流，在围堰以高压喷射灌浆技术形成截渗墙减少基坑内的渗漏水，从而降低排水量，保证工程的正常施工。

【关键词】旋喷；摆喷；截渗墙

1、引言

临沂市三河口隧道为水下隧道，区域内的地层主要为第四系河流相冲洪积粘性土、砂土等覆盖层，整条隧道采用明挖法施工，主要采用围堰挡水，为了保证施工围堰能满足满足防水、防渗的功能要求，通过高压喷射旋喷和摆喷形成截渗墙，达到围堰内施工要求。

2、三河口隧道工程的截渗方案选择

因高压旋喷的防渗效果稍优于高压摆喷，防渗墙的厚度也比高压摆喷大，对防渗和强度要求较高的防渗墙应首先考虑采用高压旋喷工艺。因此主河道内采用旋喷。由于旋喷与摆喷相结合既能满足防渗和强度要求，工程造价较略低于单独旋喷，所以主河道以外采用旋喷与摆喷结合。

3、施工工艺

3.1 孔位布设

3.1.1 旋喷与摆喷结合施工布孔：

在隧道开挖边线两侧，布设一排高喷孔，采用旋喷与摆喷相结合形成截渗墙，孔间距为1.2m，入岩0.5m。高喷采用两管法施工。高喷灌浆分两序进行。先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔。Ⅰ序孔为旋喷、Ⅱ序孔为摆喷，施工程序为钻孔、下置喷射管、喷射提升、成桩成板，形成一道连续截渗墙。

3.1.2 旋喷施工布孔：

在隧道边墙（桩号1+190、0+540）两侧，布设一排旋喷孔与素砼板墙相结合形成截渗墙，孔间距为0.8m，最小搭接长度0.15m，入岩0.5m。高喷采用两管法施工。高喷灌浆分两序进行。先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔。施工程序为钻孔、下置喷射管、喷射提升、成桩成板，形成一道连续墙。

4、施工方法

4.1 浆液

（1） 高喷灌浆所采用的水泥品种和标号，根据工程目的和需要确定。采用普通硅酸盐水泥，其标号32.5级。

（2）高喷灌浆所用水泥符合有关质量标准，施工过程中抽样检查。不使用受潮结块的水泥。

（3）高喷灌浆用水采用沂河河水。

（4） 高喷灌浆浆液使用水泥浆。

4.2 机具和设备

4.2.1 高喷灌浆机具

造孔采用XY-2型地质钻机，高压喷射灌浆采用GP-5高喷台车，辅以高压灌浆泵、空压机、水泥浆搅拌机等。

4.2.2 高喷灌浆设备

A、搅拌机的性能和搅拌能力与所用浆液类型和需浆量相适应，且能保证浆液拌制均匀。

B、储浆桶能满足连续供给高喷灌浆浆液的需要。

C、灌浆泵和高压水泵的性能与所灌介质的类型、浓度和供浆量、供水量相适应，其额定压力不小于设计规定压力的1.2倍。

D、在各类泵或输送管路上安装压力表以检测压力。使用压力在压力表最大标值1/3～3/4之间。压力表定期进行检定，不合格的严禁使用。

E、空气压缩机的供风量和额定压力不小于设计规定值；供风管路上设有测量风量的仪表。

F、高喷台车的旋转、提升速度和摆动角度能满足设计要求，并与孔深相适应，采用无级调速高喷台车和高塔架台车。

Ⅰ序孔完成，做相邻Ⅱ序孔的时间间隔≥24h

5、具体操作流程

见图3。

（1）定孔

在平面上按设计孔位进行放线定位，按Ⅰ序孔、Ⅱ序孔进行编号。先施工Ⅰ序孔。

（2）造孔

将钻机移至放好的孔位上，使钻头中心对准孔位中心，调平钻机。泥浆护壁钻孔。钻进过程中必须随时注意观察钻机的工作情况，以便发现问题及时纠正，直至钻至入岩0.5m。

（3）下喷射管

将高喷台车移至孔位、对准孔位中心，先进行地面试喷。为防止气喷嘴堵塞，下管前可用胶布包扎，可用1Mpa水压下管，下到设计深度后，用水平尺检查垂直度。

（4）制浆

制浆站严格按照监理人批准的水灰比1.3：1配制并拌制水泥浆。每罐测量一次浆液比重，并详细记录。在灌浆过程中连续搅拌，浆液过筛后使用。

A、 制浆材料称量可采用重量或体积称量法，其误差不大于5%。

B、水泥浆的搅拌时间，使用高速搅拌机不少于30s；普通搅拌机不少于90s。自制备至用完的时间少于4h。

C、浆液在过筛后使用， 并定时检测其密度。

D、浆液温度控制在5～40℃之间。

E、喷射提升

喷管下至设计深度后，送入符合要求的气、浆，待孔内浆液冒出孔口后，随即按旋（摆）喷的工艺要求提升注浆管，由下而上注浆。

F、回灌

待喷射管提出地面后，在原孔位利用水泥浆进行回灌，直至孔内浆液面不下降为止，以确保施工质量。

G、冲洗

喷射结束后，及时将各管路冲洗干净，以防堵塞。

6、施工质量控制方法

（1）在施工前，做好技术交底，明确技术措施。

（2）施工前根据现场环境和地下埋设物的位置等情况，复核高压喷射注浆的设计孔位。精确测量放样，孔位误差小于50毫米，钻孔深度入岩0.5米，成孔偏斜率小于0.5%。

（3）钻孔至岩面内0.5m后提钻，报请监理工程师核实孔深。

（4）对浆液配比严格控制，做到挂牌施工，每盘检测一次浆液比重。

（5）认真做好各桩的施工记录和工程意外情况。

（6）认真组织开展施工班组的质量自检、互检、交接班检查，严格奖惩制度。

（7）实行岗位责任制，贯彻全面质量管理。

（8）特殊情况处理

a塌孔：在钻孔时，出现塌孔或不返水，查明原因，详细记录层深。处理方法用粘土充填固壁，以顺利成孔和保证孔壁稳定。

b噴浆中断：在喷浆过程中，供浆必须连续，一旦中断，将喷浆管下沉到停浆点以下进行复喷，保证桩体的完整性。

c冒浆：在喷射注浆过程中，观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。二重喷射注浆，冒浆量小于注浆量20%为正常现象；超过20%或完全不冒浆时，查明原因并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可增大注浆量；如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回旋速度。对冒浆妥善处理：对施工时从孔冒出的浆液引流流入沉淀池中。

d凹浆处理：及时进行回灌处理。

7、结束语

临沂三河口隧道工程采用高喷灌浆技术方案形成截渗墙，方案技术先进可靠、经济合理。通过高喷截渗墙的构筑，减少了基坑内的渗漏水，取得了非常理想的效果，保证了工程的顺利进行，也为其他类似工程提供了成功的经验。

参考文献：

[1]上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司.临沂市三河口隧道工程.[R]2012

[2]郑全明.砂土地层中高压旋喷和摆喷防渗效果检验分析[J].地下空间与工程学报，2008，4（4）：653-656

[3]王其升.高压摆喷灌浆技术在围堰防渗中的应用[J].岩石力学与工程学报2004，23（2）：5248-5252

作者简介：

付用坤（1979—），男，山东临沂水利工程总公司，工程师。