旋喷桩施工技术在铁路隧道中的应用

王瑞卿

摘 要：随着社会经济的不断发展，逐渐增加了铁路隧道建设数量。在施工期间最常见的使用技术就是旋喷桩技术，该项技术的优势特点主要表现在振动小，占地面积少，技术工艺简单以及施工方式简便等，既能够应用在场地狭窄区域，还可以应用在坡地等陡峭地区，因此广泛应用在隧道施工当中。随着隧道建设不断扩大建设规模，也加强对了质量安全的要求，因此需要研究和开发新型施工技术。本文主要是探讨分析旋喷桩施工技术在隧道中的应用，希望能够对公路施工建设起到一定的参考价值。

关键词：旋喷桩施工技术；铁路隧道；应用探讨

随着工程长期实践操作能够看出，大多数隧道工程建设期间应用旋喷桩技术能够有效加固地基，具有显著效果。旋喷桩技术不仅能够应用在地势狭窄等陡坡地区，还能够应用在中小型地基加固当中。旋喷桩技术应用在工程建设当中的最大原因在于其具有较多显著优势，并且在使用期间可行性和安全性都比较高。

1 工程案例

隧道阳城隧道起讫里程为DK242+044.57～DK249～152.82，隧道总长7108.25m，隧道最大埋深约207m。隧道DK242+044.57～DK242+198.1段位于R=1200m的曲线上，DK248+940.5～DK249+152.82段位于R=3000m的曲线上，其余段位于直线上。1#斜井设置于线路左侧，长439m，最大坡度11.5%，平面夹角为90°/149°，与正洞相交里程：DK245+000。隧道区内地形受地台抬升影响，出现显著的下切现象，冲沟呈“V”字型发育趋势，，形成沟壑纵横特点，属于侵蚀性梁峁沟谷地貌类型。

2 施工准备工作

（1）锚喷掌子面，在进行旋喷之前，使用网喷混凝土技术对掌子面进行封闭加固，避免出现坍塌现象。此项工作在初期支护中完成。（2）挖排浆沟，排浆沟断面为30cm×30cm，与回收装置连结。（3）设备进场检查：首先需要对钻机状态进行检查。检查内容主要包括回油管快速接头，机台油管，启动柜以及三联泵等，还需要对高压注浆泵运行状态和高压注浆管路，电机，压力表，钻具、工具，液压油液面高度等进行检查。（4）测量放线：该项操作主要是在隧道两侧完成，确定隧道轴线，里程点，在掌子面进行桩位定位，注意按设计预留沉降量，编好每个桩号，用钢筋作好桩位标志。 （5）钻孔旋喷机就位：在轨道上安装钻孔旋喷机安装之后，使其沿着轨道两侧进行移动，压实轨道。在此期间需要借助水准仪对轨顶高程进行校正，按照实际观测结果对基底进行调节，确保轨道面水平。之后需要将钻孔旋喷机放置在需要钻孔处，根据每个孔位坐标的实际要求，借助全站仪对钻塔倾角、高度和摆角进行测量和调整，确保钻杆轴线方向满足外扩角要求。在明确钻孔旋喷机位置之后，需要使用卡轨器对轨道和机座进行固定处理，确保坑道顶部与立杆顶部接触程度，旋紧拉杆和撑杆。

3 旋喷桩施工工艺

喷浆用水泥浆在搅拌桶中集中拌制，流出的污水及废浆收集到储浆桶集中运出隧道按规定处理。按照“先拱顶，后侧墙”顺序进行加固施工，周边孔位从下到上或左、右交替进行。

3.1 制备浆液。按照施工设计方案的各项要求进行水泥浆配置，确保均匀搅拌。在此期间需要对浆液比重进行测定，在完成每孔高喷灌浆之后需要对该孔材料量进行统计。在拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间不小于3分钟。

3.2 钻进。启动旋喷钻机，钻头边旋转边钻进：钻进中为冷却钻头，要保持护壁浆液压力1.0—2.0MPa，防止在钻进过程中砂石堵住喷嘴，预防卡钻、粘钻等问题，保证钻孔顺利进行。旋喷桩一次成孔。如果需要中途进行接杆，需要待装杆尾部安装输浆管连接器，之后将机上杆连接于后续杆，通过旋转钻杆压缩接口再进行钻进处理，按照以上方式进行操作，直到接长钻杆钻到设计孔深之后再停止操作。

3.3 旋喷作业。（1）在钻进到设计深度之后再进行旋喷。为了确保端头旋喷质量，需要在原位进行试喷，之后再进行实际操作，在操作时需要将旋转速度控制在20r/min以内。（2）在旋喷前5m时，需要将后退速度控制在16cm/min，随着旋喷工作进程需要将速度控制在20cm/min，在此期间需要测量和校正回抽速度。（3）在卸管时需要确保动作灵敏性，在卸载之前需要停止回抽，在旋转5圈再进行卸载，完成之后需要连接前端与进管，待至给浆恢复之后需要先旋转5圈之后再进行回抽处理。（4）在每孔旋喷距离与孔口距离为50cm时需要停止旋喷，将钻头退出之后需要利用木塞包水泥袋对孔口进行封堵处理，避免漿液外泄。

3.4 冲洗钻具管路。在完成一孔旋喷之后需要使用清水对输浆管路和高压泵进行清洁处理，待至喷嘴喷出水清澈之后再停止。

3.5 废浆液处理。为避免废浆液对掌子面和拱脚造成泡软影响，需要将排浆沟设置在工作平台前端，使浆液流到下台阶储浆桶拉出现场按规定处理。

3.6 清洗管道及设备钻机移到下一孔位。在完成桩体施工之后需要对设备和管道进行清洁处理，防止管道内存在残渣，在完成清洁处理之后需要移动到下一桩位。在开始下一孔位钻进时，需要对相邻桩成桩时间进行核查，需要在相邻桩成桩时间过了初凝时间后再开始下个桩施工。

4 旋喷桩施工技术要点

4.1 变参数喷射。由于施工场地的地质复杂，具有较大的深度变化情况，含有多个土层和砂层，因此导致其含水量、密实度以及土粒存在较大差异性。针对以上情况如果仅仅采用单一技术喷射长桩，将会形成固结体，影响旋喷桩的直径，降低承载力。为提升旋喷质量，需按照实际孔位处地层情况，对不同深度需要使用不同技术参数，在对硬土以及深部土层进行旋喷时需要延长时间，并且降低旋摆速度和提升速度。表1是旋喷施工质量允许偏差和检验方法。

4.2 返浆处理。在进行喷射注浆时需要混合土颗粒和水浆，之后沿着注浆管管壁返出。在此期间需要观察返浆量和颜色，测量返浆比重的测量等，这样能够帮助施工人员明确地层情况，并且对喷射技术合理性和喷射注浆效果进行判断。异常现象的表现形式主要为继续返浆，完全不返浆以及返浆量不均匀等情况。在出现以上任一情况时，首先需要对旋摆喷速度、提升速度、压力以及浆流量等进行检查，并且采取有效措施进行调整。

4.3 重复喷射。在进行旋喷施工期间，需要严格按照隧道地基情况对确定喷射的最佳参数，之后根据各项参数对相同孔位进行重复喷射，这样能够增加土体破坏长度，还能够改变固结体的直径，强化固结体强度。在长时间的工程建设经验能够看出，重复喷射粘性土可以扩大将其直径扩大到36%左右。

4.4 防止凹穴。在完成终喷之后，水泥土混合浆液会受到由于水泥土浆液渗漏、空气排出以及沉淀析水影响，导致其在凝固期间出现收缩情况，最终使固结体顶部存在凹穴。在处理该种现象时可以使用以下措施：1）超高喷射注浆方法，将喷射注浆顶面超高量控制在收缩高度以上。（2）在浆液凝固前进行回灌冒浆捣实。

5 结束语

综上所述，由于旋喷桩施工技术具有较多优势特点，因此被广泛应用在实际隧道工程建设当中。在隧道建设当中应用该项技术能够有效缩短施工工期，增加处理深度，并且不会出现严重沉降问题。因此在隧道施工期间需要合理应用旋喷桩技术，全面促进隧道施工稳定性和安全性，从而提升整体工程质量，给予优质的隧道运输服务。

参考文献

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