双排双管旋喷桩施工工艺在砂层中的应用
摘 要：双排双管旋喷桩是一种高压喷射灌浆防渗技术，采用双排布置、双管注浆法。深圳地铁2号线东延段工程土建2226标段区间左线竖井地层有7～8m厚的砂层，地下水丰富，采用此项施工工艺能较好地起到防渗止水的作用。
关键词：旋喷桩；工艺；砂层；应用
1 工程概况
深圳地铁2号线东延段工程土建2226标段位于深圳市罗湖区深南东路，区间采用盾构法施工。根据设计图，在区间左线北侧设置竖井一个，作为本区间永久中间风井，竖井中心里程为ZCK32+143.981，竖井东侧为广深铁路，西侧为和平桥。竖井断面尺寸为4×5m（内净空），井深约30.49m。见图1。
2 地质条件
2.1 岩土层分布
根据详勘地质钻孔资料，竖井位置地层从上至下分别为：<1-1>人工填土层，平均厚1.8m；<5-1-1>淤泥质粘土，平均厚1.7m；<5-2-2>细砂，平均厚2.4m；<5-2-3>中砂，平均厚1.2m；<5-2-4>粗砂，平均厚4.1m；<9-1>全风化花岗岩，平均厚3.6m；<9-2-1>强风化花岗岩，平均厚1.8m；<9-2-2>强风化花岗岩，平均厚3m；<9-3>中风化花岗岩、平均厚10.1m；以下为微风化花岗岩。
2.2 水文地质
区间范围地下水主要有第四孔隙水，基岩裂隙水。
第四系孔隙潜水主要赋存于砂（砾）质粘土层中。地下水埋深为1.60～4.50m，以孔隙潜水为主，局部地段微承压，主要由大气降水补给，水质易被污染。
岩层裂隙水较发育，但广泛分布在花岗岩、花岗片麻岩的中～强风化带、构造节理裂隙密集带及断层破碎带中。富水性与基岩裂隙发育程度、贯通度、与地表水源的连通性有关；在断层发育带，富水性还与断裂带的胶结度有关，岩层裂隙水主要由大气降水、孔隙潜水补给，局部具有承压性。
3 施工工艺
3.1 支护结构形式
竖井支护结构形式见图2。
竖井分段开挖, 以砂层为主的软弱地层采用双排旋喷桩加固止水，要求进入不透水层（<9-1>全风化花岗岩）1m，双管旋喷桩浆液为水泥浆，采用42.5R级普通硅酸盐水泥；喷射砼500mm，采用C25，钢格栅间距500mm；开挖后先喷20mm厚砼，挂内层网片，架立钢架，再挂外层网片，随后喷砼至设计厚度；每次进尺为1m，确保施工质量和施工安全。
3.2 施工工艺
竖井施工前，先对竖井周侧土体进行加固，采用φ600双排双重管旋喷桩，桩间距均为450mm咬合布置，旋喷桩底要求进入全风化岩层大于1m。旋喷桩布置见图3。
旋喷桩在竖井场地平整完成后进行，根据设计，旋喷桩采用双重管。旋喷桩桩径Φ600，桩底进入全风化1m。
3.2.1机械配备
旋喷桩施工配备以下设备：①钻机：旋喷钻机1台；②高压泥浆泵：1台压浆泵。③空压机： 1台20m 5/min空压机。④高压胶管：内径φ19(额定工作压力31MPa、9MPa)。⑤旋喷管：双重管2套，泥浆压力26Mpa，气压0.7Mpa。⑥泥浆搅拌机：2台叶片式，200L/min。
3.2.2机构及人员配备
旋喷桩施工配备工人16个。8人一组，实行两班倒作业。
3.2.3施工工艺
旋喷桩施工工艺流程见图4。
3.3 技术要求
根据本工程特点，采用技术参数如表1所示。正式施工时，现场先进行试验性施工，进一步确定喷射参数及施工工艺。对于左线竖井所处的地层，考虑到施工的安全性，提升速度与转速尽量放慢。
施工过程中要控制好：浆液配比、提升速度、喷浆压力、旋转速度四大要素。
3.4 施工要点
3.4.1钻机就位
将使用的钻机安置在设计的孔位上，使钻杆头对准孔位中心。同时为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后，必须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。喷射注浆管的允许倾斜度不得大于1.5%。
3.4.2钻孔
采用地质钻机钻孔。钻孔位置与设计位置的偏差不得大于50mm。
3.4.3插管
使用地质钻机钻孔完毕，拔出岩芯管，并将双重喷射注浆管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力一般不超过1Mpa，如压力过高，易将孔壁射塌。
3.4.4喷射注浆
当喷射注浆管插入预定深度后，由下至上进行喷射注浆。在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射。喷射时应先达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管。中间发生故障时应停止提升和旋转，以防桩体中断。同时立即进行检查排除故障；如发现浆液喷射不足影响桩体直径时，应进行复喷。
喷射时，值班技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并且随时做好记录，绘制作业过程曲线。
当浆液搁置时间超过4h时，应及时停止使用该水泥浆（正常水灰比1:1，终凝时间为15h左右）。
3.4.5注浆管提升
深层喷射先喷浆后旋转和提升，以防注浆管扭断；钻杆的旋转和提升必须连续不中断，注浆管分段提升的搭接长度不小于100mm。旋喷过程中，冒浆量应控制在10～20%之间。对需要扩大加固范围或提高强度的，可采取复喷措施，即先喷一遍清水，再喷一遍或两遍水泥浆。
3.4.6冲洗
喷到桩高后，迅速拔出注浆管，把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排出。
3.4.7移动机具
把钻机等机具设备移到新孔位上，进行下一根桩的施工。
4 效果检查与总结
旋喷桩施工完成后，随即进行竖井的开挖及支护。竖井挖至11m深进入了<9-1>全风化花岗岩，竖井内侧的渗水量较小，局部有少量水渗出。说明在地下砂层中采取双排双管旋喷桩施工工艺止水效果相当理想，可以在以后类似的地层施工中推广应用。同时在施工过程应注意以下两点：（1）注浆过程控制好注浆量、压力、风量与旋转提升速度的配合关系，在砂层中提升速度控制在12～13cm/min为宜；（2）竖井开挖后，如发现局部有渗水的部位，应立即进行补喷施工。即在双排外侧再加一排选喷桩，补喷范围根据渗水情况而定。
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