摘要： 在沿海地区城市轨道交通暗挖施工过程常遇到富水软弱地层，为做好暗挖施工过程中掌子面施工的堵水效果，采用水平旋喷桩进行掌子面上部水系的分割工作，保证开挖安全，对以后类似地层的施工起到借鉴和指导的作用。
　　abstract： in the coastal region， the weak watery stratum can often be encountered during underground excavation construction of urban rail transit， and in order to ensure the water-plug effect of tunnel face when constructing. the horizontal jet grouting pile will be used for segmenting the upper hydrographic net of tunnel face. this method ensures the safety of the excavation and provides reference and guidance for the construction of similar formation in the future.
　　关键词： 水平旋喷；富水；软弱地层
　　key words： horizontal jet grouting；rich water；weak formation
　　中图分类号：u655.4 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）20-0132-02
　　1 工程概况
　　某城际轨道工程暗挖隧道沿城市主干道穿越，根据地质资料及现场踏勘，该段隧道埋深厚度约为9.6～10.7m，该段隧道拱顶为粉质粘土，洞身穿越全风化、强风化凝灰质粉砂岩，围岩级别为ⅴ级，隧该段道拱顶上方有一水渠为市政主排水渠，因修建时间较长，渗水量又大，受主车道荷载的影响比较严重，使隧道拱部岩层自稳能力极差，施工过程中易发生大面积坍塌。wwW.11665.Com
　　为保证浅埋隧道施工安全以及地表管线不受到破坏，对该段拱部岩土进行加固。加固方案为隧道拱部位置沿环向150°范围内设置双排双管水平旋喷桩进行加固，旋喷桩桩径500mm，桩与桩之间咬合100mm，加固总长度35米。
　　2 水平旋喷桩施工工艺及控制要点
　　2.1 工法介绍 水平旋喷桩工艺是采用水平定向钻机先打设精度不低于3‰的预导孔，预导孔打设至设计长度后旋转回撤钻杆，在回撤钻杆的同时，压力将配制好的水泥浆液通过钻杆喷射到土体中。喷射流以巨大的冲击力切削土体，强制土体颗粒与水泥浆液搅拌混合，在胶结硬化后，形成水平圆柱状水泥土固结体，即水平旋喷桩。桩体之间相互啮合，在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷帷幕体。
　　2.2 施工工艺流程 在施工时应合理安排工序，并且做好相应后续工作的准备，施工过程必须连贯有序，隧道水平旋喷桩施工前，在建立好施工平台后，应按照施工工艺流程图指导施工（如图1）。
　　2.3 施工步骤及作业要求
　　2.3.1 试桩 施工前，现场应先进行两根成桩试验，试验目的为了掌握钻进的速度、退钻速度、旋喷速度、喷浆压力以及单位时间喷浆量。
　　2.3.2 测放桩位 测定并放出桩位，作好桩位标志，编定桩号。
　　2.3.3 钻进 ①水平旋喷桩设置在隧道拱部150°范围布置两排。水平旋喷桩施工上扬角度在隧道坡度的基础上增加1.0%，无外插角。②为确保钻孔质量，首应先打设1～2个探孔，查明地层变化情况及地层对钻孔角度的影响，然后根据探孔情况确定旋喷桩钻孔的打设角度。将导向钻头及第一根钻杆送入孔口管内；③开孔安设孔口管。开孔器开孔，采用？准130mm钻头钻进0.5-1.0m，开孔角度根据现场围岩情况进行调整，退出钻头后，将？准127mm、长0.5-1.0m的孔口管埋入，孔口管外漏100mm，用钢筋与孔口管焊接牢固，加固孔口管。④安装法兰盘、球阀等密封装置。打开循环液排出口后开始钻进，每钻进4m检测一次，并做好测量记录，一旦发现偏斜过大要及时进行纠偏，直到钻至设计深度。钻进过程要保持护壁浆液压力在1.0-2.0mpa，通过时常观察压力变化，防止在钻进过程中，砂石堵住喷嘴。⑤该段隧道上方为市政主要排水涵，钻进时必须控制返浆量，施做过程中通过循环液排出口调节返浆量，防止地表沉降过大，以免破坏雨水箱涵。⑥终孔检测。检测项目包括：孔深、孔径、仰角角度、旋喷桩水平位置等。
　　2.3.4 配制浆液 ①按照设计要求制备水灰比为1：1（42.5级普通硅酸盐）水泥浆，浆液搅拌必须均匀，搅拌时间不小于5分钟，一次搅拌使用时间亦控制在4小时以内，同时要求对浆液进行试块试验。②在制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高压喷浆结束后要统计该孔的材料用量。
　　2.3.5 高压旋喷 ①进行高压喷浆前应检查高压注浆泵，查看泵压读数是否达到设计要求，

达到20mpa—25mpa时，方可开始喷浆施工。②在孔底高压喷浆时应停留一定时间，然后再缓慢外拔钻杆，在高压喷浆时，操作人员应随时观察泵压变化，喷浆过程中喷浆压力表数值不应瞬间剧烈变化，一旦发现泵压瞬间过低或过高时应及时停止喷浆，快速查明原因并进行处理，处理完毕再恢复高压喷浆。③当钻杆拔至孔口1.0m时，慢速旋喷一段时间，再慢慢拔至离孔口0.5m处高压泵停止注浆，应先关闭浆液输送通道，待管道内浆液完全释放后再缓慢拔出钻杆，最后进行封孔作业。④喷射注浆过程中，检查注浆流量、空气压力、注浆泵压力等参数是否符合设计要求，做好钻进记录。⑤每根高压旋喷钻杆拔出后应立即用清水高压冲洗干净，以免残留浆液凝固，防止下次旋喷时残留颗粒物堵喷嘴；⑥喷浆参数：水平旋喷桩采用42.5普通硅酸盐水泥，浆液配合比要求水灰比为1：1；水平旋喷桩喷浆压力一般控制在20～25mpa之间，转速10-15r/min，回拔速度为15-20cm/min。 2.3.6 封孔 ①喷浆至孔口面0.50m时，应停止喷浆，完全释放出管道内的压力；②卸下孔口管最外端的密封装置，关闭循环液排出口；③快速拔出钻杆和钻头，关闭大球阀；④高压旋喷注浆完成后应在循环液排出口处安装压力表，然后用250泵补注浆，注浆压力控制在0.8～1.0mpa；⑤补注浆完成12小时后方能卸下大球阀。
　　2.3.7 施工顺序 钻机移到下一孔位开钻前，应核查相邻桩的成桩时间，后施工的桩必须在相邻桩成桩时间超过初凝时间后，前一根桩浆液达到一定强度时才能开钻，确保相邻桩相互咬合，因此移至下一孔位时应跳过2至3根后再施做较合适。
　　2.4 机械设备 ①钻机：根据高压水平旋喷施工方案要求，选择xp-50a型钻机。②高压泵：xpb-90d型高压泵，最大压力为50mpa，最大流量为100l/min，功率为90kw。
　　3 施工控制要点
　　3.1 施工前要打试验桩，试验桩施工完成后应进行桩的质量检测，主要检测项目桩径、桩长、桩的连续性及强度等指标。
　　3.2 为了保证相邻旋喷桩相互咬合，严格控制各桩的方位角，方位角误差控制在±0.2%范围内，曲线及咬合曲线由项目部技术人员组织检查，现场监理共同确认。
　　3.3 施工过程中，一定要做好钻孔测斜工作，及时进行纠偏，确保预导孔精度，同时要严格控制各种施工参数，发现问题及时汇报处理。
　　3.4 浆液制备要求：浆液配制必须严格按照设计配合比进行，配置好浆液后，在喷射前应对浆液进行过滤，防止喷射过程中堵塞喷嘴；浆液宜在喷射前30-40min制备好，旋喷过程中应对浆液进行搅拌，防止浆液沉淀。
　　3.5 旋喷管提升：施工时旋喷管要按要求分段提升，每次提升作业时应处理好搭接，搭接长度不应小于10cm。
　　3.6 喷射浆液过程中，应检查注浆量、压力等参数是否符合设计要求，并作好记录，做到施工过程控制及资料收集。每根桩从钻孔到成桩做好以下记录：施工日期、开钻时间、结束时间、旋喷压力、旋喷提升速度、桩长、注浆量等。
　　3.7 质量检验标准。按照设计的桩位、桩长、桩径及桩数进行检查，成桩后的状体必须满足强度要求，状体应确保连续、均匀，达到止水效果。
　　3.8 高压旋喷应全孔连续进行，若中途换管，搭接处进行复喷，搭接长度不小于200mm，供浆正常情况下，孔口回浆密度变小，且不能满足设计要求时，应加大进浆密度。
　　3.9 在旋喷注浆过程中出现下列异常情况，需查明原因并采取相应措施迅速排除故障，尽快恢复供浆：
　　①压力上不去：压力阀和管道接头处密封圈不严，泵阀损坏；油管破裂漏油；安全阀的压力过低，或吸浆管内留有空气。②压力骤然上升：喷嘴堵塞；高压软管清理不净；浆液沉淀或其它杂物堵塞影响管道畅通；泵体或出浆管路堵塞。③压力不稳定：油管路泄露，泵体或吸浆管路有泄露或存在空气；泵体注浆杆过长或泵体安装时不严密。
　　3.10 喷嘴堵塞或冒浆堵塞喷嘴，应前后移动注浆管，待堵塞消失后再进行复喷，出现不冒浆或断续冒浆时，系土质松散的现象，可适当进行复喷，冒浆量小于注浆量20%，属于正常现象，超过或完全不冒浆时应采取相应措施，在旋喷过程中，地层有较大空隙导致不冒浆，可在浆液中加入适当速凝剂，以缩短固结时间；当冒浆量过大时，可提高喷射压力，加快提升和旋转速度；大量冒浆，压力稍有下降时，可能是注浆管被击穿或有孔洞，使喷射能力降低，此时应拔出注浆管进行检查

。
　　4 结论
　　根据现场施工后取芯照片（如图2）级实际施工开挖情况可以判断，旋喷桩在该地层固结效果良好，具有梁效应和土体改良效应，能够起到防流沙、抗滑移，保证隧道掘进安全的作用，同时水平旋喷桩在旋喷过程中，水泥浆液能沿着地层的缝隙渗透扩散，尤其在涌水量较大的地层中，水泥浆液扩散填充缝隙后，可大大增强掌子面岩体的稳定性，并且在围岩裂隙水止水方面效果有显著提高。
　　参考文献：
　　[1]李远宁，段玉刚，吴胜.隧道支护新技术——水平旋喷成拱法[j].四川地质学报，2002（s1）.
　　[2]陈光华.富水、偏压、软弱地层隧道动态设计实践[j].安徽科技，2007（08）.
　　[3]杨振涛，张正禄，徐绍铨.秦岭隧道洞外精密高程控制测量[j].测绘工程，1996（04）.