深层旋喷桩加固黄土隧道软基施工技术

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1、深层旋喷桩加固黄土隧道软基施工技术三隧公司金祥义颜怀远刘丽坤1、工程概况甘肃省馋柳高速公路土家湾隧道位于兰州市东南约70km处，该隧道穿越马儿湾梁分水岭，为上、下行分离的四车道高速公路隧道，隧道埋深为19—153米，坡度较缓，分水岭处最大埋深153米，上行线隧道长1289.25米，下行线隧道长1265米，设计纵坡为+2%~-0.5%，两隧道高差为1.46m~3.83m,建筑限界净空10.25米，净高5.0米，净空断面面积65.6m2，隧道最大开挖宽度为13.40米，最大开挖高度为9.8米。隧道采用复合式衬砌，一次衬砌厚度

2、分别为70cm、45cm,，二次衬砌为等厚度35cm。隧道地质情况：隧道表层为5~50m厚风积黄土，下伏18~45m厚离石黄土（老黄土），与下卧第三系红色泥岩呈不整合接触，老黄土与泥岩较坚硬，风积黄土疏松具有大孔隙，为自重湿陷性黄土，含水量达30%以上，埋置较浅，以淤泥质土层（淤泥质亚粘土、淤泥）为主。土质特征为饱和流朔状，高含水量，高压缩性，易触变，抗剪强度低，工程性能差。其中尤以下行线进口段地质情况最为恶劣。见洞口段地质纵断面图（图一），地质勘探柱状图（图二）。zk-8zk-9补zk地面线2037Q3col2027Q

3、2pl-al2017隧道设计高程线N22007K29+105K29+190K29+265Q3col上更新统风积黄土Q2pl-al中更新统洪积—冲积黄土N2上第三系上新统泥岩下行线进口端洞口段地质纵断面图（图一）地质勘探柱状图（图二）工程名称土家湾隧道钻孔地点或坐标土家湾隧道下行线西洞口钻孔深度39.31m钻井编号Zk---m60开挖时间2000年4月28日比例尺1：400孔口高程2026.74m完工日期2000年4月30日柱状剖面图层底高程(米)对应含水量累计深度（米）厚度（米）岩芯描述地质时代2021.74m2015.

4、3430.011.4011.40黏土层：颜色由褐色-----土黄色。粘性从上至下逐步减少，较湿----很湿，可朔-----软朔，4米以下含水量较大，中密。Q3al2017.74m25.616.605.20黄土状粉土：颜色土黄色，很湿，软朔，中密，以粉土为主，含水量很大。Q3al1992.8433.9017.30粘土层：颜色褐色----土黄色---褐红色，粘性从上至下逐步增大，很湿---较湿，软朔----可朔，中密。Q3al泥岩：颜色为肉红色，稍湿，较硬，遇水变软，可朔，组成为红色粘土，固结成岩。N22、施工方案比选通过明

5、洞的开挖和重新钻探资料表明，该隧道洞口浅埋段土体含水量大，隧道位于软淤土体上部，基础承载力不能满足设计要求，为确保隧道建设和营运期间的安全，经多次专家会议研讨、论证、设计，施工方案如下：方案一：隧道基底处黄土软淤地段采用深层旋喷桩加固软基。方案二：在墙脚处设置钻孔灌注桩，桩顶设置钢筋混凝土平台。方案三：隧道浅埋段采用18工字钢支撑喷射钢纤维混凝土进洞，然后在墙脚附近设置钻孔，压注中华798高分子材料进行化学加固地基。方案四：采用部分明挖，然后采用Φ50粉喷桩加固地基。经过对以上方案的合理性、可行性、经济性、工期等各种因素

6、的分析比较，最后确定采用第一种方案。对隧道边墙和隧道仰拱底进行加固，加固深度平均为10.4米，钻孔深度为45米，采用梅花形等间距布桩。附隧道断面图（见工法图1），旋喷桩平面布置图（见工法图2）。3、工艺原理旋喷桩是利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后（旋喷机也可以自钻成孔），以高压设备使浆液或水成为20Mpa左右的高压流从喷嘴中喷射出来，一边喷射一边旋转和提升钻杆，能量高度集中的液流直接冲击破坏土体，并使浆液搅拌混合凝固成为一个具有特殊结构的固结体，从而使地基得到加固。4、工艺特点施工设备简单，占地面积小

7、，工期易于控制，施工作业简便，对软土地基处理效果好，易于推广使用。5、适用范围适用于5~50米的淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等软土地基。6、施工工艺泥浆的排泄处理搅拌浆液旋喷机就位插管拔管试喷高压喷射注浆喷射注水清洗检孔钻孔调整钻架钻机就位施工准备测量放线6.1施工程序：见施工工艺流程图6.2施工方法与作业要点6.2.1施工准备：施工前平整场地，用压路机或其它方法夯实地基，挖好泥浆池，做好水、电等准备工作。6.2.2测量放线：用全站仪定出孔位的边孔和中孔位置，然后用钢尺放出其它孔位的相应位置

8、，在放样完孔位后，用水准仪测出各孔位的地面高程，以便控制孔深。6.2.3钻孔：钻机开钻前，用经纬仪检测钻杆与孔位是否在一条铅垂线上，要满足钻杆的倾斜度不大于0.5%才能开钻。钻孔过程中随时检查钻机水平及钻杆的垂直度，对不合格的钻孔，需回填重钻，成孔直径￠15cm。6.2.4插管：旋喷机安放在钻好的孔位上，对准钻孔位置