旋喷桩在风积沙隧道中的应用.pdf

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1、垫坚』塑坠垡塾些墼坠垫坠堕L———一一迤亘建丝窒通王猩旋喷桩在风积沙隧道中的应用一彭大洲掰中铁二局第一工程有限公司，贵州贵阳550002摘要：本文重点介绍水平与竖直旋喷桩组合施工技术。关键词：水平与竖直旋喷桩风积沙隧道施工技术1工程概况概况：(1)榆神高速公路神木一号隧道位于老龙池沟和水磨河之间的山体顶部，神木县西沙开发区西侧，最大埋深约为37m。隧道设计为分离式隧道，设计总长度865m，左线进口里程桩号为(起点)ZK90+870，出El里程桩号(终点)ZK91+360，全长490米；右线进口里程桩号(起点)K90+870，出口里程桩号(

2、终点)K91+345，全长475米。由于进口段受风积沙浅埋影响，施工时调整了设计方案，左线ZK90+870～ZK90+998，右线K90+870～K90+993变为路堑；ZK90+998～ZK91+014，右线Kgo+993～K91+008变为明洞。隧道穿越风积沙层的里程：左线为ZK91+178～+325，右线为K91+159～+319共计307m，穿越风积沙层断面尺寸：跨度15．3m，高度11．2m，断面尺寸124．9em2；(2)该隧道隧址区位于沙漠浅丘单元，地表沙丘起伏不平，局部有弃土堆。地面高程在1130．3～1068．6米，相对

3、高差38米，沙丘中间高两端低。左线ZK91+178～+325与右线K91+159～+319段为风积沙(Q4e01)，松散一稍密，厚45．0～57．Om，无自稳能力；(3)隧道埋深：左线ZK91+178～+325，右线K91+159～+319段拱顶至地面约11．0～30m(隧道底至地面约为19．0～38m)为风积沙。风积沙层结构松散，颗粒单一，粒径小，粘聚力低．压缩性小，透水性强，抗剪强度相对较低，无自稳力，开挖易大面积坍塌，安全系数低，施工难度大。2方案选择(1)原设计为Ⅵ级围岩方案采用超前支护：采用中127×6mm超前管棚(注双液浆)和

4、双液注浆钢管，地面注浆预加固。采用原设计施工，一是隧道开挖时风积沙大面积坍漏，地面凹陷，无法确保施工安全，增大了施工难度；二是工期紧，由于坍塌处理困难，施工进尺短(Et进尺20em)，施工进度缓慢，不能满足业主通车目标；(2)为达到业主要求全线通车的目标，确保隧道施工的安全。按原设计的地表注浆预加固，经现场工艺试验，发现现场注浆扩散半径仅几厘米，达不到设计的注浆预加固效。为杜绝隧道开挖带来的不安全因素，业主组织设计、中铁二局技术中心、西南交通大学等单位的专家多次讨论研究、现场抽样试验设计，最终确定采用水平与竖直旋喷桩组合超前预支护方案。3

5、水平与竖直旋喷桩组合设计方案神木一号隧道风积沙段左线为ZK91+178～+289．4，右线为K91+174～+239洞身外采用竖直旋喷桩方预加固；洞身内采用从洞身起拱线至拱顶开挖轮廓线外增设水平旋喷桩超前支护。图1水平与竖直旋喷桩组合图3．1水平与竖直旋喷桩组合设计参数神木一号隧道风积沙段洞身外采用竖直旋喷桩方式对拱顶开挖线以上3米范围进行地表加固，加固宽度为隧道中线两边各9．25米(竖直旋喷桩为每排31根)，桩径50em，间距@=60×60em。神木一号隧道风积沙段洞身内采用从洞身起拱线至拱顶开挖轮廓线外增设水平旋喷桩，桩之间须咬合，环

6、向间距@=30era，旋喷桩桩径50cm，每循环搭接5米，每循环长度18米。3．2注浆设计参数竖直旋喷桩采用水泥净浆，水灰比1．2：l，注浆压力25Mpa；水平旋喷桩采用水泥净浆，水灰比1：1，注浆压力35—40Mpa；护壁浆液：膨胀土3．3技术要求(1)水平旋喷桩：水平钻进因钻杆自重作用，易下垂，钻机定向要有一个仰角，设计为Ⅱ=3o。注浆：拨出钻杆时，一般喷嘴以大于35N[Pa的压力把配制好的浆液喷射到土体，使风积沙与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后形成直径均匀、符合设计强度的桩体。钻杆的旋转速度为20r／min，钻杆外拔速度为15～30

7、cm／min之间；(2)竖直旋喷桩：钻机安放稳固，场地要平整，钻杆一定要垂直；注浆：提升钻杆时，钻杆的旋转速度为20r／rain，钻杆提升速度为20～25em／min，一般喷嘴以25MPa的压力把配制好的浆液喷射到土体内，使风积沙与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后形成直径均匀、符合设计强度的桩体。4竖直旋喷桩施工竖直旋喷桩施工主要分三大步骤：定位、钻孔及旋喷注浆。4．1定位(1)施工准备：按设计要求以隧道中线两边各加固9．25米宽初步放出旋喷桩的施工范围；(2)平整场地：根据隧道顶部实际地形进行场地平整及操作平台的搭设，为以后施工工序提供工

8、作场所；(3)定孔位：严格按设计孔桩间距@=60×60cm进行测量放样，做好桩中心位置标；(4)钻机安装：施工前将钻机管架整体定位安放于铺设好的水平轨道上，钻杆确保垂直，允许倾斜度符合规范要求