几种盾构隧道端头加固技术比选

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1、几种盾构隧道端头加固技术比选　　摘要：盾构始发和到达施工是盾构法施工中施工风险最大、最复杂的工序之一。盾构始发和到达施工容易发生地表变形过大、坍塌等事故，尤其是端头（又称洞口）加固体未能达到设计要求或加固失效时，极易发生安全事故。本文介绍了目前盾构隧道施工中常用的端头加固技术,并对它们各自的加固机理、特点及适用范围进行了阐述,为盾构隧道端头加固技术的选取提供借鉴。关键词：盾构隧道；端头加固技术；横向比较中图分类号:U45文献标识码：A在珠三角地区，应用最多的是“搅拌桩+旋喷桩”的端头加固方法，现对各种端头加固方法从加固机理、适用条件、工期、造价、对环境影响等方面进行分析比较以及各种加固方法的优

2、缺点在盾构隧道端头加固过程中体现出的优缺点。1.各种端头加固技术的比较1.1高压旋喷桩加固高压旋喷桩地基加固技术，是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为20MPa左右的高压水流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成固结体，即为旋喷桩。8高压旋喷桩施工工艺：高压旋喷采用双重管法（气、浆二介质）施工，高压旋喷桩施工原理是利用高压浆切割土体，两出浆口处包一圈气体，使喷出的水泥浆能均匀地和加固土体结合。水泥掺入比为25%，水灰比1：1，材料采用普通硅酸盐42.5级水泥；外加剂掺入比为1%，材料采用

3、HA-JS1型的高效减水剂；28天桩体无侧限抗压强度不小于1.2MPa。按25%水泥掺量计算，每m水泥用量为：体积×掺量×土重=0.35×0.35×π×1.8×0.25×1000=173kg，每m水泥用量的体积为：173/3=57.7L。按1：1水灰比配制，浆液比重为：173×2/(57.7+173)=1.50kg/L，每m高喷桩体需喷入的浆液量Q为：Q=173×2/1.50=230.7L，高压喷射泵泵量100L/min，根据现有专业配套高压注浆泵的实际泵量只能达到额定泵量的60%---70%计算，每m喷浆时间为：230.7/（100×0.65）=3.55min，与此对应，每m提升速度为1/3

4、.55=0.28m/min由以上计算得出推荐参数为：喷浆压力25Mp，回转速度23r/min，提升速度28cm/min，气压0.6MPa。通过试桩最后确定施工参数，并以此进行控制。（1）水泥浆配制 8拌制浆液采用42.5普通硅酸盐水泥拌制，浆液在使用前1小时内开始拌制，灰浆搅拌机搅拌均匀后，倒入盖有筛网的集料斗内中待用。浆液在喷射前不能停止搅动，防止水泥浆离析。 （2）旋喷钻机就位 将高压旋喷钻机安放在设计孔位上，用两根5m×20cm的方木作为钻机前进的轨道，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于50mm。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差1.5％以内，钻机就位后

5、，必须作水平及垂直度校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。钻机就位时，钻盘要与钻机对正，机座要平稳，垂直施工时，钻杆的斜率不大于1.5％，旋喷前要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求，注浆管和喷嘴内不得有任何杂物。 （3）旋喷钻机钻进沉管 钻机校正固定、钻头对中后，开启空压机，高压浆泵，待正常运转后，向孔内送气、送少量浆液，同时缓缓下沉钻针钻进成孔，直至设计深度10cm处。 （4）提升喷浆及成桩 待成孔到离设计深度10cm处，将高压泵由低速低压，调整到设计要求压力。为保证桩底有足够的水泥浆量，达到设计深度后应暂时停止提升，原地旋喷1

6、0秒，然后按设计提升速度边旋转喷浆边提升，直至桩顶标高为止。 （5）机械清洗、移位 8达到设计要求后将钻机等机具设备移动到新孔位上，重复第一步进行下一孔位的施工。1.1.1加固机理高压旋喷法加固地基机理主要体现在4个方面：(1)高压旋喷流切割破坏土体作用；(2)混合搅拌作用；(3)压密作用；(4)水泥与土发生物理化学反应。1.1.2适用条件该工法适用砂层、淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土等地层，但在砂砾层和粘着力大的粘土中成桩效果较差。对于地下水流速过大的地层，无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质加固效果差，另外施工深度大于25m时，因桩位垂直度无法

7、保证造成加固效果较差。在砂层特别是含水的砂层中成桩效果相当差。一般不采用单一的施喷桩加固方案。1.1.3优缺点优点：施工工艺成熟，成桩效果好，加固土体强度均匀，并且加固后加固体的整体止（防）水性能好，工期短。缺点：在砂层中或软弱地层中的端头土体加固范围较大，工程造价较高；施工中返浆量大，泥浆排出容易引起污染。旋喷桩的高旋喷压力可能会使始发井结构产生变形，影响附近的管线。1.2深层搅拌桩加固8深层搅