汉溪大道隧道工程高压旋喷桩止水帷幕施工技术分析

2012-08-15黄泽鹏

黑龙江交通科技 2012年9期

黄泽鹏

(广州市第三市政工程有限公司)

1 机械优化配置的原则

广州市番禺区汉溪大道工程土建工程1标迎宾路下沉式道路隧道工程位于番禺迎宾路，路线大致为南北走向，起点为桩号为 YBLK1+580，终点桩号 YBLK3+140，总长1 560 m，在汉溪大道里程K1+520.976处与迎宾路相交，作为主流交通的迎宾路设隧道，北至南分别下穿万豪路(规划)、汉溪大道、万豪路。隧道起点里程YBLK1+895，终点里程YBLK2+780，隧道总长885 m。

迎宾路下沉式隧道为双向6车道，断面全宽约28 m。闭口段基坑深达11 m。泵房处基坑深达15.0 m，基坑最大宽度30.3 m。该隧道场地地貌为平原微丘地貌，位于微丘前缘地带。迎宾路已通车多年，地势开阔平坦，南高北低，地面标高一般为15.7～23.2 m。区内岩土层自上而下划分为填筑土，第四系冲洪积层、坡积层、残积层及下古生界混合花岗岩等五大类。开挖坑壁主要由填筑土、冲洪积亚粘、淤泥质土、中砂、坡积亚粘土及全风化/强风化混合花岗岩组成，隧道围岩类别主要为Ⅰ～Ⅱ类，土石可挖性等级主要为Ⅰ～Ⅱ级，围岩稳定性差，易失稳、坍塌。根据以上地质情况，基坑主要支护采用拉森钢板桩或钻孔灌注桩结合内支撑支护方案。

场地地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，第四系孔隙水主要存在于填筑土层及冲洪积砂层中，水量较丰富;基岩裂隙水较贫乏。场地地下水主要补给为大气降水补给，地下水埋深0.6～4.2 m。地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土中的钢筋无腐蚀性。根据地质资料显示，YBLK2+281.9～YBLK1+991.9段预测坑道涌水量为377.61 m3/d，YBLK1+991.9～YBLK2+651.9段，预测坑道涌水量为105.81 m3/d。隧道支护采用高压旋喷桩桩间止水，对于局部或隧道底板渗水，可采用集水坑抽水排放。

2 高压旋喷桩施工

隧道钻孔桩基坑止水帷幕采用Φ50 cm单管高压旋喷桩桩间止水，与钻孔灌注桩咬合15 cm，水泥采用42.5级，每米水泥用量为150 kg，单管高压旋喷止水桩要求穿越透水层进入不透水层1 m以上，若基底为淤泥质土，则止水桩应穿透淤泥质土至少1 m。工程共有Φ50 cm单管高压旋喷止水桩6 252.8 m，主要用于防水防渗及增强基坑边坡稳定性。旋喷桩单管法高压水射流的压力应大于20～30 MPa以上，提升速度为8 cm/min，旋转速度为10 rpm。旋喷桩的水泥浆液水灰比取1.0～1.5。

施工工艺流程:喷钻机就位→钻杆下至导孔底部→开启压缩空气→开启高压水泵→开启浆泵→旋转提升至桩顶标高→关闭气、水、浆→成桩完毕、移动钻机到下一桩位。

3 施工中出现的问题及控制要点

(1)旋喷桩施工过程中如果遇到了阻力，无法继续进行下插时，可以采用上下窜动注浆管的方法，并将管口插入到设计深度位置，如果不能做到，则直接跳过此桩，跳喷下一根桩，此桩位需要进行重新成孔。

(2)高压喷射注浆过程中如果出现了压力突然下降、上升，或者大量冒浆等不正常的现象，需要及时查明原因并采取相应的措施，处理完故障后再进行接桩时，需要将停喷点下移1.0 m处后再进行重新的喷射接桩作业。

(3)在喷射过程中，如果出现了堵塞喷嘴现象，需要及时的更换钻头。此外，在完成一根桩的施工后需要及时的清洗注浆管，保证管内的不得残存水泥浆。

(4)为了有效防止浆液凝固收缩过快影响到桩顶的质量，可以采用超高喷射的办法，喷射高度高出桩顶标高0.6 m左右。

(5)旋喷桩的施工质量，很多程度上取决与钻孔和旋喷桩的垂直度，它是保证基坑止水帷幕的关键所在。如果垂直度不能满足规范设计要求，就会造成旋喷桩与护坡灌注桩之间不能有效的搭接在一起，外围水就有可能进入到基坑内。为此，工程要求钻孔和旋喷桩的垂直度控制在1%范围以内。

(6)在喷射工艺中，为了防止缩径和断桩等相关现象的发生，需要严格控制好喷浆的压力和提升速度。

4 综合效果分析

4.1 施工质量效果

对基坑进行开挖后，我们发下旋喷桩和灌注桩接合的非常紧密，两者相互搭接，有效防止了外侧水进入基坑基。此外，对于基坑内的水采用了降水井方法降低了地下水位，保证了后期挖土工序的顺利进行。工程完全达到了预期的止水效果。

在本工程中灌注桩和高压旋喷桩的施工对于周围土体的扰动非常小，对外围水起到了截止作用。基坑开挖之后，我们对基坑的进行了全面的沉降观测，根据现在采集的监测数据，基坑最大的侧向位移为17.5 mm，沉降最大位移为23.5 mm，这充分说明基坑的开挖过程对周围土体的影响非常小。由此可见，高压旋喷桩+灌注桩的施工方法保证了施工质量。