高压旋喷桩技术在铁路施工中的应用

王 萍

（中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京 101500）

1 工程概况

赣龙铁路复线隶属于国家I级铁路工程，铁路预计通车时速达200km，跨越江西和福建两省，是江西与福建西北部连接的重要方式，为赣州市与龙岩市打造了1条便捷的交通路线，同时沿线还经过赣县、瑞金、长汀县及连城县等多个县市，全线总长249.418km。由于沿线大多以丘陵地区为主，因此加大了桥隧建设规模，其比例高达77.83%。在传统方式下，从龙岩至赣州所需总时长为4h，但随着该铁路的建设，所需时间缩短了一半，不但方便了两地人民的出行，同时也使沿线地区因此受益。

2 高压旋喷桩技术概述

在赣龙铁路复线建设过程中，大范围使用了高压旋喷桩技术，该技术可以显著提升地基的稳定性，从而避免地基坍塌等事故，这对铁路工程的长久运营具有深远意义。

高压旋喷桩技术的工作原理为:设备配备了具有高压旋转特性的喷嘴工具，在其作用下，可以将拌制完成的水泥喷射至固定的区域内，整个过程压强始终保持在20MPa以上；由于喷射速度较快，因此可有效冲破土地表层，并与周围土体相融合，从而形成一体；随后进行冷却凝固处理，从而提升整体的强度与抗渗水平；利用喷嘴进行无死角的喷射处理，确保水泥浆完整地覆盖至固体的表面，最终形成稳固的圆柱形桩体。高压旋喷桩方式有3种:单管法、双管法和三管法。在施工时需依据现场环境有针对性地运用恰当的方法。

3 施工方法

赣龙铁路复线沿线环境复杂，施工时应根据各路段的具体情况选定对应的方法。本工程中3种施工方法均有所涉及，其中，单管法仅依托于单种机具设备便可完成；双管法依托的是内外喷射压力的方式；而三管法则包括高压喷射、压缩空气喷射和水泥浆喷射这3种形式。这3种施工方法具有相似性，无论何种方法，对应的喷射管直径应在0.3～2.0m。3种方法如图1～3所示。

4 施工流程

4.1 前期准备

1）材料准备 选材是工程质量的重要影响因素之一，必须确保工程材料符合相关标准。赣龙铁路复线工程中，水泥材料以规格P.O42.5的硅酸盐水泥为佳，粉煤灰的渗入幅度应稳定在26%。为了增强结构的稳固性，需选用优良的速凝剂，后续施工才能有序进行，并确保工程质量。

图2 双管旋喷施工

图1 单管旋喷法施工

图3 三管旋喷施工

2）人员准备 工程建设离不开施工技术人员，一方面需提高施工人员的综合素质；另一方面需做好施工人员的分配工作，从而提高人员利用率，避免出现人员闲置现象，具体方式为:团队人数以10人为佳，最大需≤15人，其中指挥人员3名，并给设备配备1名操作者和维修人员；工程数据需要详尽记录，因此需要1名记录人员和1名检测人员，剩余人员则提供后勤服务。

3）环境设施准备 良好的环境是工程得以开展的重要基础，在正式施工前需做好环境勘察工作，一方面需确保周边道路的畅通，以便施工设备与原材料的运输，且施工区域应尽可能干净平整；另一方面要确证施工现场供电稳定，施工所需的用水量充足。

4）机械设施准备 在本工程中，浆液喷射机型号为CYP-50，钻机型号为150型。

4.2 施工阶段

1）施工准备 对施工区域进行取样，分别围绕水质和土质2方面展开检测，根据所在环境现状为基准，从而确定最合适的水灰比及所需的水泥使用量。综合考虑现场环境及工程要求，进行成桩试验，确定最佳的高压旋喷桩施工参数。

2）浆液准备 水泥浆在本工程中应用广泛，应确保水泥浆搅拌的均匀度，同时还应做好泥浆内部空气的清排工作，以此增强浆液的塑性。若现场环境发生变化，可适当调整凝固时间。

3）钻机准备 先将设备运送至施工地点，并做好安装工作，而后将钻机参数调整至工程所需状态。选定喷射区域，对钻机的方向进行调整，确保钻嘴对准该区域。左、中、右3个区块都应处于同一平面，同时做好钻机与钻点之间距离的测量工作，以此确保钻孔的精度。

4）试喷 将水与水泥按照1∶1的比例充分搅拌，制得水泥浆，而后展开试喷作业。该过程应将喷射嘴对准地面，若喷射过程中存在各类阻碍因素，应在第一时间采取解决措施，营造稳定的施工环境。

5）喷射浆液施工 完成试喷作业后，进行喷射浆液施工，此时喷射所需的钻机和高压喷射机都应及时就位，在现场环境允许的情况下，可对孔口进行喷射作业。在喷射过程中，高压喷射机的机嘴应深入孔中，并确保机嘴处于相对稳定的状态，而后将高压喷射机内的水泥浆液持续喷入孔内。由于设备对压力的要求较高，因此应确保施工设备处于稳定的压力范围内，并合理调控泥浆的流速与流量。当孔口有泥浆溢出后，便采用高压旋喷的方式进行施工，设备应由上至下进行无死角旋喷，当完成旋喷作业后，需对泥浆进行充分搅拌，待冷却后形成具有高强度、高稳定性的固体桩。

喷浆时需遵循高压喷浆液一次过关的原则，因此工程人员需严格把控整个过程，若出现暂停喷浆现象，应在二次喷浆时做好长度的修正工作，对应长度≥0.2m，否则将影响整体喷浆质量。待喷浆作业结束后，需在第一时间将喷射管拔出，基于提升喷射管利用率的目的，应尽量减少喷射管在空气中的滞留时间，以免出现凝固剂附着现象。

4.3 检验阶段

由于工程施工质量受材料、设备及现场环境的影响，因此需要在正式施工前做好检验工作，具体可从以下4方面展开。

1）高压喷桩设备检验 高压喷射桩设备是施工的关键机械之一，在选购时应严格遵循国家的计量标准。设备在使用中均会出现折旧现象，应确保设备在规定的使用期限内。设备应保障良好的运行状态，才能提升旋喷作业的质量，从而提高桩体的稳固度。

2）材料检验 同机械设备类似，如水泥、凝固剂等原材料也应满足使用期限的要求。在正式投入使用前应进行抽样检测，严格筛选出不符合工程标准的材料，并彻底将其剔除，从源头上提高工程质量。

3）地基稳固性检验 当完成旋喷灌浆并经过凝固后，需对施工完成的地基进行检验，具体可围绕硬度、强度和稳定性3方面展开，从而确保地基的稳固性，避免地基受到人为或自然因素的影响。地基稳固性检验工作至关重要，是确保地基不出现坍塌或变形的重要方法，有助于提升地基的承载能力。

4）检验桩芯抗压强度 不同的桩芯位置对应的强度要求也不尽相同，当桩芯位于桩长的2/3处时，其对应的抗压强度应＞1.4MPa，桩顶部分的抗压强度应达到1.6MPa甚至更高。

5 高压旋喷桩技术在铁路施工中的应用前景

基于高压环境，高压旋喷桩技术可确保泥浆准确注入土体中，最终形成具有高度稳固性的桩体。该技术可显著提升铁路结构的抗震能力，工程中设备所占区域较小，在确保工程质量的同时具有良好的经济效益。目前，我国的铁路网络依然处于大范围建设中，铁路在满足人们日常出行需求的同时，还可以促进经济的发展，而基于高压旋喷桩技术可提升铁路工程质量与建设速度。因此，高压旋喷桩技术将会被广泛应用于铁路施工领域。

6 结语

综上所述，高压旋喷桩技术对于铁路建设工程意义重大，其前景十分广阔。对此，有必要加强高压旋喷桩技术研究，提升该技术在铁路施工中的应用程度，促进我国铁路事业的发展。