铁路工程施工中高压旋喷桩技术应用分析

张颖

（中铁二十二局集团第一工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

以赣龙铁路工程为例，该工程属于国家I级铁路工程，工程预计通车后时速达到200km/h，为铁路沿线构建一条便捷的交通线路。铁路工程项目全长249.419km，项目沿线多处丘陵地带，因此建设规模有所提升。为了提高铁路工程线路的稳定性，必须做好基础处理工作，地基处理施工采用高压旋喷桩技术，并对具体施工内容和该技术应用展开分析。

1 高压旋喷桩技术概述和施工方法

对于该铁路工程项目的建设来说，高压旋喷桩技术在多个环节都实现了广泛应用，地基作为铁路工程施工基础的重要环节，通过高压旋喷桩技术的应用，能够有效提高路基基础的稳定性，同时避免铁路地基坍塌事故的发生，对铁路工程的建设和投入运营都体现出重要的价值。

基于高压旋喷桩技术本身来说，其应用主要是通过设置高压旋喷功能的喷嘴，并在高压旋喷作用下，将实现配置好的水泥砂浆通过高压喷射的方式均匀喷射到整个设置区域内，在采用高压旋喷桩技术时要确保喷浆过程的压力不低于20MPa，由于高压旋喷桩技术采用的压力较高，所以水泥浆的喷射速度也比较快，能够冲破地表层的束缚，与土层融为一体，从而形成一个整体结构。在完成高压旋喷后还要对结合部分进行冷凝作业，提高结构强度和抗渗性能。通过高压旋喷工具还可以实现全方位无死角灌浆喷射，实现整个作业区域的全面且均匀覆盖，从而构成一个稳定的状体结构。当前铁路工程中应用的高压旋喷桩技术主要包括单管高压旋喷桩技术、双管高压旋喷桩技术以及三管高压旋喷桩技术等，每种方式都具有各自的特点，因此需要结合实际工程需求来进行科学选择。

另外，在铁路工程中运用高压旋喷桩技术开展施工时，由于铁路施工环境较为复杂，在开展施工时每个路段都呈现出不同的特点，因此需要结合实际情况选择各种高压旋喷桩施工技术，针对本工程来说，由于铁路工程的各个路段比较复杂，所以在整个工程中三种高压旋喷桩技术都有所应用，其中单管高压旋喷桩技术是基于一种喷嘴工具完成的，双管高压旋喷桩技术是通过内外同时喷射的方式作业，而三管高压旋喷桩技术则融合了压缩空气喷射、高压喷射以及水泥浆喷射集中方式，通过灵活运用实现良好的高压旋喷桩效果。

图1 双管旋喷

图2 三管旋喷

2 高压旋喷桩技术在铁路工程施工中的应用

2.1 前期准备工作

（1）材料准备工作。对于铁路工程中高压旋喷桩技术的应用来说，材料的选择是一个重要的环节，对整个铁路工程的施工质量具有重要影响。因此，在材料选择时必须严格按照相关标准进行选择。对于该工程来说，水泥砂浆的原材料可以选择P.042.5的硅酸盐水泥，同时粉煤灰的掺入幅度应保持在26%左右，为了进一步提高基础结构的稳定性，还可以在材料中加入速凝剂，保障后续铁路施工有序进行，同时提高铁路基础工程的施工质量。

（2）人员准备工作。任何工程的实施都离不开人，所以人员准备也是铁路工程开展的关键环节。在铁路工程施工中运用高压旋喷桩技术施工前，首先要全面提升技术人员的素质水平，强化技术人员专业知识和实践操作能力，避免在实际施工过程中由于个人操作事故而影响整个施工进度，甚至造成施工质量问题或者事故风险。另外，在人员准备阶段也要做好人员任务的合理规划，充分发挥人员利用效率，杜绝人员闲置，在该项目施工中以10人为1个标准团队，其中配备1名操作人员和技术维修人员以及3名指挥人员，为了准确地记录铁路高压旋喷桩施工中的整个过程数据，还要分配1名工程记录员和质量检测人员，剩余3人为工程提供后勤保障。

（3）设施与环境准备工作。具备优越的施工环境是铁路工程施工良好的开端，因此，在工程准备阶段，也要做好施工现场环境的全面勘察，提高施工周边道路的畅通性，为实际施工提供便利，保障施工设备能够正常运行，同时也为施工材料运输提供方便。另外，还要做好现场设施规划，比如设置稳定的供电系统，为铁路工程作业提供稳定的能源。

（4）机械设备准备工作。对于该工程中开展高压旋喷桩技术可以选用CYP-50型号的高压旋喷机，并且匹配150型钻机。

2.2 高压旋喷桩施工

（1）施工准备环节。在将要开展高压旋喷桩施工前，首先对施工区域的土质和水环境进行取样，检测施工现场周围的土质情况和水质环境，并结合检测结果来设计水泥浆材料的水灰比，同时确定水泥材料的用量。针对铁路工程的施工环境和工程建设的实际需求，开展喷桩施工测试，从而测算准确的高压旋喷桩作业相关参数。

（2）水泥浆拌制。当完成各项参数的确定后，还要注重水泥砂浆的配比工作，由于水泥砂浆是铁路工程建设的主要材料，因此，在实际应用中必须确保水泥砂浆拌制符合实际质量标准。同时也要具备良好的搅拌均匀度，做好水泥砂浆中的空气排出工作，提高水泥砂浆的可塑性能。探索在水泥砂浆的拌制过程中现场环境发生改变，那么必须结合实际情况来调整水泥的凝固实践。

（3）钻机设备准备环节。在完成水泥砂浆的拌制工作后，也要做好钻机设备的准备工作，本工程选用浆液喷射机型号为CYP-50，钻机型号为150型。通过机械设备将钻机等相关设备运输到施工现场，随后对钻机设备进行安装和调试，将准备环节中测算好的参数设置到钻机系统内部，并对钻机进行运行调试，保障钻机处于良好的运行状态。随后选择喷射区域，根据现场情况调节钻机的方向，保障钻机的喷浆口对准施工区域。确保每个钻嘴都处于同一平面，并设置好钻机与钻点的位置，提高钻孔作业的准确度。

（4）试喷作业。在开展设备试喷阶段时，首先将水和水泥按照1∶1比例混合，制成水泥浆，并进行试喷作业，在进行试喷时必须确保喷嘴对准地面。并解决喷射过程中的阻碍，形成一个稳定的试喷环境，保障喷嘴喷出的砂浆均匀通过，获取精准的试喷作业效果。

（5）高压旋喷桩施工。当试喷作业通过后，便可以开展正式高压旋喷桩作业，将高压旋喷机和喷嘴恢复原位，在施工条件允许的情况下，对准孔口开展旋喷作业。在进行旋喷作业时，必须确保喷嘴深入孔内，同时加强喷嘴的稳定性，随后将预先配置好的水泥砂浆均匀地喷入钻孔内部。在进行喷浆作业中，必须严格控制喷射压力，确保高压旋喷设备的压力负荷符合实际作业需求，并且合理的调节下浆速度和下浆量。当孔口出现泥浆外溢时，便可完成高压旋喷作业，并对水泥砂浆进行充分搅拌和静置冷却，从而形成高性能桩体结构。

在喷浆过程中要严格遵循一次喷浆原则，避免重复喷浆，所以，这也对技术人员提出了更好的要求，技术人员必须要全面掌握整个作业过程，如果期间出现停喷时，在修复后进行二次喷浆时必须重新修正长度，对应长度≥0.2m，避免影响施工质量。当完成喷浆后，要及时拔除喷嘴，同时减少喷嘴在外界环境下停留，避免水泥砂浆堵塞喷浆口。

2.3 高压旋喷桩检验阶段

在高压旋喷桩施工中会受到施工环境、施工材料和设备的影响，所以在实际施工前，必须做好各个环节的检查工作，确保高压旋喷桩施工一气呵成，避免影响整个工程质量。

（1）设备检验。铁路工程高压旋喷桩施工中设备的应用是整个工程的关键，因此，施工企业在进行设备选购时，必须严格按照相关标准进行购买高压旋喷设备。在高压旋喷设备的使用中也要严格检查设备是否在寿命期限内，保障高压旋喷设备处于巅峰运行状态，提高旋喷施工质量。

（2）材料检验。在开展高压旋喷桩施工时，也要严格把控水泥砂浆等原材料的质量，采购水泥、粉煤灰、凝固剂等材料时，要确保质量符合实际应用标准，同时使用期限也符合施工需求。在应用前也要开展配合比适配试验，确保水泥砂浆符合实际施工强度，保障铁路工程施工质量。

（3）地基稳固性检验。在完成旋喷灌浆施工后，也要对整个地基进行质量检查，重点检测桩身完整性、均与性、无侧限抗压强度以及成桩后的复合地基承载力，避免受到外界因素导致地基失稳现象的出现，提高地基地承载能力。

（4）施工质量检验。在进行高压旋喷桩检验时应该在成桩后28d开展单桩载荷检验或复合式地基承载力，抽检率为2‰；如果开展上覆硬层高压旋喷检验时，利用100型钻机取芯抽检率按照2‰不少于3根并验证桩长。

3 结语

综上所述，随着我国铁路工程建设水平的不断提升，促进了我国交通事业的发展，给人们带来了便利的出行条件，同时能够促进城市的发展。在我国铁路工程建设中，由于建设环境恶劣，地基施工难度大，给整个工程的质量带来了巨大的考验。为此，在开展铁路工程地基施工中，可以结合实际情况合理地运用高压旋喷桩技术，通过高压旋喷施工能够有效提高铁路基础工程的强度和稳定性，保障铁路工程安全，延长铁路工程使用寿命。