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千松壩隧道進(jìn)口水平旋噴施工方案（9頁）.doc

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千松壩隧道進(jìn)口水平旋噴施工方案（9頁）.doc

1、千松壩隧道出口水平旋噴樁施工方案一、工程概況千松壩隧道起止樁號ZLK176+812ZLK181+270（K176+884K181+300），全長4458/4416m。隧道所處壩上高寒地區(qū)，山嶺重丘地貌，地形起伏較大。出口段被風(fēng)積砂覆蓋，地形平緩，地表多為林地。根據(jù)設(shè)計縱斷面圖顯示，隧道出口ZLK181+120ZLK181+270（K181+150K181+300）段穿越風(fēng)積砂地層埋深0-35米。其中ZLK181+270ZLK181+170（K181+200K181+300）采用明洞施工方案，ZLK181+090ZLK181+180（K181+124K181+200）段采用水平旋噴樁超前支護(hù)暗

2、挖施工方案。隧道出口風(fēng)積砂段砂層為年久風(fēng)力搬運(yùn)形成，顆粒均勻呈粉砂狀，砂層密實(shí)度較高，風(fēng)干后自然流淌，經(jīng)現(xiàn)場檢測砂層含水量為2-3%。砂層注漿擴(kuò)散系數(shù)小，大管棚或小導(dǎo)管注漿難以擴(kuò)散，不能有效的將超前支護(hù)范圍內(nèi)的砂層固結(jié)，粉砂會從上面超前導(dǎo)管縫隙中與前方掌子面流出，形成體積不等的空腔，在開挖過程中，不斷有并且隨著掌子面的開挖掘進(jìn)粉砂層空腔不斷擴(kuò)大，達(dá)不到超前預(yù)支護(hù)目的，隧道開挖難以施工。2、水平旋噴樁施工原理和技術(shù)特點(diǎn)（一）水平高壓旋噴施工采用水平定向鉆機(jī)打設(shè)水平孔，鉆進(jìn)至設(shè)計深度后，撥出鉆桿，且同時通過水平鉆機(jī)、鉆桿、噴嘴以大于35MPa的壓力把配制好的漿液噴射到土體內(nèi), 借助流體的沖擊力切削

3、土層，使噴流射程內(nèi)土體遭受破壞，與此同時鉆桿一面以一定的速度（20r/min）旋轉(zhuǎn)，一面低速(1530cm/min)徐徐外拔，使土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌希z結(jié)硬化后形成直徑比較均勻，具有一定強(qiáng)度（0.58.0Mpa）的樁體，從而使地層得到加固，當(dāng)旋噴樁相互咬接后,便以同心圓形式在隧道拱頂及周邊形成封閉的水平旋噴帷幕體, 水平旋噴樁具有梁效應(yīng)和土體改良加強(qiáng)效應(yīng)，能夠起到防流沙、抗滑移、防滲透的作用,保證隧道掘進(jìn)安全。（二）水平高壓旋噴注漿技術(shù)特點(diǎn)1、在隧道開挖前，于掌子面前方構(gòu)筑拱形剛性體，減輕傳到掌子面和支護(hù)上的荷載，控制開挖引起的變形；2、因旋噴使地層變成高強(qiáng)度的改良體，支撐上部荷載，控制不

4、良地層的坍塌現(xiàn)象；3、因采用了專門的機(jī)械設(shè)備和高壓噴射裝置，且能夠控制噴射壓力，使樁體強(qiáng)度能夠滿足設(shè)計要求。三、施工方案根據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，為加固隧道拱部地層，在隧道拱部采用高壓水平旋噴樁進(jìn)行地層加固。（一）水平高壓旋噴樁設(shè)計參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)條件及現(xiàn)場施工情況，即在隧道拱部位置按設(shè)計要求布設(shè)水平旋噴樁，布置范圍在隧道斷面180度范圍內(nèi)，樁徑600mm，樁間距為400mm，相鄰樁相互咬合200mm，每排20米，55根，每排樁搭接5 m，按大角度打設(shè)，設(shè)計角度為10-15%，如下圖。洞口第一循環(huán)水平旋噴樁施工結(jié)束后，開挖隧道時，開挖到10m掌子面時向前方開始外擴(kuò)旋噴工作室，工作室長

5、度為5.0m，工作室開挖線外擴(kuò)300mm，工作室擴(kuò)到現(xiàn)掌子面前方15.0m處，預(yù)留5.0m水平旋噴樁作為與下一循環(huán)水平旋噴樁的搭接長度。后續(xù)水平旋噴樁在具備工作室的條件下，設(shè)計長度達(dá)到20m，水平旋噴樁中心距為400mm，打設(shè)角度根據(jù)隧道坡度及工作室要求確定水平旋噴樁預(yù)導(dǎo)孔打設(shè)角度（初步定在5%）。施工后續(xù)循環(huán)水平旋噴樁時，預(yù)導(dǎo)孔打設(shè)角度均采用無線導(dǎo)向儀測量鉆進(jìn)角度，發(fā)現(xiàn)角度偏過大時，就及時進(jìn)行糾偏。第一循環(huán)水平旋噴樁均應(yīng)布置在隧道斷面180度范圍內(nèi)。鉆機(jī)安裝平臺標(biāo)高應(yīng)比最低一根旋噴樁中心標(biāo)高低1.5m，平臺必須修出排水溝，平臺必須噴錨硬化平整，并在距掌子面后方6.0處修筑臨時擋墻，蓄存鉆進(jìn)和

6、旋噴時通出的泥沙，并且應(yīng)及時排出隧道。（二）水平旋噴樁工程主要技術(shù)要求如下:1、施工誤差其精度控制在3范圍內(nèi)； 2、為確保相鄰旋噴樁的相互咬合，應(yīng)控制各樁的方位角，方位角誤差控制在2范圍內(nèi)，曲線及咬合曲線段由項目部技術(shù)部門現(xiàn)場確定；3、成樁后樁體必須滿足強(qiáng)度要求，樁體應(yīng)確保連續(xù)，均勻達(dá)到止水效果；4、水平旋噴樁應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計樁位、樁徑、樁長和樁數(shù)施工。5、對每根樁從鉆孔至成樁做以下記錄：施工日期、開鉆時間、結(jié)束時間、旋噴壓力、旋噴提升速度、樁長、注漿量；6、施工前，現(xiàn)場應(yīng)先進(jìn)行兩根成樁試驗(yàn)，通過試驗(yàn)樁掌握鉆進(jìn)速度、拔鉆速度、旋噴速度、噴漿壓力、單位時間噴漿量等技術(shù)參數(shù)，確定旋噴的均勻性，確定最

7、佳施工參數(shù)和最佳施工工藝；7、樁體施工過程要連續(xù)，不能間斷，防止出現(xiàn)斷樁，短樁現(xiàn)象的發(fā)生。如因機(jī)械故障或其它原因停機(jī)在30-120分鐘的，應(yīng)重復(fù)旋噴1m，超過2小時的，按斷樁處理，應(yīng)重新鉆樁。四、施工工藝（一）施工準(zhǔn)備1、設(shè)備進(jìn)場（1）檢查鉆機(jī)運(yùn)行是否正常。回油管的快速接頭是否完好，機(jī)臺各種油管有無損傷。啟動柜是否完好（包括啟動柜內(nèi)的各種開關(guān)、繼電器、變壓器、機(jī)柜等）、三聯(lián)泵有無損傷，檢查液壓油液面高度是否在油箱2/3的高度以上，電機(jī)是否受潮，鉆具、工具是否齊全；（2）高壓注漿泵運(yùn)行是否正常，高壓注漿管路是否暢通，壓力表是否正常。2、測量放線定樁位，在隧道兩側(cè)測量放線定出兩個同一里程點(diǎn)，隧道軸

8、線，并在掌子面測量標(biāo)出隧道開挖輪廓線，測量定出樁位，并編好每個樁號，用鋼筋作好樁位標(biāo)志。 3、鉆機(jī)安裝（1）平整工作平臺，鋪設(shè)軌道，安裝立柱。場地要求平整，并挖設(shè)排水溝。要求如下：1）鋼墊板規(guī)格：長寬=250mm250mm；高強(qiáng)螺栓直徑：16mm；鋼墊板與基礎(chǔ)固定要牢，強(qiáng)度要高；2）H型鋼軌找平誤差3mm；3）底盤對角線找方誤差3mm；4）斜拉筋需繃緊，交叉拉力基本相等； 5）四柱對角誤差5mm；6）升降系統(tǒng)：卡瓦等上緊，加強(qiáng)整體性；7）所有螺母必須擰緊，發(fā)現(xiàn)溢扣者必須換掉；（2）油泵、高壓泵安裝。要求場地平整，場地硬化，高壓泵安裝平穩(wěn)，管路安裝擺放整齊。4、對孔位。設(shè)備安裝好后，按技術(shù)交底

9、調(diào)整鉆機(jī)角度、方位，對準(zhǔn)孔位，孔位誤差控制在50mm以內(nèi)。5、制定漿液。根據(jù)施工方案和技術(shù)交底要求的配比配制水泥漿，漿液攪拌必須均勻。在制漿過程中應(yīng)隨時測量漿液比重，每孔高噴灌漿結(jié)束后要統(tǒng)計該孔的材料用量。漿液用高速攪拌機(jī)攪制，拌制漿液必須連續(xù)均勻，攪拌時間不小于3分鐘，一次攪拌使用時間亦控制在4h以內(nèi)。（二）鉆進(jìn)1、水平定向鉆進(jìn)方法原理水平定向鉆進(jìn)方法是非開挖管線施工的一種方法。該方法要求在鉆進(jìn)過程中能準(zhǔn)確測定鉆頭在地下的位置和方向。根據(jù)鉆頭在鉆進(jìn)過程中的位置和方向同設(shè)計軌跡的差異，利用能進(jìn)行調(diào)節(jié)方向的鉆頭（一般為楔型鉆頭）改變鉆頭的鉆進(jìn)方向，從而按設(shè)計要求完成各種管線的鋪設(shè)。鉆頭示意圖如下

10、：如圖所示：鉆頭內(nèi)裝有特制的傳感器，傳感器直接由15V直流供電。顯示屏顯示鉆頭的傾角(水平角度)、面向角(導(dǎo)向板的方向：導(dǎo)向板朝上即為12點(diǎn)，如同鐘面)。打設(shè)角度如果偏下，可以把鉆頭調(diào)到12點(diǎn)，即導(dǎo)向板朝上，直接頂進(jìn)，此時由于導(dǎo)向板底板斜面面積大。受到一個向上的力，鉆頭軌跡就會朝上運(yùn)動。同理在6點(diǎn)糾偏可以使鉆頭軌跡朝下，9點(diǎn)、3點(diǎn)分別是為左、右糾偏方向。如果角度合適，鉆機(jī)會勻速旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，此時鉆桿軌跡一般是平直的。所以導(dǎo)向鉆頭是上下糾偏的關(guān)鍵。至于左右偏差根據(jù)傳感器尾端的發(fā)光裝置來定，通過儀器測量參數(shù)來糾偏。2、鉆孔打設(shè)：為確保鉆孔質(zhì)量，首應(yīng)先打設(shè)23個探孔，查明地層變化情況及地層對鉆孔角度的

11、影響，然后根據(jù)探孔情況確定旋噴樁鉆孔的打設(shè)角度。1）檢查確定孔口管安裝牢固后，調(diào)整鉆機(jī)，對好孔位；2）將旋噴鉆頭及第一根鉆桿送入孔口管內(nèi)；3）安裝密封裝置；4）打開循環(huán)液排出口（循環(huán)液采用膨潤土、聚丙乙烯及火堿制作的泥漿）；5）開始鉆進(jìn)，進(jìn)孔角度按探孔確定的角度開始鉆進(jìn)，直到鉆至設(shè)計深度；6）通過觀察循環(huán)液壓力變化，檢查噴嘴是否堵住。7）鉆進(jìn)過程中要保持循環(huán)液壓力1.02.0MPa，防止在鉆進(jìn)過程中，砂石堵住噴嘴。（三）高壓旋噴1、進(jìn)行高壓噴漿前應(yīng)檢查高壓注漿泵，查看泵壓讀數(shù)是否達(dá)到設(shè)計要求（3540MPa），泵壓達(dá)到設(shè)計要求時才能開始噴漿；2、噴漿前應(yīng)檢查（1）鉆桿接頭處是否漏氣，如漏氣，則

12、應(yīng)將鉆桿退回，查出漏氣位置重新密封，或更換鉆具。（2）噴嘴是否堵住，噴嘴如堵死，則應(yīng)將鉆桿全部退回進(jìn)行疏通，疏通后重新下管到設(shè)計深度后再進(jìn)行旋噴。3、在孔底高壓噴漿時應(yīng)停留一定時間，然后再緩慢外拔鉆桿，鉆桿每外拔出0.6m，應(yīng)回拖0.30m鉆桿，同時高壓噴漿；4、在高壓噴漿時，應(yīng)安排專人觀察泵壓變化，一旦發(fā)現(xiàn)泵壓過低時應(yīng)及時通知機(jī)臺停止噴漿，查明原因后再恢復(fù)高壓噴漿；5、當(dāng)鉆桿拔至孔口0.50m時停止注漿，關(guān)閉漿液通道，再緩慢拔出鉆桿，進(jìn)行封孔作業(yè)；6、每根高壓旋噴鉆桿拔出后應(yīng)立即用清水高壓沖洗干凈，避免殘留漿液凝固，避免下次旋噴時殘留顆粒物堵噴嘴。7、噴漿參數(shù)：漿液要求水：水泥為1：1；注漿

13、壓力為3540Mpa；8、旋噴注漿時應(yīng)注意事項:（1）接、卸鉆桿要快，并且要清洗接頭位置，不得殘留雜物，防止噴嘴堵住；（2）旋噴過程中循環(huán)液排出口要保持暢通，如因故堵死，應(yīng)松開密封裝置疏通返漿通道，保持正常返漿，返漿量應(yīng)控制在規(guī)范規(guī)定的20%左右。（3）如果孔內(nèi)不能疏通，為避免出現(xiàn)抱鉆等情況發(fā)生，則應(yīng)將鉆桿退出，直至鉆孔內(nèi)返漿正常后再重新下旋噴鉆桿進(jìn)行高壓旋噴。（4）噴射時因故障中斷，應(yīng)酌情盡快處理:1）因機(jī)械故障，要盡力縮短中斷時間，及早恢復(fù)灌漿；2）如中斷時間超過2小時，要采取補(bǔ)救措施；3）恢復(fù)噴射時，鉆桿要多伸入0.30m，保證凝結(jié)體的連續(xù)性。（5）噴漿過程中出現(xiàn)冒漿時，應(yīng)及時從孔口進(jìn)行封堵，如果出漿量較大時，則應(yīng)考慮在漿液中加入速凝劑，并控制噴漿量和噴漿速度。（6）旋噴注漿時返出的漿液要求及時排至地表。（四）封孔1、噴漿至孔口掌子面0.50m時，應(yīng)停止噴漿；2、缷下孔口管最外端的密封裝置，關(guān)閉循環(huán)液排出口；

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