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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，山嶺重丘地貌，地形起伏較大。出口段被風積砂覆蓋，地形平緩，地表多為林地。根據設計縱斷面圖顯示，隧道出口ZLK181+120ZLK181+270（K181+150K181+300）段穿越風積砂地層埋深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暗2、挖施工方案。隧道出口風積砂段砂層為年久風力搬運形成，顆粒均勻呈粉砂狀，砂層密實度較高，風干后自然流淌，經現場檢測砂層含水量為2-3%。砂層注漿擴散系數小，大管棚或小導管注漿難以擴散，不能有效的將超前支護范圍內的砂層固結，粉砂會從上面超前導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粉砂層空腔不斷擴大，達不到超前預支護目的，隧道開挖難以施工。2、水平旋噴樁施工原理和技術特點（一）水平高壓旋噴施工采用水平定向鉆機打設水平孔，鉆進至設計深度后，撥出鉆桿，且同時通過水平鉆機、鉆桿、噴嘴以大于35MPa的壓力把配制好的漿液噴射到土體內, 借助流體的沖擊力切削3、土層，使噴流射程內土體遭受破壞，與此同時鉆桿一面以一定的速度（20r/min）旋轉，一面低速(1530cm/min)徐徐外拔，使土體與水泥漿充分攪拌混合，膠結硬化后形成直徑比較均勻，具有一定強度（0.58.0Mpa）的樁體，從而使地層得到加固，當旋噴樁相互咬接后,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和土體改良加強效應，能夠起到防流沙、抗滑移、防滲透的作用,保證隧道掘進安全。（二）水平高壓旋噴注漿技術特點1、在隧道開挖前，于掌子面前方構筑拱形剛性體，減輕傳到掌子面和支護上的荷載，控制開挖引起的變形；2、因旋噴使地層變成高強度的改良體，支撐上部荷載，控制不4、良地層的坍塌現象；3、因采用了專門的機械設備和高壓噴射裝置，且能夠控制噴射壓力，使樁體強度能夠滿足設計要求。三、施工方案根據現場工程地質及水文地質條件，為加固隧道拱部地層，在隧道拱部采用高壓水平旋噴樁進行地層加固。（一）水平高壓旋噴樁設計參數根據現場工程地質條件及現場施工情況，即在隧道拱部位置按設計要求布設水平旋噴樁，布置范圍在隧道斷面180度范圍內，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，設計角度為10-15%，如下圖。洞口第一循環水平旋噴樁施工結束后，開挖隧道時，開挖到10m掌子面時向前方開始外擴旋噴工作室，工作室長5、度為5.0m，工作室開挖線外擴300mm，工作室擴到現掌子面前方15.0m處，預留5.0m水平旋噴樁作為與下一循環水平旋噴樁的搭接長度。后續水平旋噴樁在具備工作室的條件下，設計長度達到20m，水平旋噴樁中心距為400mm，打設角度根據隧道坡度及工作室要求確定水平旋噴樁預導孔打設角度（初步定在5%）。施工后續循環水平旋噴樁時，預導孔打設角度均采用無線導向儀測量鉆進角度，發現角度偏過大時，就及時進行糾偏。第一循環水平旋噴樁均應布置在隧道斷面180度范圍內。鉆機安裝平臺標高應比最低一根旋噴樁中心標高低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，蓄存鉆進和6、旋噴時通出的泥沙，并且應及時排出隧道。（二）水平旋噴樁工程主要技術要求如下:1、施工誤差其精度控制在3范圍內； 2、為確保相鄰旋噴樁的相互咬合，應控制各樁的方位角，方位角誤差控制在2范圍內，曲線及咬合曲線段由項目部技術部門現場確定；3、成樁后樁體必須滿足強度要求，樁體應確保連續，均勻達到止水效果；4、水平旋噴樁應嚴格按照設計樁位、樁徑、樁長和樁數施工。5、對每根樁從鉆孔至成樁做以下記錄：施工日期、開鉆時間、結束時間、旋噴壓力、旋噴提升速度、樁長、注漿量；6、施工前，現場應先進行兩根成樁試驗，通過試驗樁掌握鉆進速度、拔鉆速度、旋噴速度、噴漿壓力、單位時間噴漿量等技術參數，確定旋噴的均勻性，確定最7、佳施工參數和最佳施工工藝；7、樁體施工過程要連續，不能間斷，防止出現斷樁，短樁現象的發生。如因機械故障或其它原因停機在30-120分鐘的，應重復旋噴1m，超過2小時的，按斷樁處理，應重新鉆樁。四、施工工藝（一）施工準備1、設備進場（1）檢查鉆機運行是否正常。回油管的快速接頭是否完好，機臺各種油管有無損傷。啟動柜是否完好（包括啟動柜內的各種開關、繼電器、變壓器、機柜等）、三聯泵有無損傷，檢查液壓油液面高度是否在油箱2/3的高度以上，電機是否受潮，鉆具、工具是否齊全；（2）高壓注漿泵運行是否正常，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，在隧道兩側測量放線定出兩個同一里程點，隧道軸8、線，并在掌子面測量標出隧道開挖輪廓線，測量定出樁位，并編好每個樁號，用鋼筋作好樁位標志。 3、鉆機安裝（1）平整工作平臺，鋪設軌道，安裝立柱。場地要求平整，并挖設排水溝。要求如下：1）鋼墊板規格：長寬=250mm250mm；高強螺栓直徑：16mm；鋼墊板與基礎固定要牢，強度要高；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：卡瓦等上緊，加強整體性；7）所有螺母必須擰緊，發現溢扣者必須換掉；（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，管路安裝擺放整齊。4、對孔位。設備安裝好后，按技術交底9、調整鉆機角度、方位，對準孔位，孔位誤差控制在50mm以內。5、制定漿液。根據施工方案和技術交底要求的配比配制水泥漿，漿液攪拌必須均勻。在制漿過程中應隨時測量漿液比重，每孔高噴灌漿結束后要統計該孔的材料用量。漿液用高速攪拌機攪制，拌制漿液必須連續均勻，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。（二）鉆進1、水平定向鉆進方法原理水平定向鉆進方法是非開挖管線施工的一種方法。該方法要求在鉆進過程中能準確測定鉆頭在地下的位置和方向。根據鉆頭在鉆進過程中的位置和方向同設計軌跡的差異，利用能進行調節方向的鉆頭（一般為楔型鉆頭）改變鉆頭的鉆進方向，從而按設計要求完成各種管線的鋪設。鉆頭示意圖如下10、：如圖所示：鉆頭內裝有特制的傳感器，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(導向板的方向： 導向板朝上即為12點，如同鐘面)。打設角度如果偏下，可以把鉆頭調到12點，即導向板朝上，直接頂進，此時由于導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動。同理在6點糾偏可以使鉆頭軌跡朝下，9點、3點分別是為左、右糾偏方向。如果角度合適，鉆機會勻速旋轉鉆進，此時鉆桿軌跡一般是平直的。所以導向鉆頭是上下糾偏的關鍵。至于左右偏差根據傳感器尾端的發光裝置來定，通過儀器測量參數來糾偏。2、鉆孔打設：為確保鉆孔質量，首應先打設23個探孔，查明地層變化情況及地層對鉆孔角度的11、影響，然后根據探孔情況確定旋噴樁鉆孔的打設角度。1）檢查確定孔口管安裝牢固后，調整鉆機，對好孔位；2）將旋噴鉆頭及第一根鉆桿送入孔口管內；3）安裝密封裝置；4）打開循環液排出口（循環液采用膨潤土、聚丙乙烯及火堿制作的泥漿）；5）開始鉆進，進孔角度按探孔確定的角度開始鉆進，直到鉆至設計深度；6）通過觀察循環液壓力變化，檢查噴嘴是否堵住。7）鉆進過程中要保持循環液壓力1.02.0MPa，防止在鉆進過程中，砂石堵住噴嘴。（三）高壓旋噴1、進行高壓噴漿前應檢查高壓注漿泵，查看泵壓讀數是否達到設計要求（3540MPa），泵壓達到設計要求時才能開始噴漿；2、噴漿前應檢查（1）鉆桿接頭處是否漏氣，如漏氣，則12、應將鉆桿退回，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，則應將鉆桿全部退回進行疏通，疏通后重新下管到設計深度后再進行旋噴。3、在孔底高壓噴漿時應停留一定時間，然后再緩慢外拔鉆桿，鉆桿每外拔出0.6m，應回拖0.30m鉆桿，同時高壓噴漿；4、在高壓噴漿時，應安排專人觀察泵壓變化，一旦發現泵壓過低時應及時通知機臺停止噴漿，查明原因后再恢復高壓噴漿；5、當鉆桿拔至孔口0.50m時停止注漿，關閉漿液通道，再緩慢拔出鉆桿，進行封孔作業；6、每根高壓旋噴鉆桿拔出后應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：漿液要求水：水泥為1：1；注漿13、壓力為3540Mpa；8、旋噴注漿時應注意事項:（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）旋噴過程中循環液排出口要保持暢通，如因故堵死，應松開密封裝置疏通返漿通道，保持正常返漿，返漿量應控制在規范規定的20%左右。（3）如果孔內不能疏通，為避免出現抱鉆等情況發生，則應將鉆桿退出，直至鉆孔內返漿正常后再重新下旋噴鉆桿進行高壓旋噴。（4）噴射時因故障中斷，應酌情盡快處理:1）因機械故障，要盡力縮短中斷時間，及早恢復灌漿；2）如中斷時間超過2小時，要采取補救措施；3）恢復噴射時，鉆桿要多伸入0.30m，保證凝結體的連續性。（5）噴漿過程中出現冒漿時，應及時從孔口進行封堵，如果出漿量較大時，則應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，應停止噴漿；2、缷下孔口管最外端的密封裝置，關閉循環液排出口；