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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。二、 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3、削土層，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4、不良地層的坍塌現象； 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5、室長度為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6、進和旋噴時通出的泥沙，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7、均勻性，確定最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?；赜凸艿目焖俳宇^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8、同一里程點，隧道軸線，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、9、對孔位。設備安裝好后，按技術交底調整鉆機角度、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10、成各種管線的鋪設。鉆頭示意圖如下：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11、明地層變化情況及地層對鉆孔角度的影響，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（112、）鉆桿接頭處是否漏氣，如漏氣，則應將鉆桿退回，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13、：漿液要求水：水泥為1：1；注漿壓力為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。（514、）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；3、快速拔出鉆桿和鉆頭，關閉大球閥；4、高壓旋噴注漿完成后應在循環液排出口處安裝壓力表，然后用250泵補注漿，注漿壓力控制在0.8-1.0MPa；5、補注漿完成48小時后方能缷下大球閥。（五）清洗管道及設備每根樁施工完畢后都應用清水高壓沖洗管道及設備，確保管道內不留在殘渣，清洗完畢后移至下一樁位。（六）鉆機移到下一孔位開鉆前，應核查15、相鄰樁的成樁時間，后施工的樁必須在相鄰樁成樁時間超過初凝時間后，前一根樁漿液達到一定強度時才能開鉆，確保相鄰樁相互咬合，因此移至下一孔位時應跳過1至3根后再施做較合適。水平旋噴樁施工工藝流程圖沉 淀 池鉆機就位試 運 轉泥漿配置打設水平孔廢漿排放距掌子面一米停噴旋噴拔桿清洗高壓注漿泵、鉆桿灰漿攪拌、過濾終孔檢查樁位測放回灌漿液高壓注漿泵ny五、施工難點 1、樁的連續性、均勻性控制；2、樁的強度及樁的咬合控制。3、樁的長度和角度控制。六、施工組織因水平旋噴樁方案在張承高速首次采用，為加強領導，確保施工順利進行，經理部成專項施工領導小組，9人組成。項目經理任組長，總工任副組長，生產副經理、安全部長16、隧道工程師、試驗室主任、測量工程師、質檢工程師、施工隊長任組員。施工隊配備人員：施工隊長1名，機手10名，泵工6名，焊工10名，,普工20名。七、機械設備根據本工程特點和施工要求，配備以下主要專用機械設備:1、鉆機：根據高壓水平旋噴施工方案要求，選擇HTG200型管棚鉆機。2、高壓泵：XPb-90E132KW型高壓泵，最大壓力為50Mp，最大流量為100L/min，功率為132KW。3、主要機械設備和材料表序號名稱型號規格單位數量功率用 途1管棚鉆機HTG-200型臺4250KN旋噴攪拌樁施工2高壓泵Xpb-90E臺250Mp/132KW輸送壓力漿液3攪拌桶2m3個67.5KW調制水泥漿4泥17、漿泵BW250臺215KW循環液5鉆桿73 mmm150成孔6噴頭個307電焊機臺54、現場需配的挖掘機、裝載機、運輸車、施工用水、用電等機械設備與隧道其他工程通用。六、質量保證措施 1、第一棵試驗樁施工完成后應進行樁的質量檢測，主要檢測其樁徑、樁長、樁的強度等指標；2、工程開工前，認真做好技術交底，做到人人明白技術要求，個個分擔技術責任；3、上崗人員必須經過技術培訓，特殊工種必須持證上崗；4、由于高壓漿液對土體的削切及鉆桿本身的重力，鉆頭在鉆進過程中會發生明顯的下移，為此對旋噴樁，預先上仰3的設計坡度，（上仰角根據樁徑、樁長、隧道坡度、地層情況及下一循環施工工作室確定），采用跳1根以上施工，18、從隧道下面往上施做旋噴樁；5、機手一定要做好鉆孔測斜工作，及時進行糾偏，確保鉆孔成孔精度；6、施工過程中，操作人員隨時記錄壓力、噴漿量、鉆進速度、拔鉆桿速度等有效參數。施工時嚴格控制各種施工參數，發現問題及時匯報處理。現場施工做到及時記錄、及時調整、及時匯報處理；7、注漿壓力和注漿量應符合設計要求和有關規范的規定；8、高壓旋噴應全孔連續進行，若中途拆卸噴射管，則應進行復噴，搭接長度不小于200mm。供漿正常的情況下，孔口回漿密度變小、且不能滿足設計要求時，應加大進漿密度；9、在施工時嚴格遵守操作規程，班長和技術員嚴格進行質量自檢，每根樁在對好鉆機后，機手、施工隊長都應親自檢查孔位偏差、鉆機角度19、。 七、工期保證措施1、加強機械特別是鉆機設備保養，保證機械設備完好率和出勤率。2、施工隊人員數量充足，特別是機械操作人員數量必須滿足施工要求。3、水泥等施工材料提前采購，不得因材料短缺而耽誤施工。4、加強安全管理，防止出現安全事故而影響工期。5、加強施工技術和質量管理，防止因技術錯誤和施工質量不合格造成返工而影響工期。八、安全施工保證措施1、必須認真貫徹執行國家、鐵道部有關安全法規、法令和相關的安全施工規章制度，嚴格按操作規程施工，確保安全生產、文明施工；2、必須配備安檢、勞保設施和專職安全檢查員，監督施工生產各環節安全規程執行情況，建立安全生產檢查臺帳； 3、提高安全意識，對機械設備按期進20、行檢查維修，保持良好狀態；4、確保人員、設備、材料、工藝、施工環境處于安全有效狀態，保證安全施工；5、高壓旋噴樁等在進行作業時，嚴格按照機械技術操作規程進行作業；做到管理人員不違章指揮，作業人員不違章操作；6、高壓泵要全面檢查和清洗干凈，防止泵體的殘渣和鐵屑存在；各密封圈應完整無泄漏，安全閥中的安全銷要進行試壓檢驗，確保能在額定最高壓力時斷銷卸壓；壓力表應定期檢查，保證正常使用，一旦發生故障，要停泵停機排除故障；7、電工、電焊工要持證上崗，作業時要戴絕緣手套，穿絕緣鞋；8、作業現場保持清潔整齊，水泥漿在儲灰罐中集中拌制，施工過程中要經常檢查管道的損壞狀況，避免漏漿；施工完畢后不可隨意排放多余泥漿。水泥使用完畢后剩余的水泥袋要回收存放，不可隨意丟棄。施工垃圾不亂堆、亂放，存放到業主指定的地點，做到垃圾日產日清；9、搬運和攪拌水泥作業人員必須帶好防塵罩；10、作業人員統一著裝，佩戴安全帽。11