王立偉

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司，北京 101399）

0 引言

地鐵深基坑工程施工中的干擾因素多，基坑降水易發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，不僅會(huì)損壞地下結(jié)構(gòu)，還將對(duì)周邊建（構(gòu)）筑物造成不良影響。一旦遇到地下水位偏高的情況，還需要注重止水作業(yè)。在北京市地鐵朝陽(yáng)公園車站施工中，現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)環(huán)境復(fù)雜，分布有大量地下管線及建筑物，為順利推進(jìn)施工作業(yè)，采取高壓旋噴樁止水帷幕的方式，下面將圍繞該技術(shù)展開(kāi)詳細(xì)的探討。

1 工程概況

地鐵朝陽(yáng)公園站為島式車站結(jié)構(gòu)形式，采取兩端明挖及蓋挖、中間暗挖的總體施工方案，車站建設(shè)于朝陽(yáng)公園南路與甜水園街交叉丁字路口，現(xiàn)場(chǎng)施工條件復(fù)雜。本站底板埋深約18 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)整體穩(wěn)定性的影響較為顯著，此部分采用直徑1000～1500 mm 鉆孔灌注樁的方式，嵌固深度設(shè)為6 m，樁間設(shè)置直徑800 mm 旋噴樁，以有效阻水。出于全面避免滲漏的目的，外側(cè)施作直徑400～600 mm 的止水帷幕。

2 高壓旋噴樁止水帷幕概述

高壓旋噴樁止水帷幕的應(yīng)用建立在成型圍護(hù)樁的基礎(chǔ)上，通過(guò)三重管法高壓噴射，以便在圍護(hù)樁外側(cè)形成穩(wěn)定的加固體[1]。施工期間噴射壓力應(yīng)達(dá)到28 MPa 或更高，這樣的結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮出止水帷幕的作用。

本次施工選擇的是三重管法旋噴的方式，即布設(shè)了3 層噴射管，共同作用下保證高壓水、氣、漿可以完成橫向噴射作業(yè)，期間空氣提供上升力，有效處理產(chǎn)生的破碎土體，使其排出。按照旋噴相互搭接的原則施工，形成完整的止水帷幕，在其作用下可有效隔絕地下水，給基坑的開(kāi)挖以及后續(xù)各環(huán)節(jié)施工提供良好條件。

3 旋噴樁施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 施工準(zhǔn)備及主要流程

確定施工范圍并整理現(xiàn)場(chǎng)，如清除表面覆土以消除對(duì)施工作業(yè)的不良影響等，在車站北站低洼處換填，將與施工作業(yè)無(wú)關(guān)的物件移走，為后續(xù)施工提供良好的基礎(chǔ)條件。施工工藝流程：鉆機(jī)就位→孔位對(duì)中調(diào)整垂直度→鉆孔→孔深檢查→插管→檢查泵壓、氣壓、管路噴嘴及水灰配合比→噴漿作業(yè)→拔管→清洗器具→移機(jī)→回填注漿→注漿效果檢查→終孔。

3.2 機(jī)械設(shè)備配置

為了確保施工的有序進(jìn)行，提升技術(shù)管理與質(zhì)量控制的效果，技術(shù)管理人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合開(kāi)工日期和施工進(jìn)度計(jì)劃，按照主要設(shè)備的需用計(jì)劃等，技術(shù)組織所需的機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，并進(jìn)行安裝調(diào)試，確保設(shè)備能夠正常使用保證工期的順利進(jìn)行。

本項(xiàng)目施工時(shí)，選取三重管高壓旋噴鉆機(jī)（GD-2 型）或三重管長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)（ZKL600-1）兩種機(jī)型。具體機(jī)械性能參數(shù)：旋噴轉(zhuǎn)速約20 r/min，流量＞90 L/min，垂直度≤3‰，高壓水壓力20～30 MPa，水泥漿壓力0.5～1 MPa，氣流壓力0.7 MPa，機(jī)型噴嘴直徑為1.8～2.2 mm，噴嘴3 個(gè)。

對(duì)施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查、調(diào)試的過(guò)程中，對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障設(shè)備應(yīng)進(jìn)行及時(shí)維修，調(diào)試合格后再固定在所需的施工場(chǎng)所。設(shè)備操作人員應(yīng)當(dāng)經(jīng)培訓(xùn)合格并取得操作合格證，在設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后即安排專人管理、維修和保養(yǎng)，對(duì)關(guān)鍵部位實(shí)施定期檢查，防止設(shè)備出現(xiàn)故障引發(fā)安全事故。另外，為確保施工過(guò)程的安全，指揮作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)站在可瞭望的安全位置，提前確認(rèn)聯(lián)絡(luò)工具和聯(lián)絡(luò)信號(hào)；使用鋼絲繩機(jī)械時(shí)，嚴(yán)禁用手或其他物品直接接觸鋼絲繩，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行定期上油保養(yǎng)并檢查其完整度，保證其結(jié)構(gòu)完整。

3.3 施工方法

（1）定孔及鉆孔。以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)經(jīng)過(guò)檢測(cè)后放樣定位孔，要求與標(biāo)準(zhǔn)值的誤差控制在2 cm 內(nèi)，并設(shè)木樁固定。明確旋噴樁軸線的具體分布情況，于拐彎處設(shè)固定樁。選擇合適型號(hào)的鉆機(jī)并就位，使用水平尺檢查機(jī)臺(tái)，需滿足平整、穩(wěn)定、垂直的要求，無(wú)誤后方可正式鉆進(jìn)[2]。受地層條件等因素的影響易導(dǎo)致鉆機(jī)傾斜，此時(shí)需暫停施工并及時(shí)找平，無(wú)誤后方可恢復(fù)鉆進(jìn)。鉆進(jìn)成孔后，應(yīng)檢查質(zhì)量是否滿足要求，然后再將鉆機(jī)移至下一孔位。

（2）下噴射管。此環(huán)節(jié)施工中噴射臺(tái)車為主要設(shè)備，將其移至成孔處，在地面組織試噴作業(yè)，根據(jù)施工情況優(yōu)化工藝參數(shù)，將噴射管下放至指定深度，經(jīng)過(guò)全面檢查且無(wú)誤后方可噴射混凝土。對(duì)于噴嘴堵塞等問(wèn)題，需及時(shí)提升噴射管，明確具體成因并采取處理措施，無(wú)誤后即可恢復(fù)噴射。

（3）噴漿材料和制漿。選擇P.O42.5 普通硅酸鹽水泥，與符合資質(zhì)要求的供應(yīng)商合作，水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)做好質(zhì)量檢驗(yàn)工作。制備用水必須具有清潔、無(wú)污染的特點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)配比嚴(yán)格控制各類物料的用量，制漿期間需要定期檢測(cè)漿液比重，確保漿液各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)都符合要求。

（4）噴射提升。下放噴射管并使其達(dá)到設(shè)計(jì)深度位置，此時(shí)高壓水切割土體，水泥漿充填切割后土體，若出現(xiàn)孔口冒漿現(xiàn)象，則按設(shè)計(jì)速度要求勻速提升導(dǎo)管，達(dá)到終噴高程處即可停止。噴射施工中做好質(zhì)量檢查，需要注意如下問(wèn)題：①接、卸換管作業(yè)必須在最短的時(shí)間內(nèi)完成，以免塌孔；②若噴射中斷，需視實(shí)際情況維修，避免中斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；③若因情況特殊而導(dǎo)致中斷時(shí)間達(dá)到1 h 以上，則需采取補(bǔ)救措施；④待各項(xiàng)施工條件都恢復(fù)正常后，噴射管需向下0.3 m，以使凝結(jié)體具有較好的連續(xù)性。

（5）回灌。完成噴射作業(yè)后，向孔內(nèi)靜壓填充灌漿，此過(guò)程中檢查漿面的狀態(tài)，如不再下沉即可停止?；毓酀{液是收尾環(huán)節(jié)，對(duì)整體質(zhì)量的影響較大，選用鄰孔高噴冒漿靜壓充填的方式較為合適。

3.4 旋噴樁施工技術(shù)要求

嚴(yán)格按照規(guī)范完成各環(huán)節(jié)施工作業(yè)，基本要求：①鉆機(jī)始終維持平穩(wěn)狀態(tài)，控制好旋噴樁的位置，要求其垂直度誤差＜1%、孔位偏差＜50 mm；②為保證旋噴樁的完整性，要求噴射壓力達(dá)到30 MPa 或更高，全程提管速度穩(wěn)定在20～22 cm/min；③完成噴射注漿后，由于漿液存在析水現(xiàn)象，在隨后的一段時(shí)間內(nèi)伴有收縮現(xiàn)象，導(dǎo)致固體頂部形成凹穴，此時(shí)需對(duì)該處采取補(bǔ)灌處理措施，所用水泥漿的水灰比以0.6～1.0 為宜且要加強(qiáng)防護(hù)，以免其他鉆孔排出的渣土干擾施工作業(yè)。

4 施工問(wèn)題及處理方法

結(jié)合本工程的建設(shè)目標(biāo)以及現(xiàn)場(chǎng)條件，提出旋噴樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 旋噴樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜，盡管嚴(yán)格按照規(guī)范組織施工作業(yè)，但在某些不可抗力因素的影響下也將導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題，此時(shí)需采取針對(duì)性處理措施[3]。

4.1 固結(jié)體強(qiáng)度不均勻、縮徑

（1）原因分析：①施工前期未做好全面的地質(zhì)勘察工作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的考慮不周，不同地質(zhì)中采取的旋噴方法一致，缺乏針對(duì)性；②下鉆或提升的速度偏快，導(dǎo)致漿液在各處的分布有所差異，樁徑有所區(qū)別；③旋轉(zhuǎn)速度未控制在合理的范圍之內(nèi)，出現(xiàn)忽快忽慢的現(xiàn)象。

（2）解決方法：①做好地質(zhì)勘察工作，取芯以便分析地質(zhì)情況，以此為依據(jù)選擇合適的旋噴方法；②做好下鉆前的準(zhǔn)備工作，需試噴氣，若無(wú)誤方可進(jìn)入正式的配漿施工環(huán)節(jié)；③多次過(guò)濾漿液，并保證噴漿的連續(xù)性，盡可能縮短中斷時(shí)間。

4.2 壓力上不去

（1）原因分析：①油管或氣管不嚴(yán)密，或連接處發(fā)生漏氣現(xiàn)象；②吸漿管內(nèi)夾雜部分空氣；③安全閥工作狀態(tài)異常，如安全壓力過(guò)低；④塞油泵的工作參數(shù)與設(shè)計(jì)要求存在偏差；⑤氣閥處于異常工作狀態(tài)。

（2）解決方法：①若存在異常之處，則要及時(shí)停機(jī)檢查，以上述提到的原因?yàn)橹饕悸氛归_(kāi)全面檢查；②處理好故障后需用清水調(diào)壓，在滿足壓力要求后方可恢復(fù)正常的噴漿作業(yè)。

4.3 固結(jié)體頂部下凹

（1）原因分析：①切落的土體與水泥漿液接觸，兩者達(dá)到相互混合的狀態(tài)，受漿液吸水特性的影響導(dǎo)致樁徑發(fā)生收縮，可見(jiàn)固結(jié)體頂部伴有不同程度的下沉現(xiàn)象；②由于地質(zhì)條件、析水性的差異而使樁體下沉。

（2）解決方法：①適當(dāng)增加樁長(zhǎng)，可在設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)0.3～1.0 m；②結(jié)束旋噴樁施工后，及時(shí)組織人員將固結(jié)體頂板鑿除也是可行的方式，而后再向凹穴處填入適量混凝土；③或選擇與前期施工性能一致的漿液并將其旋噴入孔，結(jié)束之后在頂部再次鉆進(jìn)，深度控制在0.5～1.0 m，在此條件下原位提桿，最終再次完成噴漿作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)有效的加強(qiáng)處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文以北京市地鐵朝陽(yáng)公園車站深基坑工程為背景，圍繞其旋噴樁止水帷幕施工技術(shù)展開(kāi)探討。通過(guò)分析可知，該施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)突出，所需施工場(chǎng)地較小、現(xiàn)場(chǎng)安全、環(huán)保效益良好。高壓旋噴樁的使用范圍廣，在人工雜填土、黏土等地層中具有可行性，可發(fā)揮出顯著的加固止水效果，值得應(yīng)用于類似的地鐵車站工程。