王 鵬，李 林

（上海遠(yuǎn)方基礎(chǔ)工程有限公司，上海市 200436）

0 引 言

大直徑高壓旋噴技術(shù)在傳統(tǒng)高壓噴射注漿工藝的基礎(chǔ)上，采用了獨(dú)特的多孔管和強(qiáng)制吸漿裝置，實(shí)現(xiàn)了孔內(nèi)強(qiáng)制排漿和地內(nèi)壓力檢測(cè)，并通過(guò)調(diào)整強(qiáng)制排漿量來(lái)控制地內(nèi)壓力，大幅度地降低了對(duì)周邊環(huán)境的影響，而地內(nèi)壓力的降低也進(jìn)一步保證了成樁直徑。具有對(duì)周邊環(huán)境影響小、樁身質(zhì)量好、泥漿污染少、超深施工有保證、成樁直徑大等特點(diǎn)。其適用范圍主要為：（1）淤泥質(zhì)土、黏土層、粉土、砂土等底層中的地基加固或止水帷幕施工；（2）變形要求較高的復(fù)雜施工環(huán)境中各類軟基加固或者止水帷幕施工；（3）深厚砂性土層中的止水帷幕補(bǔ)強(qiáng)，例如超深地下連續(xù)墻外側(cè)接縫補(bǔ)強(qiáng)和各類滲漏止水帷幕的修復(fù)；（4）可以進(jìn)行水平、傾斜、垂直各個(gè)方向的施工，特別是其特有的排漿方式使得在富水土層、在孔口密封的情況下進(jìn)行水平施工[1-5]。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

珠海市馬騮洲電纜隧道于橫琴二橋西側(cè)60m外穿越馬騮洲水道，于水道南、北岸分別設(shè)置頂管頂進(jìn)井、接收井，南北兩岸開(kāi)挖深度分別為29m和36m。北工作井的地下連續(xù)墻和高壓旋噴接縫止水帷幕深度為60m（設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1）。

表1 高壓旋噴樁設(shè)計(jì)參數(shù)表

1.2 水文地質(zhì)概況

根據(jù)地層取芯探揭露，現(xiàn)場(chǎng)地層（37～60m）為：淤泥層（37～42m），細(xì)砂層（42～45m），黏土層（45～48m），粗砂層（48～55m），風(fēng)化巖層（55～60m）。該區(qū)域地下水主要有兩種賦存方式：一是松散層孔隙水。松散層孔隙水賦存于疏松的人工填土層、淤泥層和細(xì)砂層中，與地表水水系聯(lián)系較密切。二是基巖裂隙水。基巖裂隙水主要是花崗巖各風(fēng)化帶裂隙水，且強(qiáng)風(fēng)化帶是主要賦水層。節(jié)理裂隙較發(fā)育的地段，裂隙水賦存豐富，且透水性較強(qiáng)。

2 超深高壓旋噴施工的主要難點(diǎn)

2.1 砂性地層的削切問(wèn)題

該地區(qū)的細(xì)砂層、黏土層、粗砂層固結(jié)較為密實(shí)，高壓噴射的泥漿不能夠沖破周邊的砂層或者土層，噴射出的泥漿沿著鉆桿向上流出孔口。

2.2 動(dòng)水中的存漿問(wèn)題

圖1 馬騮洲電力隧道環(huán)境圖

2.3 引孔的保證

在這種砂性土的地質(zhì)條件下，旋噴樁的DJE施工設(shè)備很難進(jìn)行自成孔，因此在施工前必須輔助引孔的工藝，砂性土的成功孔后放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易塌孔。

3 施工工藝介紹

圖2為超深高壓旋噴施工流程圖。

圖2 超深高壓旋噴施工流程圖

3.1 施工工藝

（1）引孔。引孔過(guò)程中在水中加入適量的膨潤(rùn)土，泥漿的比重調(diào)制到1.04，黏度不低于20s，主要作用是在孔內(nèi)起到護(hù)壁的作用，防止砂性土層在下放PVC管前發(fā)生孔壁塌方。

（2）下PVC管。該地區(qū)土層涉及粗砂層和粒徑較小的礫砂層，僅靠泥漿護(hù)壁仍有很大的不確定性，為了消除鉆桿被埋的風(fēng)險(xiǎn)，再下放多孔管前下放劣質(zhì)PVC管，其強(qiáng)度不高，噴嘴的注漿壓力在40MPa，完全能夠?qū)⑵錄_破。

（3）膨潤(rùn)土漿切泥。多孔管下放到設(shè)計(jì)深度后，開(kāi)始打開(kāi)前段高壓水噴嘴，對(duì)周圍的土體進(jìn)行預(yù)鉆孔切削，邊切削邊提升鉆桿，切削的速度控制在3～5cm/min，提升高度控制在1.5m，再?gòu)?fù)切下去，速度控制在5cm/min。同時(shí)還要看控制屏上的地壓力，打開(kāi)排泥閥，倒吸水壓力為20MPa。

（4）高壓噴射水泥漿。復(fù)切到初始深度后，關(guān)閉高壓水泵，開(kāi)啟注漿泵進(jìn)行噴漿。

鋼筋在進(jìn)行制作以及加工時(shí)，首先應(yīng)該按照鋼筋加工以及制作的相關(guān)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行操作，根據(jù)設(shè)計(jì)方案重復(fù)檢查，根據(jù)相關(guān)參數(shù)科學(xué)檢查。根據(jù)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行合理的漏洞篩查，以免出現(xiàn)錯(cuò)誤，引起不必要的施工損失，確保鋼筋加工過(guò)程符合相關(guān)技術(shù)規(guī)定，并在進(jìn)行較為詳細(xì)的檢查工作后，再進(jìn)行實(shí)物檢驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查時(shí)，合格后才能進(jìn)行相關(guān)制作工藝，對(duì)于加工完成的鋼筋進(jìn)行掛牌工作，確保鋼筋的有序性。

3.2 注意事項(xiàng)

（1）定位置噴射，先開(kāi)倒吸水流和倒吸空氣，在確認(rèn)排漿正常時(shí)，打開(kāi)排泥閥門，開(kāi)啟預(yù)切高壓水泥泵。先用膨潤(rùn)土向上噴設(shè)1.5m，壓力為40MPa，后復(fù)噴下放1.5m后同時(shí)開(kāi)始主泵和主氣噴射水泥漿，進(jìn)行注漿成樁。

（2）在開(kāi)啟高壓水泥泵時(shí)，壓力不可太高，應(yīng)逐步分級(jí)增壓，直到達(dá)到指定壓力40MPa，在達(dá)到指定壓力并確認(rèn)地內(nèi)壓力正常后，才可開(kāi)始提升。

（3）施工時(shí)密切監(jiān)測(cè)地內(nèi)壓力，壓力不正常時(shí)，必須及時(shí)調(diào)整排漿閥大小控制地內(nèi)壓力在規(guī)范值以內(nèi)。

（4）每提升一根鉆桿后，需對(duì)鉆桿進(jìn)行拆卸，需把水泥漿切換成水后方可拆卸，當(dāng)水泥漿泵壓力有下調(diào)趨勢(shì)，說(shuō)明水流已經(jīng)到達(dá)噴嘴位置，此時(shí)關(guān)閉水泥漿泵、主空氣、倒吸空氣和倒吸水流。

（5）在拆卸鉆桿的過(guò)程中，認(rèn)真檢查密封圈和數(shù)據(jù)線是否損壞，地內(nèi)壓力顯示是否正常，如有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)排除方可繼續(xù)噴漿。拆卸鉆桿后，需及時(shí)清洗鉆桿。

4 施工設(shè)備的介紹和相關(guān)的施工參數(shù)

4.1 施工設(shè)備配置

大直徑高壓旋噴樁施工設(shè)備以DJE130為主，施工過(guò)程中主要的設(shè)備配置如表2所列。

表2 設(shè)備配置表

4.2 施工參數(shù)

高壓旋噴樁施工中的設(shè)備控制參數(shù)如表3所列。

表3 施工參數(shù)表

5 改進(jìn)措施

5.1 增加預(yù)切噴嘴

針對(duì)削切力不足的問(wèn)題，施工過(guò)程中在噴射鉆頭的上部增加了預(yù)切噴嘴，見(jiàn)圖3所示。

圖3 預(yù)切噴嘴位置圖

（1）預(yù)切采用高濃度膨潤(rùn)土泥漿，黏度不低于25s。主要目標(biāo)：一是將底層中的大顆粒懸浮起來(lái)，通過(guò)倒吸口抽出，到外面的漿液集中池中；二是防止塌孔；三是讓膨潤(rùn)土填充周邊的砂粒之間的空隙，保護(hù)水泥漿不被動(dòng)水帶走。

（2）預(yù)切碰嘴采用2.8噴嘴，在30～40s步進(jìn)一次，轉(zhuǎn)速3～4r/min的條件下進(jìn)行預(yù)切，每次的步進(jìn)為1～2m，泵采用40MPa，200L/min的注漿泵。

（3）返漿池將倒吸出來(lái)的漿液全部收集、濾砂、膨潤(rùn)土重復(fù)進(jìn)入漿泵，進(jìn)行預(yù)切的循環(huán)。

5.2 雙泵注漿同時(shí)更換注漿材料

地下不能存漿的原因主要有兩個(gè)：一是動(dòng)水的流動(dòng)將噴射出的水泥漿帶走；二是噴射出的水泥漿量相對(duì)較少。針對(duì)上述兩個(gè)原因采取了四個(gè)措施，第一個(gè)措施是在預(yù)切過(guò)程中采用高濃度膨潤(rùn)土泥漿；第二個(gè)措施是將噴射端的主噴嘴加大改為3.8型號(hào)；第三個(gè)措施是采用兩個(gè)注漿泵注漿，這樣可以增加水泥漿的噴射量；第四個(gè)措施是更換注漿水泥，將普通的硅酸鹽水泥更換為高性能超細(xì)注漿材料，其初凝時(shí)間相對(duì)普通硅酸鹽水泥較短。

6 施工中常見(jiàn)問(wèn)題的處理

施工過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題主要有主氣孔堵塞，孔口翻漿，不能倒吸。

6.1 主氣孔堵塞

主氣孔口堵塞主要是施工原因，在拆桿或者施工結(jié)束時(shí)，主氣孔沒(méi)有空氣流出，噴射端的外側(cè)有一定的地內(nèi)壓力，周邊的砂粒隨著地內(nèi)壓而擠入氣孔導(dǎo)致氣孔堵塞。因此，在拆桿時(shí)應(yīng)盡可能地通過(guò)倒吸孔將地內(nèi)壓力降到一定的范圍之內(nèi)，同時(shí)加快拆桿的速度，開(kāi)啟氣孔時(shí)應(yīng)當(dāng)逐級(jí)加壓至設(shè)計(jì)值。

6.2 孔口翻漿

孔口翻漿的原因有兩個(gè)，一是噴射出的水泥漿沒(méi)有將周邊的土體切割開(kāi)，水泥漿沿著鉆桿向上溢出口外導(dǎo)致；二是不能夠倒吸泥漿，因此需要從加強(qiáng)鉆桿的密封性和增加注漿泵保證注漿壓力。

6.3 不能倒吸

倒吸出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因是倒吸氣孔被砂粒堵塞，不能形成氣舉抽漿，主要原因是由于氣孔的結(jié)構(gòu)有問(wèn)題，因此在將氣孔的結(jié)構(gòu)更改為單向閥。

7 結(jié) 語(yǔ)

該文通過(guò)分析馬騮洲的超深大直徑高壓旋噴樁的施工資料，得出以下結(jié)論：

（1）地下動(dòng)水的原因主要是地下水和馬騮洲的地表水相通，又因潮汐的影響，將注漿的水泥漿帶走。

（2）為保證高壓旋噴施工質(zhì)量，其主要采取的措施是保證鉆桿的密封性，使得注漿壓力不會(huì)因?yàn)闈{液的泄漏和深度的增加而減弱，從而增加注漿的流量。

（3）注漿泵的質(zhì)量是決定高壓旋噴樁施工能否成功的關(guān)鍵因素，可以采用雙泵或者多泵注漿，以此來(lái)保證流量和壓力。

（4）在施工過(guò)程中，主泵和主氣的加壓都要逐級(jí)加壓到設(shè)計(jì)值。

（5）增加預(yù)切噴嘴并采用膨潤(rùn)土泥漿作為削切材料，起到了存漿的作用，同時(shí)也可以保證成樁直徑。