一、工程概况、施工顺序及施工流向安排、地质资料

地铁九号线沿线城市道路交通优化工程施工总承包（标段1）位于广州市花都区风神大道与荔红中路交叉口，其主要结构为荔红中路车行隧道，沿荔红中路呈南北走向，下穿风神大道，隧道主体为双向四车道，为城市主干路，设计车行速度为40km/h，规划红线宽40m。两侧设有人行过街地下通道，隧道上方两侧设置2条地面辅道和人行道，辅道每侧宽7.5米，为单向双车道，设计车行速度为30km/h。

荔红中路隧道全长479m，暗埋段长约116m，宽33.6米，敞口段长约363m，宽27.1m~28.1m不等。隧道起止里程为：敞口段起点：K0+000；暗埋段起点：K0+154；暗埋段止点：K0+270；敞口段止点：K0+479.083。其平面布置为：209.083m（北敞口段）+116m（暗埋段）+154m（南敞口段）。漏点发生在K0+211东南角距地面10米左右的基坑里。

针对本工程的特点和现场场地情况及本工程工作量的大小，本着精心组织，科学管理的原则，使其能及时保证工期的需要又能发挥各施工机械的施工效率。采用Ø500mm高压旋喷桩（搭接150mm，双液浆）止水。避免交叉作业和互相影响，科学合理的组织流水施工。机械配备根据机械台班产量。机械性能。设备利用率、施工条件进行合理配制，本工程场地较小环境条件良好，组织好设备之运行方向应该能充分发挥设备利用率。综合以上分析情况，我们计划采用 PH-5C型工程钻机，对桩位进行分区、编号确定施工路线，使钻机移位最快，最简捷，同时应保证与相邻机械施工互不干扰，与运输车辆通道互不影响。

荔红中路车行隧道地下水类型主要有松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙溶洞水，富水性中等～丰富，天马河与场地距离约120m，地表水与地下水联系密切，因此，本隧道水文地质条件较为复杂。地下溶洞（包括土洞）裂隙含水层的水量大小主要取决于溶洞土洞的大小、充填程度、连通性及其补给来源，如果溶洞体积小、充填程度高，充填物透水性差、相对孤立不连通的，地下水量就小，甚至贫乏；溶洞土洞体积大、无充填、充填少或充填物透水性强、连通性好的，补给充裕的，地下水量就丰富。

根据本次沿线路勘察钻孔揭露，沿线路的地层按时代、成因、岩性主要包括石炭系及上部第四系覆盖层，由新至老叙述如下：

1.1第四系（Q）

（a）填土（Q4ml）：主要有杂填土，呈黄褐、褐红、灰、灰黄色为主。主要成分为粘性土、砂土、碎石、建筑垃圾和生活垃圾等堆填而成，欠压实。

（c）冲洪积成因的中粗砂（Qal+pl）：呈黄褐色、浅灰色、浅黄色等。饱和，主要呈中密状，少量稍密状或密实。

（d）冲洪积成因的砾砂（Qal+pl）：呈浅灰色、浅黄色、黄褐色等。主要分布在冲洪积区，分布范围较广，常与中粗砂和粉细砂呈过度渐变关系。

（e）冲洪积成因的粉质粘土（Qal+pl）：呈灰黄色、灰白色、灰黑色等。可塑状为主，局部软塑状或硬塑状。

（f）残积成因的粉质粘土（Qel）：本隧道线路沿线残积土层主要由炭质灰岩、炭质泥（页）岩等风化而成，根据母岩性质、残积土的状态程度，划分为以下硬塑状炭质灰岩残积土层<5C-2>。

1.2石炭系下统大塘阶测水组（C1dc）

岩性为浅灰色中-粗粒砂岩，含砾砂岩，深灰色砂质泥岩、泥岩夹粉砂岩、炭质泥岩、煤和夹泥质灰岩、灰岩。

二、填充区成因

其一：基坑东侧地铁地质补勘发现溶洞后未及时注浆封闭，造成基坑东南侧KO+213区域砂土严重流失，以至在岩土交界面及溶洞区域形成动水走廊。虽然地铁部门后期对溶洞进行填充封闭，但由于未对砂土流失区域进行填充，其走廊区域仍为动水活动区域，如遇地层扰动仍易造成水泥浆、水泥砂浆流失。其二：本基坑围护结构SMW桩施工过程中， 本次勘察范围在钻探深度内所揭露的地层，主要为石炭系的沉积岩和第四系堆积土层。本勘察区地质的特殊性主要表现为：①石炭系灰岩分布广泛，砂层往往直接覆盖在灰岩面上，岩溶发育（溶沟、溶槽、溶洞、土洞发育）；②地质构造发育（褶皱、断裂），褶皱和断裂构造的作用使局部岩体较破碎，为地下水的活动和岩溶的产生和发展提供了通道。③砂层分布广泛，地下水丰富，局部与岩溶水、裂隙水连通，地下水活动较剧烈。④局部夹煤层，灰岩层理面夹炭质薄层或炭质薄膜，定名为炭质灰岩。

三、施工方法

高压旋喷主要施工方法

（一）施工准备

     根据现场情况，场地平整，先做临时排水沟，将雨水、污水排开，然后回填土。

     严格按照设计要求及有关规范规定，进行图纸的技术交底工作，做好施工前安全文明教育；

     熟悉图纸，做好图纸会审前期工作；

     加强与业主、监理单位的联系，掌握期施工时的具体要求；

     做好通水、通电及硬化道路工作；

     检查机器运转情况并做好各易损件的筹备工作；

     施工场地布置如下简图：

（二）测量放样

按业主提供主轴线控制点及具体尺寸，运用导线控制法，使用DJ2光学经纬仪和钢尺进行主轴线的放样，其精度要求：距离中误差：±5mm，角度中误差：±10S；

参照场地情况，将主轴线控制点引至不受破坏的位置，切加以保护；

在复验合格的轴线基础上，确保技术资料的完整性；

（三）注浆工艺

高压旋喷桩注浆固结体的质量因素较多，当确定采用一定形式的高压旋喷注浆管法之后，注浆工艺是影响固结体的重要因素之一。在旋喷前先用30%膨润土浆灌注，以制止地下水流动。然后再用水泥浆单管高压旋喷。

1、制浆采用425#普硅水泥，制浆机具采用GP—2型快速搅拌机。搅拌时间不低于30S，水灰比为1：1，进浆比重为1.5，制浆过程应多次采用波美式比重计测量水泥浆比重，使之达到目的1.5。

2、水泥浆。高压水，压力的检测可通过各设备的压力表检测到，各压力表应每隔5分钟检查一次，并做好记录。水：压力20～25Mpa；流量85L/min，浆液压力：≥20Mpa；流量＞60Lmin.。

3、注浆管：提升速度12～18cm；旋转速度10～20r/min.

4、注浆结束后，由于水泥浆析水，可采用另孔回浆进行二次回灌，灌满为止。

5、高压旋喷注浆，运势自下而上，连续进行，若施工中出现了停机故障，待修好后，需向下搭接不小于500mm的长度，以保证固结体的整体性。由于天然地基的地质情况比较复杂，沿着深度变化大，有多重土层，其密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等，有很大差异和不同，若采用单一的技术参数来旋喷注浆，则会形成直径大小既不匀称的固结体，导致旋喷直径不一致，影响承载力。因此，针对不同地质土层的特征，要采取相对的措施来注浆完成。特别粘土、砂土部位，深部土层要适当放慢提升速度和旋转速度或提高旋喷压力等。

6、在不改变旋喷技术参数的条件下，对同一土层做重复注浆（喷到顶再下钻重喷该部位），能增加土体破坏有效长度，从而加大固结体的直径或长度并提高固结体强度，复喷时全部喷浆，复喷的次数愈多固结体直径加长的效果愈好。

（四）水泥用量的控制

在喷浆提升过程中，控制水泥用量是关键。水泥的用量与喷浆压力、喷嘴直径、提升速度及水灰比等有直接关系，具体控制方法：

1、若水泥量剩余措施如下：

1适当增加喷浆压力；

2加大喷嘴直径；

3减慢提升速度。

2、若水泥量不够措施如下：

1保证桩径的情况下适当减少压力；

2喷嘴直径适当减少；

3保证桩体强度的情况下适当加快提升速度；

4加大水灰比值。

    针对本工程具体情况，每根桩分次进行搅拌，施工用水精确量取，确保定量的水和水泥比例进行拌制水泥，通过调整以上参数可保证水泥量满足设计要求；

    针对水泥浆下沉现象（水泥浆液密度较大），采取自桩顶向下3.0m进行复喷，可保证桩体上部水泥土强度。

（五）冒浆处理

在旋喷过程中，往往有一定数量的土颗粒，随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面，通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况，判断旋喷的大致效果和断定参数合理性等，根据经验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因及时采取相应措施。

1、流量不变而压力突然下降时，应检查部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管，检查其封密性能；

2、出现不冒浆或者断续冒浆时，或是土质松软则视为正常现象，可适当进行复喷；如是附近有孔洞、暗道，则应不提升注浆管，继续注浆直至冒浆位置，或拔出注浆管待浆液凝固后，重新注浆直至冒浆为止，必要时采用速凝浆液，便于浆液在注浆管附近凝固；

3、 减少冒浆的措施

冒浆量过大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致；

1提高旋喷压力（喷浆量不变）；

2适当缩小喷嘴直径（旋喷压力不变）；

3加快提升和旋转速度；

       对于冒出地面的浆液，可经过选择和调整浓度后进行前一根桩返浆回灌，以防止空穴现象。

（六）固结体控形

固结体的形状，可通过调节旋喷压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和提升速度，予以控制。由于本工程设计固结体的形状为圆柱形，在施工中采用变提升变旋转注浆，考虑到深层部位的成型，在底部喷射时，加大喷射压力，做重复旋喷或降低喷嘴的旋转提升速度，而且针对不同土层可适当加大压力和降低喷嘴的旋转提升速度，使固结体达到匀称，保证桩径差别不大。

（七）确保桩顶强度

当采用水泥浆液进行喷射时，在浆液与土粒搅拌混合后的凝固过程中，由于浆液析水作用，一般均有不同程度的收缩，造成固结体顶部出现一个凹穴，凹穴的深度随地层性质、浆液的析水性、固结体的直径和程控深度因素不同而不同。单管旋喷的凹穴深度一般为设计桩径的1-1.5倍。这种凹穴现象，对于地基加固是极不利的，必须采用有效措施予以清除。

为防止因浆液凝固收缩而产生的凹穴现象，便于地基加固达到立项的效果，可采取超高旋喷（旋喷处理地基的顶面超过建筑基础底面，本工程设计能满足要求）、返浆回灌等措施。

（八）防止串孔的措施

1、在施工过程中，各机组采取跳打的施工方法；

2、在高压缩土层适当减小喷浆压力；

3、加快提升速度和旋转速度。

四、加强质量点的控制

1、确保桩位准确性

①桩位由专业技术员进行放样，并经监理人员复验合格；

②施工时，钻机就位必须在定位员的指挥下准确对准桩位，由质检员复核，监理工程师认可后，钻机方可开钻；

③施工完毕，及时做好施工记录，并在施工图上做标记。

2、确保桩身垂直度

①钻机开钻前必须调平，依机架两边所吊线锤平行机架为准；

②钻进过程中，若因故钻机下陷倾斜，需及时调整。

3、确保桩顶标高

①各桩位点放出后，按施工现场平整度划分若干个区，每个区用水准仪准确测出标高，算出其钻孔深度和空喷深度；

②每开钻前，应将深度盘指针对零，确保钻身准确性；

③钻头离桩端1m时，提前喷浆，防止桩底部因送浆距离较远不能准确到达，而缩短桩长；

4、提高桩顶强度

①对桩头进行复喷；

②自桩顶向上超喷不小于1倍的桩径；

5、防止缩径及夹泥

①针对密实度较高的土层，采用慢挡高压提升和下沉；

②加适当的搅拌叶片；

③增大喷嘴作业半径；

6、确保桩体连续性

①喷浆时必须连续，不能间断；

②施工中一旦出现故障，待修好后，必须向下搭接长度不小于500mm。

五、施工工艺流程

五、对本工程施工的关键点、难点及其处理措施

       （一）测量定位放线质量保证措施

成立测量小组，配备专职测量员，为保证测量定位放线的精确度，放线时都应反复效验符合轴线尺寸和桩位。

施工用测量仪器、钢尺等由专人管理和用前检测，以保证其完好。

   （二）桩位平面位置及垂直度的保证措施

桩位放线要准确，并经监理工程师复核，施工时，要先经过质检员确认后方可下钻；

在钻机正面、侧面分别挂一线锤（经纬仪核定其垂直度后，划标志点），待施工时，两锤线要以过标志点为准；

   （三）确保钻孔深度及桩长，桩顶标高的保证措施

桩的长度是高压旋喷桩施工的主要参数，而钻进深度及旋喷深度、停浆面标高是直接影响有效桩长的主要因素，影响这些因素的关键是自然地面标高和钻机深度刻度盘零点的准确性。自然地面标高和深度刻度盘零点在施工过程中不是一成不变的，所以施工中，应根据变化情况，随即调整钻进深度及旋喷深度与停浆面标高，以保证孔深、桩长、桩顶标高达到要求。

   （四）水泥用量的保证措施

严格按图纸规定，正确计量每米水泥用量；

各班组操作要按规定，避免单根桩的水泥用量或多或少

质检员及材料员要定期检查施工水泥用量同施工桩数是否合乎要求；

   （五）桩体均匀性的保证措施

要求钻进成孔、提升成桩的施工方法，并且要求送浆和钻机调试正常后，保证各自相应的档位不变和技术参数不变，既保证桩身在每个单位长度都用相同的水泥量，以保证桩身强度的均匀性；

   （六）桩径的保证措施

施工中，由于磨损，叶片直径会逐渐减少，为确保桩径，要定期检查，发现叶片直径小于施工要求时，需及时更换。下载本文