余成龍，王大樟

（1.汕頭市達濠市政建設有限公司，汕頭515000；2.武漢理工大學設計研究院，武漢 430070）

高壓旋噴樁可以克服地質(zhì)條件差的不良因素，增加工程施工的安全性［1］。常用于基礎的防滲、改善地基土的水流性質(zhì)和穩(wěn)定邊坡等工程。近年來，由于高壓旋噴注漿法具有適用范圍比較廣，施工方便，并且高壓噴射流形成的固結(jié)體性狀可以控制等優(yōu)點［2］，在公路、鐵路工程的軟基處理中得到了一定運用。公路山嶺隧道施工斷面大，地形條件復雜，特別在淺埋段的施工過程中，洞口滑坡、洞內(nèi)塌方、洞頂坍塌的情況時有發(fā)生［3］。其中洞頂坍塌體的圍巖加固也開始采用高壓旋噴樁施工處理，保證了施工的進度和安全。

永藍高速公路觀音嶺隧道位于湖南省永州市藍山縣嶺腳村境內(nèi)，隧道永州端與舜水河大橋相連，省界端與萬年橋段路基連接。此隧道為分離式隧道，兩端掘進組織施工，其左線ZK127＋065～ZK130＋198長3133m，右線K127＋099～K130＋202長3103m，隧址區(qū)屬中低山地貌，地形起伏較大。隧道范圍內(nèi)中線高程328.0～668.5m，最大高差約340.5m。山體自然坡度20°～45°，植被較發(fā)育，進、出口均處于山前斜坡地帶，山坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

左線出口掘進到ZK130＋041時出現(xiàn)拱頂坍塌、突泥現(xiàn)象，并在拱頂?shù)乇沓霈F(xiàn)大范圍塌陷現(xiàn)象，塌陷區(qū)長20m，寬25m，導致掘進無法進行，施工受阻。

地表地形起伏較大，植被茂密，覆蓋層結(jié)構(gòu)松散，為含礫亞粘土、亞粘土、塊石。

經(jīng)地質(zhì)勘查，在ZK130＋026～ZK130＋073段內(nèi)，存在深度范圍約離地表2～25m的含碎石粘土層，自穩(wěn)能力差、含水，該異常體與隧道掌子面泥質(zhì)物相連。下部異常分兩部分繼續(xù)向下延伸，一部分為坍陷范圍區(qū)域，另一部分為向ZK130＋019～ZK130＋033里程處的延伸；在ZK130＋033～ZK129＋949之間，有厚度約為0～19m的覆蓋層，含礫亞粘土、亞粘土，稍微含水，含碎石、塊石，碎石含量約30%，碎石或塊石粒徑范圍在0.3～1m之間，黏性土呈軟塑－流塑狀態(tài)。

洞內(nèi)掘進段掌子面巖性為泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組，含礫砂質(zhì)粘土巖，黃灰色，夾少量黃褐、黑褐色，主要礦物成份為泥質(zhì)、砂質(zhì)、方解石等，砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

隧道山體地表水較發(fā)育，大量雨水沿山坡匯入地勢低洼的沖溝地帶，以地表徑流形式排泄。地下水主要為第四系覆蓋層中的孔隙水和基巖裂隙水。

1 坍塌治理設計

該坍塌形成的內(nèi)因是此段為山前堆積體及地表水集中排泄匯集區(qū)，外因是此段內(nèi)挖方的卸載和地下水環(huán)境的變化。其中隧道掌子面的掘進是此段坍塌的直接誘發(fā)因素，而雨水季節(jié)地下水環(huán)境的惡化也降低了山體的穩(wěn)定性，加劇了坍塌的形成。

根據(jù)地質(zhì)勘察報告和工程施工現(xiàn)狀，對該坍塌段采取排水、加固、監(jiān)測等方案，使該坍塌段掘進能順利通過，具體設計方案如下：

1.1 洞內(nèi)突泥堵截

洞內(nèi)突泥采用填土平臺進行堵截，防止進一步擴大，造成洞頂坍塌繼續(xù)擴大。

1.2 高壓旋噴樁設計

對拱頂長ZK130＋031～ZK129＋949范圍內(nèi)進行單管高壓旋噴處治，樁徑600mm，范圍是在拱頂上部10m范圍內(nèi)全程高噴處理，拱頂上部5m范圍內(nèi)進行復噴加強處理。

高壓旋噴樁可以改善隧道受力狀況。旋噴樁固結(jié)體形成了良好的應力環(huán)，承受了外部土地層的土壓力，減小了洞內(nèi)受力。止水效果好，旋噴樁固結(jié)體有較強的止水效果。處理后，能便于隧道掘進工作的正常進行。

根據(jù)不同的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，結(jié)合拱頂結(jié)構(gòu)受力條件，采取不同的樁間距，分別為0.6m，1m梅花形布置，具體布置方式詳見圖3。

1.3 排水設計

排水首要任務是防水，處理地下水問題是解決流沙流泥施工難題重大首要關鍵技術(shù)。在地表應建立溝槽導排系統(tǒng)，防止降雨和地表水入滲。因地表土體松散，可采用在地表敷設土工織物材料，對山坡來水和大氣降雨進行導流，嚴禁雨水滲入塌陷區(qū)。

其次是引排水，為減少坡體地下水對加固體的滲流作用，可在斜坡上設置6個仰斜式排水孔，孔徑110m，孔深10m，內(nèi)置PVC花管，并用土工布包裹。

最后是堵水，為減少地下水的滲水通道，在隧道左右側(cè)2m范圍內(nèi)，高壓旋噴樁加密處理，采用0.6m間距梅花形布置。

2 施工方法

先進行地表排水（坍塌坡體外的截水溝、坍塌周圍的排水溝）和坡面排水（斜式排水孔）施工，建立深部位移監(jiān)測系統(tǒng)，然后由上而下逐排施工高壓旋噴樁，特施工完成后監(jiān)控量測趨于穩(wěn)定后，再進行掌子面掘進施工。高壓旋噴樁施工是坍塌治理的關鍵，故僅介紹高壓旋噴樁施工方法。

高壓旋噴樁施工工藝流程：確定樁位→工程鉆機引孔→旋噴機就位→噴射注漿→清洗管道→樁機移位。

2.1 確定樁位

根據(jù)拱頂中線點位置，用鋼尺確定樁位，樁位偏差值不大于50mm，并按設計圖紙編號進行記錄，防止漏樁。

2.2 工程鉆機引孔

地質(zhì)狀況為粘土夾孤石，必須單獨使用工程鉆機進行引孔，首先鉆機就位，檢查鉆機工作性能，合格后方可開鉆，并及時做好現(xiàn)場施工記錄。其次鉆進過程中，上面部分的虛樁不要求孔徑，但要注意保護好孔壁，防止塌孔。最后鉆進至須旋噴的位置后減慢鉆進速度，使孔徑符合要求，并保證鉆孔的垂直度偏差小于1%。

2.3 旋噴機就位

旋噴機與工程鉆機拉開工作距離后，旋噴機就位，檢查旋噴機工作性能，管路系統(tǒng)暢通及密封性能，各通道與噴嘴內(nèi)不能有雜物。

2.4 噴射注漿

將注漿管插入到設計深度，檢查是否暢通，合格后進行噴射注漿作業(yè)。先向孔內(nèi)注清水，待泵量泵壓正常后，開始注漿，該設計有5m需要復噴，粗噴完成后，再插管至底部進行復噴，在注漿過程中注意控制提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，并注意觀察水、氣、漿壓力和流量是否達到設計要求。當注漿管不能一次提升完成而需分次卸管時，卸管后噴射的搭接長度不得小于100mm，以保證固結(jié)體的整體性，分節(jié)拆卸高噴管時，動作要快，盡量縮短停機時間。如因故障，水泥漿拌制后停滯時間超過2h，須廢棄不得再作為成樁使用。

經(jīng)過2根試樁，確定材料用量及技術(shù)參數(shù)如下：施工材料采用普通硅酸鹽32.5水泥，每米水泥用量250kg，水灰比為1∶1；提升速度控制在不大于20cm／min，旋轉(zhuǎn)速度18r／min，注漿壓力在25～30MPa，樁身對拱頂5m深度范圍內(nèi)復噴加強。

2.5 清凈管路

及時用清水沖洗注漿管、注漿泵、送漿管路和漿液攪拌機等，空氣管路和高壓泵管也要分別送風、送水沖洗干凈。

2.6 施工中出現(xiàn)的問題及處理措施

鉆孔平均深度約35m，粘土層中孤石較多，且埋深基本在12～20m，導致多次發(fā)生卡管、埋鉆等情況，經(jīng)多次調(diào)整，增大孔徑到90～110mm后，情況得到極大改善。

3 檢測效果

由圖4時態(tài)曲線圖可知，ZK130＋040斷面拱頂沉降及水平收斂變化基本穩(wěn)定，高壓旋噴樁處理效果較好。

4 結(jié) 語

實踐證明，高壓旋噴樁用于隧道掌子面塌方導致洞頂坍塌體的加固不僅具有很好的效果，而且可以加快施工進度，節(jié)約成本，確保隧道施工的安全性和可靠性。近年來，隨著施工技術(shù)和施工條件的發(fā)展，旋噴樁應用范圍越來越廣，為保證高壓旋噴樁的施工質(zhì)量，應根據(jù)不同的地基土質(zhì)要求和設計要求，選擇合理的水泥、外加劑及配合比，施工過程中應嚴格控制漿液壓力、氣壓、漿液流量及旋噴提升速度和轉(zhuǎn)速等各項指標以保證成樁質(zhì)量。施工完畢應采取相應的檢測手段檢查成樁的各項技術(shù)指標，確保符合設計規(guī)范要求。

［1］徐至鈞.高壓噴射注漿法處理地基［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2004.

［2］祝和意.旋噴樁加固地基施工技術(shù)措施［J］.山西建筑，2007，33（6）：139－140.

［3］黃成光.公路隧道施工［M］.北京：人民交通出版社，2006.