钢管桩施工在浅埋隧道地表加固中的应用

发表时间：2017-07-26T15:52:11.417Z 来源：《基层建设》2017年第10期 作者： 高生军

[导读] 摘要：以新建沪昆铁路客运专线云南段梭罗湾隧道工程为例，介绍了钢管桩施工在浅埋隧道地表加固中的应用，具体阐述了钢管桩注浆加固的施工工艺、施工方法和质量保证措施，为今后类似工程提供施工经验。 中铁十二局集团第四工程有限公司 陕西西安 710021

摘要：以新建沪昆铁路客运专线云南段梭罗湾隧道工程为例，介绍了钢管桩施工在浅埋隧道地表加固中的应用，具体阐述了钢管桩注浆加固的施工工艺、施工方法和质量保证措施，为今后类似工程提供施工经验。 关键词：浅埋；钢管桩；地表加固；注浆施工工艺 1、工程概况

新建沪昆铁路客运专线云南段梭罗湾隧道位于云南省曲靖市马龙县境内，起讫里程为DK1087+500～DK1088+073，全长573m，最大埋深22m，设计全部为V级围岩。隧道位于剥蚀构造低中山区，区内地形总体为北高南低，洞身主要穿越寒武系中统陡坡寺组泥灰岩夹灰岩。泥灰岩夹灰岩（∈2d）：深灰色，薄层状，泥晶质结构，风化后呈灰黄色，局部夹薄层灰岩。全风化（W4）原岩结构已基本破坏，岩体基本风化呈土状。全隧浅埋，隧道洞身主要穿越寒武系中统陡坡寺组（∈2d）泥灰岩夹灰岩全风化层，自稳性差。隧道底板以下夹灰岩地层，部分钻孔揭示有溶洞。易发生突水、突泥现象。

根据设计图纸要求，梭罗湾隧道DK1087+545～DK1087+745、DK1087+960～DK1088+058段V级围岩浅埋段覆盖层较薄缺且粉质粘土层较厚，地表采用φ75钢管桩加固。钢管壁厚6.0mm，钢管桩纵横间距1m，加固宽度为隧道中线两侧各10m，隧道范围加固深度至隧道开挖轮廓线外50cm，两侧加固深度至边墙底下2m。 2、钢管桩注浆加固施工工艺及方法 2.1施工工艺流程

钢管桩施工及注浆加固工艺流程见图1。 2.2施工资源配置

施工人员、设备及材料数量配置合理，确保满足施工生产需要和工程质量要求。地表加固使用的主要机械设备、测量仪器及人员配置见表1、表2。

2.3钢管桩注浆加固施工方法 ⑴测量布孔

测量组根据设计尺寸、孔位间距在现场放样出需施工钢管桩的轴线，在轴线上用竹片或筷子标出每根桩的中心位置，现场交底于作业队及生产管理人员。 ⑵钻机就位

钻机就位在稳固的地基之上，就位时应使钻机底部平整，支撑牢固，确保钻孔时不产生下沉、摆动及偏移等现象。钻孔时可采用多台钻机同时钻孔，就位时应避免钻机互相影响。钻机应准确对位于已测量的点位之上，不得偏位。按《高速铁路隧道工程施工质量验收标

准》要求，孔位偏差不得超过±50mm。

⑶钻孔

钻机开始钻孔之前应检查机械设备是否正常，确保钻孔的顺利进行和成孔质量。开钻时，先期应低速低压，待钻进一定深度时根据地质情况调整钻速。钻进时钻孔速度要均匀，特别是遇到夹泥、夹砂机破碎岩层后，要特别注意钻进速度，防止卡钻。钻孔过程中随时检查钻孔的垂直度，并及时进行纠偏。钻孔过程中做好钻孔记录，根据孔口岩屑判断基底地质情况，用来指导施工。 ⑷清孔

孔位、孔深及桩身垂直度检查符合要求后，进行清孔。清孔采用高压风从孔底向孔口清理钻渣，直到钻渣清理干净为止。 ⑸钢管制作、安装

钢管桩钢管采用φ75（壁厚6mm）无缝钢管加工而成，钢管前端为尖形，尾端50cm设止浆段。钢管壁钻直径8mm注浆孔，钻孔间距15cm，梅花型布置。

钻孔完成后将钢管下至设计深度，钢管顶部采用2mm钢板四周焊接密封，钢板中间焊接4cm铁管作为注浆孔；钢管采用钻机将钢管一段用钢丝绳扎牢吊起，通过人工放入钻孔内，并居中。 ⑹浆液制作

水泥浆水灰比为：1:0.8～1:1，水泥在制浆桶内制备，分两次搅拌，要求搅拌均匀、再用泵机输出。浆液要求现制现用，不得停放过久，搅拌机必须配备浆液流量计，施工中严格控制浆液流量。 ⑺钢管注浆

采用KBY50/70型注浆机注浆，注浆前先检查管路和机械设备状况，确认正常后做压浆实验，以选择合适的注浆参数，以此来进行施工。注浆初压控制在0.5～1.0MPa，终压控制在1.8～2.0MPa。水泥浆配制完成后立即进行灌注，从孔底向上反向压浆，将孔底的水或泥浆压出，至孔口回浆管压出水泥浆即可封口回浆管，即钢管外围四周反出水泥浆液即可停止注浆。注浆时应确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填才可以停止注浆浆液凝固收缩回落至孔口以下应补浆直到孔口注满为止；若孔口不返出水泥浆，表明孔内水泥浆流失严重，可能存在溶洞或裂缝，此时应采用加浓水泥浆密度或间歇式注浆。

注浆过程中如果压力突然升高，可能发生堵管，应立即停机检查。如发生串浆，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆孔，也可采用木楔、棉纱、锚固剂或速凝水泥进行封堵，直至不再串浆时再继续注浆。

注浆完成后应检查注浆效果，注浆效果达不到质量要求时进行补注或重注。按要求填写注浆记录，并保证注浆孔封填密实。 3、质量保证措施

⑴根据现场地质条件通过现场工程试验桩确定合理的钢管桩注浆施工参数，并严格按照拟定的施工参数和技术要求进行施工。 ⑵钻机成孔必须按设计要求置入设计标高才能终孔，以保证钢管桩以基岩层作为桩端持力层。

⑶严格按照试验桩确定的施工参数进行施工。钢管桩注浆过程中，应随时检查测定各项施工参数，不符合要求时，应及时检查、纠正，在注浆参数达到规定值后，再进行注浆施工。

⑷在钢管桩注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应查明原因并及时采取措施。如发生串浆，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆孔，也可采用木楔、棉纱、锚固剂或速凝水泥进行封堵，直至不再串浆时再继续注浆。 4、安全注意事项

⑴施工人员进入现场后必须佩戴安全帽，同时应配备各项防护用具。

⑵安全用电。配电箱、开关箱等外观应完整、牢固、防雨防尘，并作好安全标识。 ⑶钻孔机械应固定牢靠，在醒目位置设置安全警示牌和安全操作规程。 ⑷钻杆安装、拆卸时及钢管桩安装时人员应注意配合，避免产生机械伤人。

⑸注浆时，施工人员不能正对注浆管，随时检查管路的连接及设备的运行状况，防止因机械故障引发安全事故。 参考文献：

[1]李开军. 钢管桩注浆加固隧道地基技术[J] 铁道运营技术 [2]《建筑地基处理技术规范》（TGJ79-2002）