高压旋喷桩紧邻既有铁路施工技术探究

摘要：高压旋喷桩技术的应用中，发挥过高压旋转喷嘴的作用将水泥砂浆在压力的作用下喷入到涂层中，与土体之间结合，采用这种连续性搭接的方式构成加固结构。在进行紧邻既有铁路施工的过程中，由于存在较高的风险性，所以在选择基础处理技术时要保证科学性和合理性，维护施工安全。本文着重于研究高压旋喷桩紧邻既有铁路施工技术。

关键词：高压旋喷桩；铁路；施工

搅拌施工的过程中，将喷浆管持续下沉，达到设计深度要求为止，此时不再持续钻进，但是要保持旋转状态，当桩底喷浆的过程中持续30秒钟之后实施旋喷施工，旋转的速度要不断提升。对旋喷管进行拆卸的过程中，要保证短时间内完成，当预期高度符合要求后停止。在处理桩头部分时，当与桩顶接近时速度要持续降低，经过几秒钟的旋喷之后，速度逐渐提升，达到桩顶之后停止浆面。

一、施工中高压旋喷桩技术的重要性

在铁路施工的过程中应用高压旋喷桩技术，钻机是主要的设备。先对钻机确定好位置，落实到实际设计过程中，所选择的孔位要合适，然后将小木桩打入到桩位上，保证处于中心位置，将相应的标记做好，将旋喷桩机定位，向孔位中心打入钻孔，对其平整放置，垂直度偏差不能超过1.5%，当完全就位后进入实验阶段，这个环节是射水实验，所要达到的目标是保证喷嘴顺畅，使压力维持正常状态。进入制浆环节，对水泥浆需要按照规定的比例拌制，保证水泥与水灰之间的比例是1∶1，经过筛网过滤后，有用的浆液就会流入进浆液桶中，在压浆时可以使用。在钻孔施工过程中，将钻机开启的同时还要输送清水，确保桩底设计的标高符合有关规定。

二、高压旋喷桩紧邻既有铁路施工技术

（一）试桩以及参数的确定

每一个施工地点都要将试验工艺桩打下且不能低于3个，检验设备性能的同时还要检验施工过程中的各项技术参数，其中所涵盖的内容包括灰浆的粘度、钻进的速度以及提升的速度等，还要对加固土特点进行分析，明确单桩承载的要求，确定掺入的水泥量。

（二）放样测量以及钻机的放置

从事测量工作的人员要严格按照施工设计图纸进行，分析平面圖的坐标以及布置情况，在施工段落进行布桩，对桩位进行标注要选择红色小木桩头，桩之间会存在误差，但是要控制在50mm以内，对布桩进行自检，各项指标合格后通知工程监理师到施工现场验收，各项指标合格后才能进行下一个施工环节。将搅拌设备运输到现场后进行安装并调试，确保各项性能符合要求，计量设备正常、压力正常、运转速度符合要求等。将钻机安置好之后，钻头的中心要与标志桩位对准，然后对钻杆进行双向调平，对中调整后进行精准调平。

（三）使用钻机技术

在每台钻机启动前，技术人员都需要做好各项准备工作，用尺测量钻杆的总体长度，按照桩长设计标高以及桩顶设计标高计算下钻节数，还要根据原地面的标高进行计算，在钻杆的最后一节上将结束下钻所在位置标出。将钻孔的目标设置好，注浆管深入的位置也要设置好，在钻孔时要使用旋转单管法钻机。

（四）复搅技术与旋喷技术

当达到规定的深度后要对回流的阀门适度调整，导致旋喷罐中的压强与预定值相符合，当水泥浆到达喷嘴之后，详细检验喷射的具体方向，采用摆动角度的检验方式，确定各项指标合格，调节工作台和阀门油泵，将旋转的速度控制好，在规定的范围内开展旋喷工作和提杆工作，成桩是从下至上实施的，在低于1m的范围内，桩头进行提钻复喷时使用1档，速度最慢，逐渐提升，井喷一次使得桩体的密实程度加强。由于在不足1m的范围之内需要承受的荷载很大，通过加强桩体质量，有助于桩体更好地发挥承载力。当喷浆施工完成后对注浆孔进行二次回灌，防止旋喷桩体由于固结的水泥浆导致顶部凹面产生桩顶标高与实际要求不符合，当进入到施工环节，桩的均匀程度以及桩径会受到各种因素的影响，例如旋转过程中的速度、旋喷中产生的压力、使用的水泥参数，水灰比变化情况等。所以，需要检查一系列参数，查看是否与设计标准符合并详细记录，如果遇到故障要采用计量的方法排除。

（五）提管冲洗以及设备的移动

当喷射作业完成后，将吸浆管移送到水箱中，喷射操作在地面上进行，将泥浆泵中的浆液以及注浆管中的浆液全部排除，防止有水泥残存物滞留其中，对管路造成堵塞。将钻机移动到下一个孔位，确保桩与桩之间的咬合良好。在具体的操作中使用打一跳一的方法，确保间隔的时间为36个小时。铁路喷桩施工流程如图1所示。

三、高压旋喷桩紧邻既有铁路施工技术应用实践

新建铁路广州枢纽东北货车外绕线起自京广铁路江村编组站，止于广深铁路石滩站，线路经疏解后引入既有石滩站并与广深铁路III、IV线接轨，正线全长68.9km，改建广深铁路路基6.16km，同时新建仙村联络线路基2.45km。改建广深铁路、新建仙村联络线路基结构形式为帮宽既有广深III线路基，路基一般填高2～6m，最大填高12m（高于既有路基约6.5m），位于广深铁路仙村—石滩区间。该区域位于珠江水系东江支流的西福河一级阶地，地面标高1.5～2.8m，软土广泛分布，既有路基采用粉喷桩地基加固，路基填料为中粗砂。

（一）高压旋喷桩紧邻既有铁路施工技术分析

考虑施工机械高度原因，帮宽路基采用高压旋喷桩进行地基处理，旋喷桩桩径0.6m，采用1.4m正三角形布置，桩长5～12m，高压水泥浆压力不小于20MPa。

该段地层的软土层处于饱和状态，开挖深度一般超过1.2m即自然产生积水。区域内主要软土地层为三类，三种软土层常交错互层分布：

1.0淤泥，灰黑色，流塑，含大量有机质，局部含腐木，厚1.2～9.1m，平均标贯击数4.56击，基本承载力40kPa。

2.0-1淤泥质粉质黏土，灰黑色，流塑，主要以黏粒为主，含少量有机质，局部含少量砂粒，厚1.0～10.1m，平均标贯击数3.6击，基本承载力60kPa。

3.3-2粉砂，褐黃色，饱和，稍密，主要颗粒成分以石英为主，级配一般，厚1.0～3.5m，平均标贯击数12击，基本承载力80kPa。

（二）施工中需要考虑的问题以及采取的措施

由于旋喷桩施工时水泥浆压力大、地下水位高，施工中容易产生地表隆起、地下水流失等现象，进而导致既有广深线路基产生变形、移位等隐患。广深铁路是通往中国香港九龙的干线铁路（其中广深I、II线为160km时速动车径路），一旦发生线路变形引起线路停运或降速将带来严重的社会影响。

为保证营业线路基安全快速施工，按照预定工期完成施工，通过地表及营业线监测、设置应力释放孔、优化孔位施工顺序等手段，保证工程顺利进行。

四、工程施工的注意事项

（一）做好环境施工前的清理工作

在施工前需要对施工区域占地环境全面清理，尤其要将区域内的垃圾、杂物全部清除，避免在施工过程中出现环境突变情况；避免现场环境中存在积水，防止对设备造成浸泡；对土壤结构、含水量等进行提前检测，防止影响桩钻机的正常使用；对电力设备合理的防水设置，避免造成电路损坏影响正常使用；对施工现场的地下管线安全进行保障，实施安全措施或者改道，保障管线正常运行；对施工现场的围护进行科学设置，减少现场环境问题的出现概率，同时对滑坡、土面倾斜等进行有效防护，保障工程安全。

（二）合理控制桩体的垂直方向

严格按照建造工学标准，采取科学合理的测量方式，全面掌握垂直方向的桩体构件参数，从而保障满足桩体喷射条件，并合理控制成型范围，避免出现偏移。在必要情况下，利用钻杆对桩体的垂直方向进行物理调整。

（三）合理控制水灰比和浆液颗粒粒径

在浆液配置过程中，需要使用搅拌桶体积对具体的原材料的掺加量进行合理控制，保障水灰比符合设计要求。同时对浆液颗粒粒径大小进行合理控制，避免粒径过大对喷嘴造成堵塞。可以设置两道浆液过滤网片，以便对大粒径颗粒过滤清除；利用二次搅拌配置浆液，确保浆液浓度符合施工要求。

（四）确保旋喷桩底达到持力层

在实际施工操作中，可以利用以下方式判断旋喷桩底是否达到持力层：钻机下钻电流声音瞬间提高；钻机下钻速度和钻头旋转速度下降，钻机支架被钻杆顶起，会有褐红色黏土沿着孔壁冒出地面。但是钻头碰到卵石时也会发生以上现象，因此需要加大清水压力和下钻速度，连续冲钻改变卵石问题，保障顺利下钻。

（五）强化施工作业安全措施

科学处理施工过程中遇到的深度管线，进行管线改造工作；与铁路部门提前沟通，做好列车时间与施工时间的调度工作；结合工程特点，制定严格的安全使用规范制度，并做好安全技术交底工作，确保施工人员深度了解工程风险因素，严格执行工程安全要求规范；同时了解铁路部门的安全监管条例，对风险因素进行全面防控，减少安全事故的发生概率；对铁路中的老旧设施设置警戒标识，设置科学的警戒行为，对现场施工人员进行安全提醒；清除现场多余水量和废料，避免现场环境受到污染；对施工现场定期清理，加固钻机设备，避免其他人员随意进入施工区域范围；在施工过程中一旦发现设备异常情况，需要第一时间暂停作业，及时测试和评判安全隐患和险情级别，采取针对性的维修措施；异常天气下需要做好设备实时维护工作，确保其始终处于正常的运行状态；作业前后做好设备检查维护工作，对设备存放区域进行安全防护，确保断电后存放，避免受到电能损坏。

五、结语

综上所述，在铁路施工过程中，高压旋喷转技术广泛应用，其所发挥的作用是加固铁路地基，提高地基的稳固度，使原有的地基有较高的硬度和强度，由此保障铁路运输安全。本文的研究中，明确施工中高压旋喷桩技术在既有铁路施工中的重要性，对高压旋喷桩紧邻既有铁路施工技术分析，介绍试桩以及参数的确定、放样测量以及钻机的放置、使用钻机技术复搅技术与旋喷技术、提管冲洗以及设备的移动等方面的内容，以新建铁路广州枢纽东北货车外绕线为例展开进一步论证。

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作者简介：刘勇（1986），男，四川省眉山市人，本科，工程师，研究方向为公路、铁路施工管理及施工技术。