第１期（总６９期） ２０１８年３月 河北能源职业技术学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｅｎｅｒ￣＇Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＶｔＫ＇ａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｔ：ｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ １（Ｓｕｍ．６９） Ｍａｒ．２Ｏ１８ 高压旋喷桩紧邻既有铁路施工技术 张 敏 （中铁十八局集团第五工程有限公司，天津３００４５１） 摘要：临近既有铁路施工安全风险高，如何通过采用合理的地基处理方式，最大限度确保施工安 全，值得探讨。本文通过京津城际延伸线水泥砂浆搅拌桩变更为高压旋喷桩实例，介绍了临近既有 铁路高压旋喷桩施工技术，对类似工程具有一定借鉴意义。 关键词：临近既有铁路、高压旋喷桩、施工技术 中图分类号：ＴＵ７５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—３９７４（２０１８）０ｌ一００７０—０４ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｊｅｔ Ｇｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｉｌｅ Ａｄｊａｃｅｎｔ ｔｏ Ｅｘｉｓｔｉｎｇ Ｒａｉｌｗａｙ ｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ——Ｔｉａｎｊｉｎ Ｉｎｔｅｒｃｉｔｙ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｌｉｎｅ ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １８ｔｈ Ｂｕｒｅａｕ（Ｇｒｏｕｐ）Ｔｈｅ Ｆｉｔｆｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｒｉｓｋ ｉｓ ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ．Ｈｏｗ ｔｏ ａｄｏｐｔ ｒｅａｓｏｎａｈ｜ｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｏｄｅ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓＭｅｔｙ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｗｏｒｔｈ ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｊｅｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｉｌｅ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｍｏｒｔａｒ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ ｔｏ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｊｅｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｉｌｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｂｅｉｊｉｎｇ—Ｔｉａｎｊｉｎ Ｉｎｔｅｒｃｉｔｙ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｌｉｎｅ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｄｊａｃｅｎｔ ｔｏ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ；ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｊｅｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｉｌｅ；ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １．工程概况 ２０ｍ～２７ｍ左右。由于距离既有津山接触网回流线 和贯通自闭线较近，搅拌桩施工时拉锚措施无法实 施，存在较高的安全风险，一旦倾倒将会直接造成既 有线安全事故。具体位置关系见图１和图２。 ／一 京津城际延伸线ＣＪＤＫ１７７＋０００～ＣＪＤＫＩ７７＋ ３００里程段的地基处理桩基距离既有津山线线路中 线范围为６．３ｍ～２２．２ｍ．其中６．３ｍ～７．７ｍ范围设 置２排高压旋喷桩．７．７ｍ～２２．２ｍ范围设置１１～１２ 排水泥砂浆搅拌桩．桩径０．５ｍ，桩长２０ｍ～２５ｍ．间 距１．２ｍ，成正方形布置：ＣＪＤＫ１７７＋３００～ＣＪＤＫ１７７ ＋９００段的桩基距离既有津山线线路中线范围为 ４．５ｍ～２８ｍ，其中４．５ｍ～７．７ｍ范围设置３排高压旋 ／ ÷ 一～～、＼ ＼ ／ ／ ／ ● ＿、 ＼ ＼ 、 ７： －、 ， ｜ 一 ｆＩ ｒ｜鼍 ｜ 』 ； ． ； Ｌ，， 。 一 ｆ ｔ 喷桩，７．７ｍ～２８ｍ范围设置１０～１７排水泥砂浆搅拌 桩，桩径０．５ｍ．桩长１８ｍ，间距１．２ｍ，成正方形布置。 ２．变更原因 该＿丁点右侧为既有津山铁路护栏和接触网回流 线，左侧为铁路贯通自闭线。其中ＣＪＤＫ１７７＋０００～ ＣＪＤＫ１７７＋５００里程段水泥砂浆搅拌桩距既有津山 线接触网杆４ｍ～５ｍ，左侧距离贯通自闭线９ｍ： ＣＪＤＫ１７７＋５００～ＣＪＤＫ１７７＋９００里程段水泥砂浆搅 拌桩侵入津山线护栏，左侧距贯通自闭线３．６ｍ ９ｍ。水泥砂浆搅拌桩机根据桩长不同，其高度约为 收稿日期：２０１７—１０—１６ 『 Ｈ Ｉ ｒ ．ｉ —１ ｝ 一一一一‘‘ ：一ｗ／ ／ 壁竺兰 ／ ／ 图１ 水泥砂浆桩搅拌钻机与既有铁路位置关系图 （ＣＪＤＫ１７７＋０００～ＣＪＤＫ１７７＋５００） ３．变更方案 根据施工机械影响高度及与既有津山线和贯通 自闭线的距离关系，按照施工机械倾覆不影响既有 作者简介：张敏（１９８５一），女，大学，中铁十八局集团第五丁程有限公司工程师，研究方向：公路、市政、桥梁施工等领域。 ·７０· 张敏：高压旋喷桩紧邻既有铁路施工技术 一 ／／ ， ／ ／ Ｉ～＼、、 ～、 时低速徐徐提升，使土体和水泥浆充分搅拌混合，胶 ＼ 结硬化后即在地基巾形成圆柱状水泥土同结体。旋 ＼ ’＿－７ ／ … ／｝ —— ｌ 似 ｉ “ 』 ’， ， ， ； ， ， ， ， ， ， ：（ ： 图２ 水泥砂浆桩搅拌钻机与既有铁路位置关系图 （ＣＪＤＫＩ７７＋５００～ＣＪＤＫ１７７＋９００） 津１ 线运营安全的原则．将该段路基的水泥砂浆搅 拌桩全部改为高压旋喷桩，桩径、桩长、桩问距及布 置形式不变。 ４．施工准备工作 （１）地表清理、回填及布置 清除永久占地范围内的生活垃圾、淤泥、树木、 草根等杂物，并配合机械清除地表腐植土（至少地下 １ｍ），并回填夯压密实，达到设计规范要求，为旋喷桩 钻机提供一个坚实的平台，同时合理布置施工机械、 电力线路位置。回填后地表做成向既有线外侧（北 侧）２％～４％的横坡。防止施工区域被雨水浸泡。 （２）现场管线及护栏迁改 为确保各种地下管线安全，旋喷桩施工前采用 管线探测仪进行现场探测，同时在设备管理单位的 监护下，人工做好探沟开挖。须采用“人Ｔ挖探沟” 先探后挖的办法，根据所探地下光缆埋设深度、径路 走向时．加倍小心开挖。严禁在电缆、管径路２米内 使用挖掘机、推土机等开挖。禁止用风镐等电动丁 具猛力挖掘，只准用秃头工具或包扎过的铁锹轻挖 轻扒，确保电缆安全。开挖前对劳务人员进行地下 电缆的识别及安全开挖方法的教育。作业时，施工 责任人进行全过程监控，带班人员必须加大巡视密 度，时刻提醒对电缆的保护，妥善处理被挖出的电 缆。及时进行电缆保护。 沿既有线路基坡脚方向埋有通信线、信号线，且 部分旋喷桩侵入护栏。须将护栏和管线迁改后方可 施Ｔ ５．旋喷桩施工方法、工艺 （１）施Ｔ丁艺流程 旋喷桩是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻 进至土层的预定位置．边钻进边泵送水．到达预定位 置后用高压脉冲泵将水泥浆通过钻机下端的喷射装 置变成旋转的高速射流向四周喷人土体，利用射流 的强大动能将土体破碎，钻杆以一定的速度旋转．同 喷桩施工工岂流程 ３。 ｝。 性、无侧 抗 ｊ承找力满足设计要求 虽艘及单桩或复合 ｉ１ ｌ图３ 旋喷桩施工工艺流程图 （２）测量放线 用全站仪放出每个旋喷桩孔的中心位置，并用 十字桩固定位置，用水准仪测量地面高程，确定钻孔 深度；测量好的桩位必须复测，误差控制在±５ｃｍ 以内 （３）浆液要求 ①加固料、外加剂应符合没计要求，材料进场应 验证产品质量证明文件．并现场抽样检验，合格后方 可使用。同一产地、品种、规格、批号的水泥和外加 剂，袋装水泥２００ｔ为一批，外加剂每５０ｔ为一批，袋 装水泥不足２００ｔ、外加剂不足５０ｔ时也按一批计。严 禁使用受潮、结块、变质的加固料、外加剂。浆液宜 在旋喷前１ｈ以内配制，并滤出硬块等杂物，以免 堵管。 ②硬化时间要短，且与地基混合后具有一定的 强度。 浆量计算：以单位时问喷射的浆量及喷射持续 时间，计算出浆量，计算公式为： Ｑ＝（Ｈ／ｖ）ｑ（１＋Ｂ） 式中Ｑ一浆量（１１３。）； Ｈ～旋喷长度（ＩＩ１）； ｑ一单位时问喷浆量（ｍ３／ｍｉｎ）； ．７１· 第１期（总６９期） ２０１８年３月 河北能源职业技术学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｅｎｅｒｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｖｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１（Ｓｕｍ．６９） Ｍａｒ．２０１８ ０一损失系数，通常０．１～０．２； ｖ一不应影响桩的完整性。 提升速度（ｍ／ｍｉｎ）。 旋喷桩成桩２８ｄ后，在每根检测桩桩径方向１／４ 处、桩长范围内垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀 根据试桩参数计算所需的喷浆量．以确定水泥 使用数量。 （４）旋喷钻机就位 钻机就位前，对旋喷钻孑Ｌ前的各项准备工作进 性，拍摄取出芯样的照片，在桩身上、中、下取不同深 度的３个试样抗压强度试验。钻芯后的孔洞应采用 水泥砂浆灌注封闭。地基加固后复合地基承载力应 行检查，包括主要机具设备的检查和维修。钻机就 位时底架垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻 头或钻杆中心与桩位中心偏差不得大于±５ｃｍ。钻 机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直 度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在±１０ｍｍ以内． 钻孔垂直度误差小于１％；钻孔前应调试注浆泵，使 设备运转正常；校验钻杆长度，用尺量出每节钻杆的 长度，提前用木料预制一根带刻度的标尺。钻孔前根 据孔底标高计算出钻孔深度，钻进时用标尺进行控 制钻孑Ｌ深度，以保证孔底标高满足设计深度。必须 使用缆风绳将钻机斜拉固定牢固 （５）旋喷桩施工方法 旋喷桩水泥采用４２．５级普通硅酸盐水泥。设计 图纸水灰比为０．８—１．５，高压水压力应大于２０Ｍｐａ。 在施工现场取样进行室内配比试验．并通过工艺性 试验确定最佳水灰比、泥浆泵浆压力值、钻杆提升速 度、钻杆旋转速度。 启动钻机成孑Ｌ钻进至设计深度。将注浆管插入 至孔底，注浆管浆液流出喷头后开始提升注浆管，自 下而上旋转喷射注浆。喷射施工至桩顶，拔出注浆 管。喷射注浆前应检查高压设备与管路系统，管路 应畅通并密封良好。旋喷桩施工应根据不同的地质 条件选择合适方法成孔，插管时应防止泥砂堵塞 喷嘴。 旋喷管分段提升作业时宜搭接处理，搭接长度 不应小于０．１ ｍ。旋喷管提升接近桩顶时。应从桩顶 以下１ｍ开始，慢速提升旋喷，旋喷一定时间．再向上 慢速提升０．５ｍ，直至停喷面。喷射注浆过程中．应检 查注浆流量、空气压力、注浆泵压力等参数是否符合 设计要求，并做好记录。配置的浆液应过滤，防止喷 射过程中堵塞喷嘴；浆液宜随制随用，旋喷过程中应 有防止浆液沉淀的措施 钻机钻杆应均匀旋转、提升，确保桩体连续、均 匀。因故停喷后续喷时。喷射搭接长度不应小于 ０．５ｍ。注浆量不足影响成桩质量时，应采取复喷措 施。桩顶凹坑应及时以浆液补灌。 钻机成孔和喷浆过程中，应将废弃的加固料及 冒浆回收集中处理，防止环境污染。 切割桩头应采用截桩机等专用设备．截除桩头 ·７２． 满足设计要求。 （６）施工工程中的注意事项 旋喷桩施工过程中主要控制项目有如下几个方 面：旋喷桩垂直度的控制：水灰比及浆液粒径的控 制；桩底是否达到持力层的判断；旋喷桩隔桩施工。 ①旋喷桩垂直度的控制：桩机垂直度主要利用 桩机上面自备的水平尺测量水平度来控制。每次钻 杆接长或者缩短时均需水平尺调平。 ②水灰比及浆液中颗粒粒径的控制：现场施工 前将每个拌浆桶的体积统计出来，然后根据拌浆桶 的体积和水灰比计算出拌浆桶中合适的停水面。每 桶浆液先后分两次加水、水泥进行拌制。为防止浆 液中颗粒粒径过大堵塞喷嘴．现场施工时设置两道 浆液过滤网片，网片中网格的规格为０．５ｍｍ ０．５ｍｍ。为了保证浆液的浓度，当采用二次搅拌配 制浆液，即在第一只搅拌桶中按确定的水灰比配制 并搅拌浆液。搅拌３～５分钟后放入水泥浆池中，为 了防止水泥浆沉淀，在水泥浆池中设置二次搅拌机 械，二次搅拌时间不大于４０分钟。禁止采用一只搅 拌桶一边配浆一边抽浆，否则难以控制浆液水灰比。 ③旋喷桩桩底达到持力层主要表现在以下 方面。 达到持力层后钻机在下钻过程中电流声音突然 变大：达到持力层后加大钻机下钻速度和钻头的旋 转速度钻机支架会被钻杆顶起：达到持力层后会有 一定数量附着在岩面上的褐红色黏土随着一部分浆 液沿着孔壁或注浆管管壁冒出地面：当钻头碰到卵 石时也可能出现前面的两种情况．为避免错误的判 断．现场施工时可以加大清水压力和下钻速度．连续 几次冲钻，使地下卵石改变位置从而使钻杆顺利 下钻。 （７）旋喷桩施工质量检验 ①高压喷射注浆所用的水泥和外加剂品种、规 格及质量应符合设计要求。 ②浆液应严格按设计配方和试验确定的配合比 拌制，制备好的浆液应均匀，不得离析。每根桩施工 过程中检验２次．观察并用浆液比重计检测浆液 密度。 ③高压旋喷桩的数量、布桩形式应符合设计。 张敏：高压旋喷桩紧邻既有铁路施工技术 ④高压旋喷桩的长度应符合设计。 通过测量钻 （５）需对铁路防护栏进行拆除，并在既有线侧设 杆长度进行检查。 ⑤高压旋喷桩的完整性、均匀性、无侧限抗压强 度应满足设计要求。 ⑥高压旋喷桩处理后的复合地基承载力应满足 设计要求。按验标频率进行平板荷载试验。 ⑦高压旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检 验方法应符合表１的规定。 表１ 高压旋喷桩施工的允许偏差、 检验数量及检验方法 ６．临近既有铁路路基监控措施 在既有津山线路肩一侧设置观测点。受影响的 接触网立柱或营业线桥墩，观测点可直接标示在构 筑物上。 观测桩埋设后，必须测试初始读数，在施工前， 必须对所有的桩位进行复测，作为正式起始读数。 靠近既有线侧旋喷桩施工时一般情况下一天一 次，当发现变形速度较快持续变形时，观测频次提高 到一天两次；施打完后观测频次一般情况下两天不 少于一次。观测时间不少于六天。 ７．临近既有铁路高压旋喷桩施工作业专项安全措施 （Ｉ）对影响施工的管线进行拆改后，方可进行 施工。 （２）施工期间建立与铁路管理单位的信息联系。 （３）加强对员工的安全教育，增强安全意识。提 高防范能力。严格按照有关劳动保律、法规和 铁道部有关劳动保护条例、规定及北京铁路局有关 安全生产的要求执行，确保安全生产、生产必须 安全。 （４）施工人员必须通过《铁路技术管理规程》、 《铁路行车线上施工技术安全规则》、《铁路行车组织 规则》、《铁路工务安全规则》等内容的教育。 置警戒线，按规定要求申请列车限速慢行。 （６）施工时在靠近既有线一侧设置排水沟，确保 泥浆不污染既有线道碴 （７）施工结束后要认真清理现场，断开临时用电 电源，将机械设备停放在安全地带。 （８）保证施工过程中既有津山铁路的运营安全． 施工时对既有线进行位移、沉降观测．在既有线路肩 设观测桩，发现情况及时采取措施，保证行车安全。 （９）旋喷桩钻机就位后，现场安全员确认钻机支 立是否稳固牢靠，检查地锚及缆风绳是否牢固。 （１０）旋喷桩钻机四周设置临时禁戒区，非施工 人员严禁人内 （１ １）每天施工前对钻机整体机架进行检查，发 现问题及时维修，确保稳定牢固。 （１２）施工过程中现场防护员随时检查钻机作业 情况，发现异常立即停止作业，对钻机重新检查确定 无隐患后方可继续施工 （１３）大风、暴雨天气现场防护员检查地锚、缆风 绳是否固定牢固。确保钻机不会向既有线侧及贯通 自闭线倾倒。 ８．结束语 在京津城际延伸线ＣＪＤＫ１７７＋０００～ＣＪＤＫ１７７＋ ３００里程段路基施工时，将地基处理水泥砂浆搅拌桩 变更为高压旋喷桩施工，减小了临近既有线施工安 全隐患，最大限度确保施工安全，为临近既有铁路高 压旋喷桩施工技术积累了丰富的经验。 参考文献： ［１］紧邻敏感建筑的深基坑围护技术与监测分析［Ｊ］．邱晓 明．建筑施工．２０１２（０４）３４—３６ ［２］高压旋喷桩施工对相邻既有高铁基础的影响分析［Ｊ］．朱 利明，余康，张楠．世界桥梁．２０１６（０１）６１—６３ ［３］复杂岩溶地区ＣＦＧ桩与高压旋喷桩复合地基的应用［Ｊ］． 刘源，张可能，刘创，肖小玲，吴有平．煤田地质与勘探． ２０１５（０４）３５—３８ ［４］高压旋喷桩加固软基施工技术研讨［Ｊ］．程勇，黄显彬，麻 超超，王琥阳．工业建筑．２０１４（ＳＩ）４４—４６ ［５］高压旋喷桩处治已通车高速公路软基分析［Ｊ］．顾红伟， 孔纲强，丁选明，吴跃东．施工技术．２０１４（０７）７８—８０ ·７３·
