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摘要：长春地铁1号线解放大路站是长春市首座进行暗挖施工的地铁车站，长春市位于东北高寒地区，地下情况复杂，地下水位较浅，对地基加固和防渗水提出了更高的要求。旋喷桩施工技术较为成熟，但针对东北高寒地区地下工程旋喷桩加固土体及防渗水方面的效果，研究较少，本文就主要结合解放大路站的工程实例，针对旋喷桩在长春地铁建设中的应用效果方面做简要阐述。
关键词：旋喷桩施工、加固机理、施工工艺、止水帷幕
中图分类号：U457文献标识码： A
Construction technology of Rotary Jet Grouting piles in Metro engineering
Wanghui
(China Railway 18th Bureau Group CO.LTD)
Abstract: The Jiefang road station of Changchun Metro Line 1 is the first underground excavation subway station of Changchun. Changchun City is located in the cold area of northeast, underground complex, Water table lighter , put forward higher requirements on the foundation reinforcement and seepage water . Churning Pile technology is more mature, but for the northeast alpine region underground engineering rotary spraying pile effect of soil and water seepage , few studied. This paper combined with the liberation of the road station project examples, for the churning pile subway construction in Changchun effect do a brief summary.
Key words: Churning pileReinforcement mechanismConstruction technology Waterproof curtain
0 前言
旋喷桩施工技术，在20世纪70年代中期以后，在世界范围内得到很快的传播。20世纪80年代后，该法在我国的铁路工程、水利工程、港口工程中均有应用。旋喷桩在提高土体抗剪强度和抗压强度；降低土体压缩性；改善透水性等方面效果显著，适用性也较强，经济上也较为合理。
1 工程概况
解放大路站位于人民大街与解放大路十字路口交汇处，为地铁1号线和2号线的换乘车站，1号线车站主体为岛式站台，主体长206.7m，采用一次扣拱暗挖逆作法施工，車站底板埋深为24.8～25.8m。2号线车站主体为侧式站台，主体长206.7m，采用6导洞PBA工法施工，底板埋深25.9～27.9m。
2号竖井及风道位于车站主体东北侧，竖井深29.88m，紧邻长春市露天游泳池，游泳池长72.5m，宽23m，深4-7m。
场区地层由第四系全新统人工填土层、第四系中更新统冲洪积粘性土和砂土、白垩纪泥岩组成。工程地质及水文情况见图1。
现场勘查过程中，发现三层地下水，第一层为表层孔隙潜水，第二层为浅层承压水，均属于第四系松散岩类孔隙水。第三层为岩石裂缝水，属碎屑岩类裂隙水。
综合地质实际情况，该工程设计采用高压三重管旋喷桩，旋喷桩ø600mm，有效长度
17.7m，咬合20cm，形成止水屏障起到阻水止水的作用，对露天游泳池靠近竖井一侧土体进行加固止水，防止游泳池内水倒灌，威胁竖井施工安全。
2 旋喷桩加固机理
旋喷桩主要是桩土共同作用组成复合桩体，起到固结土体、阻水隔水的作用。高压喷射灌浆技术是以高压泵为动力源，在30Mpa左右的高压力的作用下，通过钻机钻杆、喷嘴把配制好的浆液喷射到土体内，用高速射流（水、浆液或空气）直接冲击、切割、破坏原土体，受到破坏、扰动后的土石料与同时灌注的水泥浆或其它浆液充分的掺搅混合、充填挤压、移动包裹，至凝结硬化，从而构成坚固的凝结体，成为结构较密实、强度较高、有足够防渗性能的构筑物，以满足工程需要的一种技术措施。当旋喷桩相互咬接后，便以同心圆形式在竖井周边形成封闭的垂直旋喷帷幕体，起到了防流沙、抗滑移、防渗透的作用，保证了竖井施工的安全。
3 施工参数选择
该工程设计采双排柱列式布设，单排桩有效直径d=0.60m，桩间距s=0.40m，咬合宽度为0.20m，其中钻孔深度为21.7m，成 图1 地质剖面示意图
桩长度为17.7m，桩底落在第5层泥岩中，桩身28天无侧限抗压强度不小于1.5mpa，沿竖井北侧和东侧布设。
该工程的土质主要以粘土层和粗砂层为主，密实度有明显的差异。经三重管法对现场试桩，对成桩体开挖检查，依据检查结果，确定最佳旋喷桩施工参数如下：
（1）水泥浆液水灰比采用1：1，水泥掺量330kg∕米。
（2）旋喷压力控制在28-30mpa。
（3）旋喷提升速度，根据施工经验宜为20～40cm／min，现确定为25cm∕min。
（4）喷嘴直径选用2．8mm(两个)。
表1：旋喷桩施工主要技术参数参考表
项目 技术参数
压缩空气 气压（MPa） 0.6～０.8
气量（m3/min） 0.6～2.0
水 压力（MPa） ≥20
喷嘴直径mm 2～3.2
水泥浆 压力（MPa） ≥20
流量（L/min） 100～150
水灰比 1:1
提升速度（cm/min） 20～40
旋转速度（r/min） 10～30
浆量计算：以单位时间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+β)
式中 Q—浆量（m3）； H—喷射长度（m）； q—单位时间喷浆量（m3/min）；
β—损失系数，通常0.1～0.2； v—提升速度（m/min）。
根据试桩参数计算所需的喷浆量，以确定水泥使用数量。
4 施工工艺
4.1该工程施工工艺流程如下：
图2：高压旋喷桩施工工艺流程图
图3三重管旋喷桩施工示意图
4.2 施工工艺
（1）场地平整
进场前，先行管线调查，清除场地范围内地面以下2 米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。
（2）桩位放样
施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋桩标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用木桩钉紧，其误差不大于 2cm。
（3）灰浆拌制和排污系统
灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、 灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。旋喷桩施工过程中将会产生10～20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土及时进行清理。
关键词：旋喷桩施工、加固机理、施工工艺、止水帷幕
中图分类号：U457文献标识码： A
Construction technology of Rotary Jet Grouting piles in Metro engineering
Wanghui
(China Railway 18th Bureau Group CO.LTD)
Abstract: The Jiefang road station of Changchun Metro Line 1 is the first underground excavation subway station of Changchun. Changchun City is located in the cold area of northeast, underground complex, Water table lighter , put forward higher requirements on the foundation reinforcement and seepage water . Churning Pile technology is more mature, but for the northeast alpine region underground engineering rotary spraying pile effect of soil and water seepage , few studied. This paper combined with the liberation of the road station project examples, for the churning pile subway construction in Changchun effect do a brief summary.
Key words: Churning pileReinforcement mechanismConstruction technology Waterproof curtain
0 前言
旋喷桩施工技术，在20世纪70年代中期以后，在世界范围内得到很快的传播。20世纪80年代后，该法在我国的铁路工程、水利工程、港口工程中均有应用。旋喷桩在提高土体抗剪强度和抗压强度；降低土体压缩性；改善透水性等方面效果显著，适用性也较强，经济上也较为合理。
1 工程概况
解放大路站位于人民大街与解放大路十字路口交汇处，为地铁1号线和2号线的换乘车站，1号线车站主体为岛式站台，主体长206.7m，采用一次扣拱暗挖逆作法施工，車站底板埋深为24.8～25.8m。2号线车站主体为侧式站台，主体长206.7m，采用6导洞PBA工法施工，底板埋深25.9～27.9m。
2号竖井及风道位于车站主体东北侧，竖井深29.88m，紧邻长春市露天游泳池，游泳池长72.5m，宽23m，深4-7m。
场区地层由第四系全新统人工填土层、第四系中更新统冲洪积粘性土和砂土、白垩纪泥岩组成。工程地质及水文情况见图1。
现场勘查过程中，发现三层地下水，第一层为表层孔隙潜水，第二层为浅层承压水，均属于第四系松散岩类孔隙水。第三层为岩石裂缝水，属碎屑岩类裂隙水。
综合地质实际情况，该工程设计采用高压三重管旋喷桩，旋喷桩ø600mm，有效长度
17.7m，咬合20cm，形成止水屏障起到阻水止水的作用，对露天游泳池靠近竖井一侧土体进行加固止水，防止游泳池内水倒灌，威胁竖井施工安全。
2 旋喷桩加固机理
旋喷桩主要是桩土共同作用组成复合桩体，起到固结土体、阻水隔水的作用。高压喷射灌浆技术是以高压泵为动力源，在30Mpa左右的高压力的作用下，通过钻机钻杆、喷嘴把配制好的浆液喷射到土体内，用高速射流（水、浆液或空气）直接冲击、切割、破坏原土体，受到破坏、扰动后的土石料与同时灌注的水泥浆或其它浆液充分的掺搅混合、充填挤压、移动包裹，至凝结硬化，从而构成坚固的凝结体，成为结构较密实、强度较高、有足够防渗性能的构筑物，以满足工程需要的一种技术措施。当旋喷桩相互咬接后，便以同心圆形式在竖井周边形成封闭的垂直旋喷帷幕体，起到了防流沙、抗滑移、防渗透的作用，保证了竖井施工的安全。
3 施工参数选择
该工程设计采双排柱列式布设，单排桩有效直径d=0.60m，桩间距s=0.40m，咬合宽度为0.20m，其中钻孔深度为21.7m，成 图1 地质剖面示意图
桩长度为17.7m，桩底落在第5层泥岩中，桩身28天无侧限抗压强度不小于1.5mpa，沿竖井北侧和东侧布设。
该工程的土质主要以粘土层和粗砂层为主，密实度有明显的差异。经三重管法对现场试桩，对成桩体开挖检查，依据检查结果，确定最佳旋喷桩施工参数如下：
（1）水泥浆液水灰比采用1：1，水泥掺量330kg∕米。
（2）旋喷压力控制在28-30mpa。
（3）旋喷提升速度，根据施工经验宜为20～40cm／min，现确定为25cm∕min。
（4）喷嘴直径选用2．8mm(两个)。
表1：旋喷桩施工主要技术参数参考表
项目 技术参数
压缩空气 气压（MPa） 0.6～０.8
气量（m3/min） 0.6～2.0
水 压力（MPa） ≥20
喷嘴直径mm 2～3.2
水泥浆 压力（MPa） ≥20
流量（L/min） 100～150
水灰比 1:1
提升速度（cm/min） 20～40
旋转速度（r/min） 10～30
浆量计算：以单位时间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+β)
式中 Q—浆量（m3）； H—喷射长度（m）； q—单位时间喷浆量（m3/min）；
β—损失系数，通常0.1～0.2； v—提升速度（m/min）。
根据试桩参数计算所需的喷浆量，以确定水泥使用数量。
4 施工工艺
4.1该工程施工工艺流程如下：
图2：高压旋喷桩施工工艺流程图
图3三重管旋喷桩施工示意图
4.2 施工工艺
（1）场地平整
进场前，先行管线调查，清除场地范围内地面以下2 米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。
（2）桩位放样
施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋桩标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用木桩钉紧，其误差不大于 2cm。
（3）灰浆拌制和排污系统
灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、 灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。旋喷桩施工过程中将会产生10～20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土及时进行清理。