浙江建德新安江综合保护工程绪岭桥桥台围堰高压旋喷施工技术

徐开源

摘　要：新安江综保绪岭桥桥台基础位于河道与岸相接处，该处部分河床在原有老桥施工中已有块石抛填，拆除重建绪岭桥时也有部分废渣落入，对围堰高压旋喷施工工艺和施工存有一定难度，本文重点介绍了在特别环境下的围堰高压旋喷施工工艺，给类似工程提供借鉴。

关键词：总平面布置 施工流程  施工工艺

1 工程概述

由于绪岭桥承台底高程为约16.3ｍ，低于常水位（23.4m）。为此桥台施工基坑深度将超过5m，开挖前应做好基坑止水措施，基坑运行使用期约3个月，基坑止水采用高压旋喷桩止水。

2 总体部署及主要施工方法

2.1场地布置

绪岭桥位于建德市杨村桥镇绪塘村与十里埠村之间的绪塘湾上。场地南侧为富春江河道，北侧为绪塘湾。场地西侧为山体，临河为在建绪岭线，连接G320国道。左侧布置制浆系统以及水泥罐等设备。高压旋喷施工系统布置详见：附图1总平面布置图

2.2交通条件

本工程所处围区内路网系统发达，对外交通便利。桥台与在建的滨江景观路相接，可直达杨梅快速路，各种材料及设备可直达施工现场。绪岭桥场内交通主要依靠桥台围堰及下游填筑的塘渣便道。

2.3施工用水、用电

施工现场布置有500KW变压器，周边有供水管线，满足高压旋喷施工及营地的生产生活用水及用电需要，所有生产及生活用水为淡水，水质满足相关规范要求。

2.4设施

2.4.1制浆系统

在施工现场左岸布置zj-400制浆系统一套，HS-4.5空压机一套。

2.5.2排水设施

基坑内采用排水沟+集水井进行排水。沿基坑周围设置400×400的砖砌排水沟，沟底设置0.5%排水坡度。排水沟每隔20m设置一集水坑。坑内安装水泵将积水及时排除。排水沟或集水井应离基坑底边线4m以上，距桥台边线不小于0.5m。由于防渗结构深入不透水层，预计基坑内排水量较小，拟采用8台WQ50-15水泵进行排水，另进场2台300S32A离心泵备用。

2.5.3后勤保障

在规划的建设区域中原项目部已建成仓库、设备维修站及办公区域，绪岭桥施工高压旋喷施工共用已有设施。

2.5.4 监控系统

监控系统主要分为封闭设施内监控和外部场地监控。封闭设施内监控的对象主要是破碎和筛分系统，其终端显示设备布置在控制室，以便监视整个工艺生产线的运转是否正常并及时采取应对措施；外部场地监控主要考虑出入口、磅房、卸料平台及其它需要布置探头的重点部位，其终端显示设备布置在生活区的管理房。

2.6主要施工方法

根据现有河床抛有块石的特别地质情况，桥台基坑采用三重管高压旋喷帷幕桩作为防渗结构，成桩直径不小于800mm，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.8，由于高压旋喷桩施工深度过深，为防止桩底之间不能顺利互相咬合，在高压旋喷桩施工前采用DDP-100型地质钻机进行引孔施工，以保证三重管高压旋喷桩在施工时的垂直度，以便高压旋喷桩在成桩时能按设计图纸顺利地咬合。基坑开挖过程中如发现较大渗漏通道应在漏水处补打一排高喷桩，长度根据实际情况确定。

由于高喷设备功率较大，本工程采用柴油发电机供电。供电系统应符合安全规定，实行“三级配电、二级保护”“一机一闸一漏保”等规定。

2.6.1高压旋喷桩施工流程

2.6.2高压旋喷桩机械技术参数

本工程采用SHL-35C型高压旋喷钻机，主要技术参数及尺寸如下

（1）孔径(mm)    三重: 800-1600

（2）孔深(m):50

（3）钻孔角度(°):0-90

（4）输出扭矩(N.m):5800

（5）输出转速(r/min):0-40 (无级可调)10,12,22,40,80,140

（6）动力头提升力(kN):60

（7）动力头加压力(kN):40

（8）动力头正常钻进提升速度(m/min):1.6-2.6 (有级)

（9）动力头旋喷工艺时提升速度(m/min):0-500

（10）动力头加压速度(m/min):3.2-5.2

（11）动力头行程(mm):3300

（12）电机功率(kW):30+7.5+1.5

（13）外形(长×宽×高mm)：

施工状态:5250×3200×19200

运输状态:6410×2250×2950

（14）重量(kg):8500

SHL-35C型高压旋喷钻机图

2.6.3本工程施工主要技术参数如下

（1）采用三重高压旋喷桩进行施工，桩径800mm

（2）水压25MPa

（3）气压0.6～0.8MPa

（4）浆压3MPa

（5）浆液流量100L/min

（5）转速 10转/min

（6）提升速度 10-15cm/min

2.6.4高压旋喷桩施工工艺

（1）钻机就位

钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆与桩位一致，偏差应在2cm以内，钻孔垂直度误差小于1%，采用钢尺丈量和吊锤球的方法检测；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。

（2）引孔钻进

钻孔可采用DDP—100型地质钻机进行引孔施工，将护壁钢套管直接打入至地层内成孔。终孔后先在套管内下设特制的PVC管，待PVC管下设好拔除套管后即完成钻孔工作。钻孔施工分两序施工，Ⅱ序孔的施工时间与Ⅰ序孔高喷灌浆间隔不小于24h，钻孔深度至设计深度，孔斜率控制在1%以内。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。

（3）注浆工艺

高喷台车就位并对准孔口后，为了直观检查高压系统的完好性及是否能够满足使用要求，应首先在地面进行试喷，同时，通过调整液压转盘的速度，使高压喷射流对准设计喷射方向。喷管在钻进时为防止泥砂堵塞喷嘴，要边喷浆边钻进。

三重管法施工时，通过旋喷管压入高压水泥浆，喷射流为纯水泥浆液，按照成桩直径及施工经验泵压为25-30MPa，水泥浆从喷嘴中喷出，直接冲击切削土体，达到水泥浆置换土体颗粒，直至满足设计要求。施工时首先将旋喷管引至设计标高，再喷射高压水泥浆，即先把浆液管下到预定止水帷幕范围最深点，然后自下而上进行高压喷射注浆切割土体，提升速度控制在10-15cm/min，将开孔和灌注桩体同时进行，一次成桩。

（4）旋喷提升

当钻进到设计深度后，开始送入符合要求的浆、气，待注入的浆液冒出孔口时，按设计的提升方式即速度开始由下向上旋喷，同时将多余的浆液清理排出。喷射时泵压为25-30MPa，水泥浆从喷嘴中喷出，直接冲击切削土体，达到水泥浆置换土体颗粒，提升速度控制在10-15cm/min。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，调整旋喷参数。高喷结束后，应充分利用孔口回浆或水泥浆液对已完成孔进行及时回灌，直至浆液面不下降为止。

喷射过程中要做好记录，如实记录高喷灌浆各项参数、浆液材料用量、异常情况及处理等。严格按下列要求控制施工质量：

A、提升速度误差不超过±5mm/min；

B、旋转速度误差不超过±0.5r/min；

C、摆动角度误差不超过±3°。

D、喷射过程中孔内漏浆，停止提升，直到不漏浆为止，继续提升，如喷射过程中孔内严重漏浆或发现严重漏水通道，使用事先准备好的水玻璃、细砂，根据漏浆多少和漏浆时间，配方加入。

E、高喷灌浆保持全孔连续一次作业。喷射过程中因中途拆卸喷射管等原因发停喷，恢复喷射时要从停喷深度一下0.2m开喷提升。

供浆正常的情况下，孔口回浆密度变小、且不能满足设计要求时，应加大进浆密度。

（5）钻机移位

旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位。

2.6.5水泥浆液制备

本工程制浆采用普通42.5硅酸盐水泥，水泥应为新鲜无结块，通过0.08mm方孔筛的筛余量为≤5%，每批次进场水泥必须有生产厂家产品合格证，并根据有关规定进行抽查检验,水泥掺入比为40％，坑内加固坑底以上空搅部分水泥掺入比为20％。

水泥浆在制浆系统中集中搅拌，制浆选用ZJ-400型高速搅拌机，拌制浆液连续均匀，搅拌时间不小于30S。储浆筒内的已制成待用的浆液采用低速搅拌机搅拌，以防止沉淀；水泥浆自制备到用完的时间不得超过4小时。制成但已经超过保存时间的浆液予以废弃。水泥浆液输送前应进行严格的过滤，防止喷嘴在喷射的过程中堵塞高喷管。

2.6.6原小桥桥台处防渗处理

基坑的防渗结构应深入两岸不透水体。原小桥桥台处应挖除抛石，初拟采用挖掘机进行挖除，必要时可采用镐头机配挖掘机进行拆除。然后回填质量较好塘渣，进行高喷防渗墙施工。两岸深度较浅时，可采用黏土换填的方式进行防渗处理。

2.6.7漏水处理

本工程主要依靠高压旋喷桩之间相互咬合进行防渗。如果高压旋喷桩垂直度偏差较大或直径缩小，基坑就会出现渗漏。根据以往的施工经验，可采取如下措施进行预防和处理：

（1）施工过程中应采用铅锤双向控制旋喷桩的垂直度，发现倾斜应立即纠正或重新施工。通过压力及水泥浆用量来控制和校核高压旋喷桩的直径，保证桩与桩的咬合宽度。

（2）施工中出现小渗漏，应仔细查找渗漏位置，利用快速堵漏剂进行注浆封堵。渗漏严重时，应对渗漏通道处的高压旋喷帷幕进行补强，即在渗漏位置补打一排高压旋喷桩。

2.6.8检查验收

施工过程中应加强质量控制，做好检查验收工作。水泥进场后应首先进行复测，确保质量合格。高压旋喷桩施工时应严格控制各项质量指标，落实“三检制”，由项目部质检员、监理工程师经常抽查。

本工程高压旋喷桩主要起到截水的作用，因此应确保高压旋喷桩的施工质量(28d无侧限抗压强度>1.5MPa)。基坑开挖前应对高压旋喷桩的成桩质量进行检验。检验内容为硬芯取样等，检验数量不小于总桩数的1%(不少于6根)，具体取样位置由有关各方根据实际施工情况共同商定。

在基坑开挖前进行抽水试验检测，抽水试验点不少于3点。

3 主要设备选型

选用原则：在满足工期和保证产品质量的基础上，尽量选用技术性能比较成

熟的设备。具体详见：主要施工机械设备表

主要施工机械设备表

序号	名  称	型号与规格	台套数	备 注
1	反铲挖掘机	PC220	4
2	高压旋喷机	SHL-35C	1
3	高压泵	XPB-90C	1
4	高压泵	SGB6-10	1
5	自卸车	20t	20
6	装载机	ZL-50	2
7	潜水泵	WQ50-15Q	10	50m3/h
8	离心泵	300S32A	2	720m3/h
9	钻机	DDP-100	5	液压
10	振动碾	18t	1
11	空压机	9m3	2
12	自发电机	500kW	1	备用

4 安全文明施工措施

4.1环境保护目标

施工期间产生的生产废水、粉尘、噪声等的排放符合国家的相关标准，确保工程整个区域内及周边环境不被污染和破坏，保证施工人员和附近群众的安全健康。

4.2生活废水处理

生活营地排水系统实行雨污分流，雨水沉淀后作为碎石加工系统生产用水，生活污水集中连接至龙湾开发区污水管网。

4.3粉尘处理

高压旋喷在施工期间产生粉尘，包括进料、筛分、制浆等全过程。为加强施工区域环境保护，减少粉尘对人员造成不良影响，在制浆系统部位安装喷淋设施和封闭措施，对成品料仓采用型钢加彩钢瓦封闭；过程均采用湿法加工工艺，生活区和施工道路配备专用洒水车保持道路路面清洁和湿润做到控制扬尘。成品料运输采用篷布覆盖。

4.4噪声防护

施工中加强各种机械设备的维修和保养，做好机械设备使用前的检修，保严格控制噪声源的声级，尽量选用低噪音设备和工艺。持机械润滑，使设备性能处于良好状态，运行时可减少噪声。加强交通噪声的管理和控制，进入施工营地和其他非施工作业区的车辆，不使用高音喇叭和气喇叭，尽量减少鸣笛次数。施工人员应佩带耳塞或者耳罩、耳棉，以减少噪声对听力的损害。

5 结束语

新安江综保工程绪岭桥整体工期紧张，高压旋喷防渗体2018年4月30日开工，6月10日完成。最终结果完全满足施工要求，整体围堰止水效果良好，为桥台创造了良好的施工环境，为工程进度提供了有力的保障。