三重管止水帷幕作业指导书3

三重管高压旋喷桩作业指导书

1.施工原理

三重管高压旋喷注浆工艺是运用高压清水泵获得巨大能量后，经管道从一定形状和孔径的喷嘴中射来，形成“集束流”喷射切割土体。为防止“集束流 ”在 土中或水中过早衰减，增加、延长射流的射程，增大切割范围，在“水射流”喷嘴的外围，设置环状喷嘴喷射空气，运用空气包裹高压清水，形成一种“环状”的“空气管道”，约束和带动高压“集水 流”在 “环状的空气管道 ”内运动，延长喷流的主要区域长度，避免了喷流过早散射和衰减，增大了对土体的破坏力量，使新的冲击点及时显露于载能介质的射程内，增大了对土体的破坏距离。钻机把带有3根互不相通的注浆管钻进至土层的预定位置后，通过钻杆下端的喷射 装置，先后将高压水、水泥浆和压缩空气向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏， 与此同时钻杆一边以一定的速度旋转，一边低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基 中形成直径比较均匀、具有一定强度的圆柱体 ，从而使土体强度得到加强并起到止水的作用。

主要技术指标

旋喷桩隔水帷幕使用三重管工艺施工，采用42.5#普通硅酸盐水泥，水灰比为1.0， 高压水压力大于35M pa，喷咀直径2．2mm (双喷咀)，气压0．6 ～0.7M pa，注浆压力大于2Mpa，喷射提升速度12 ～15cm/min，每米水泥用量不少于400Kg，具体由现场试验确定。

2.施工工艺流程

放样→钻机到位→钻机水平校正→成孔至设计孔深→高压喷射注浆→提升钻杆→喷射至设计标高成桩→钻机移位→废浆回灌。

2.1施工工艺参数

旋喷桩施工前应根据地质实际情况进行试桩，以确定预定的浆液配比、喷射压力、喷浆量等技术参数。根据实际地质情况进行试桩，并不少于3根。

旋喷桩施工技术 2.2施工准备：

2.2.1场地平整

1

先进行场地平整，挖好排水沟，做好钻机定位，同时合理布置施工机械、诉输送管路和电力线路位置；

2.2.2桩位放样

依据测量控制网和桩位布置图确定好桩位中心，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签保证桩孔中心位移偏差小于50mm；

2.2.3修建排污系统

旋喷桩施工过程中将会产生10%~20%的反浆量，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；

2.2.4修建灰浆拌制系统

设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆存储设备和灰浆输送设备组成。

2.3钻机就位

钻机就位后对桩基进行调平、对中，调整桩基垂直度，保证钻杆和桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差小于1/200；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运行正常；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。

2.4引孔钻进

钻机施工前首先在地面进行试喷，在钻孔机械试运转正常后开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。

2.5钻孔钻进

拔出岩芯管、插入注浆管引孔至设计深度后拔出岩芯管，并换上喷射注浆管插入预定深度。在插管过程中为防止泥沙堵塞喷嘴，要边射水边插管，水压不得超过1Mpa，以免压力过高将孔壁射穿，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防止泥土进入管内。 2.6旋喷提升

当喷射注浆管插入设计深度后接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。喷射时先达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。为保证桩底部的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10s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

2

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1.0米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。

2.7钻机移位

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

3.质量标准及检查措施 3.1旋喷桩施工技术标准

旋喷桩的施工技术按设计说明中的设计要求执行。 3.2施工检查内容 3.2.1施工前检查

施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查 ，主要有以下几方面： ①原材料(包括水泥、掺合料及速凝剂 、悬浮剂等外加剂 )的质 量合格证及复验报告 ，拌和用水的鉴定结果 ；②浆液配合比是否适合工程实际土质条件；③机械设备是否正常 ，在施工前应对高压旋喷设备 、地质钻机 、高压泥浆泵和水泵等作试机运行 ，同时确保钻杆特别是多重钻杆 、钻头及导流器畅通无阻；④检查喷射工艺是否适合地质条件，施工前也应在原桩位位置作工艺试喷，试喷桩孔数量不得少于3孔，必要时调整喷射工艺参数；

⑤施工前应对地下障碍情况统一排查，以保证钻进及喷射达到设计要求；⑥施工前检查桩位、压力表及流量表的精度和灵敏度。

3.2.2施工中检查

施工中重点检查内容：①钻杆的垂直度及钻头定位 ；②水泥浆液配合比及材料称量 ；③钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等；④ 喷射注浆时喷浆(喷水 、喷气 )的压力 、注浆速度及注浆量；⑤孔位处的冒浆状况；⑥喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度；⑦施工记录应在每提升1m 或土层变化交界处记 录一次压力流量数据。

3.2.3施工后检查

施工后主要对加固土体进行检查：

① 固结土体的整体性及均匀性 ；②固结土体的有效直径；③ 固结土体的

3

强度、平均直径和桩身中心位置；④ 固结土体的抗渗性。

4.注意事项

1.在旋喷桩施工区最外围的一排桩采用1, 5, 9…，间隔跳打的方法进行施工，围内部采用不跳桩按次序施工。

2.钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°。

3.喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。

4.喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌，并要预防其它钻孔排出的泥土或杂物进入。

5.为了加大固结体尺寸，或对深层硬上，为了避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可以采用复喷工艺：第一次喷射(初喷)时，不注水泥浆液，初喷完毕后，将注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行第一次喷射(复喷)。

6.在喷射注浆过程中，应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。喷射注浆时，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量，如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。

7.对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣。

8.在软弱地层旋喷时，固结体强度低。可以在旋喷后用砂浆泵注入M15砂浆来提高固结体的强度。

9.在湿陷性地层进行高压喷射注浆成孔时，如用清水或普通泥浆作冲洗液，会加剧沉降，此时宜用空气洗孔。

10.在砂层尤其是干砂层中旋喷时，喷头的外径不宜大于注浆管，否则易夹钻。

11.在开钻前根据管线图摸清管线位置及走向，遇有不明管线应及时向上级汇报。

4

5.常见问题的原因分析及处理方法

根据旋喷桩施工工艺特点及场区内工程地质情况，为保证旋喷桩施工质量，针对施工中可能出现的问题进行分析并提出预防措施及处理方法。 5.1固结体强度不均匀、缩颈 产生原因

⑴喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。 ⑵喷浆设备出现故障中断施工。

⑶拔管速度、旋转速度及注浆量适配不当，造成桩身直径大小不均匀，浆液有多有少。

⑷喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。 ⑸穿过较硬的粘性土，产生颈缩。 预防措施及处理方法

⑴根据设计要求和地质条件,选用不同的喷浆方法和机具。

⑵喷浆前,先进行压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行.配浆时必须用筛过滤。

⑶根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。

⑷对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法。

⑸控制浆液的水灰比及稠度。

⑹严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。 5.2压力上不去 产生原因

⑴安全阀和管路安接头处密封圈不严而有泄漏现象。 ⑵泵阀损坏，破裂漏油。

⑶安全阀的安全压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏。 ⑵塞油泵调压过低。 预防措施及处理方法

应停机检查，经检查后压力自然上升，并以清水进行调压试验，以达到所要求的

5

压力为止。 5.3压力骤然上升 产生原因 ⑴喷嘴堵塞。

⑵高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。 ⑶泵体或出浆管路有堵塞。 预防措施及处理方法

⑴应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提升，进行疏通。 ⑵其他情况堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。 5.4钻孔沉管困难偏斜、冒浆 产生原因

⑴遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标。 ⑵注浆量与实际需要量相差较多。

⑶地层中有较大空隙不冒浆或冒浆量过大则是因为有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆液所致。 预防措施及处理方法

⑴放桩位点时应钎探，遇有地下埋设物应清除或移动桩钻孔点。 ⑵喷射注浆前应先平整场地，钻杆应垂直倾斜度探制在0.3%以内。

⑶利用侧口式喷头，减小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际需要量相当，减少冒浆。

⑷控制水泥浆液配合比。

⑸针对冒浆的现象则采取在浆液中参加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续旋喷。 ⑹针对冒浆量过大的现象则采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度。 5.5固结体顶部下凹 产生原因

在水泥浆液与土搅拌混合后，由于浆液的析水特性，会产生一定的收缩作用，因而造成在固结体顶部出现凹穴。其深度随土质浆液的析水性、固结体的直径和长

6

度等因素的不同而异。 预防措施及处理方法

旋喷长度比设计长0.3～1.0米，或在旋喷桩施工完毕，将固结体顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液，或在旋喷注浆完成后，在固体的顶部0.5～1.0m范围内再钻进0.5～1.0m，在原位提杆再注浆复喷一次加强。

7