盾构始发与到达端头地层加固
作 业 指 导 书
1. 适用范围
本作业指导书适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土的盾构始发、到达端地层旋喷加固施工。
2. 编制依据
（1）《地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002） （2）《地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
（3）《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002） （4）中国建筑工程出版社出版的《岩土工程治理手册》 （5）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999） (6)《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
(7) 中国建筑工业出版社出版的《地基处理手册》
3. 技术要求 3.1技术质量标准
3.1.1 施工技术要点
①施工前先做1～2根试验桩，以确定旋喷桩有关的施工参数。
②旋喷桩机就位后，须校正钻机主要立轴二个不同方向的垂直度。垂直度误差不得超过1%。
③施工中定时测定浆液密度（比重）注浆压力、流量、提升速度等，钻孔深度要准确。水泥浆液的水灰比取0.6～0.8，灌入水泥浆液的比重取1.5～1.6。浆液宜在旋喷前一小时内搅拌，搅拌后不得超过4小时，当超过时，应经专门试验证明其性能符合要求后方可使用。水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥，根据需要加入适量的速凝速凝剂。
④注浆管进入预定深度后，应先进行试喷。应在桩底部边旋转边喷射1min
后，再进行边旋转、边提升、边喷射，由下而上喷射注浆。喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm 。施工顺序为先喷浆后旋转和提升。
⑤旋喷作业前检查高压设备和管路系统，其压力和流量须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封圈必须良好。喷射孔与高压注浆泵的距离最好小于50m, 以保证高压泵的压力。在喷浆过程中管线不得串漏，如有串漏要立即停机处理后再施工，并在管线串漏深度进行复喷。
⑥成桩过程中钻杆的旋转和提升必须连续不中断，当拆卸钻杆后继续旋喷时，须保证至少10cm 的搭接长度。发生故障时立即停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时对停浆点下部进行复喷。
⑦旋喷过程中，钻孔中的冒浆量应控制在10%～25%之间。冒浆量大于注浆量25%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。
⑧土体密度较大，一次喷浆达不到设计桩径时，可进行第二次复喷。高压喷射注浆过程中若发现地下有块石等障碍物时，可采用放慢或停止提升、定位注喷等方法。
⑨详细记录各项施工情况和参数如：钻孔深度、旋喷深度、浆液密度、压力、排量、提升速度、返浆情况等。每孔浆结束后，要及时回填灌浆至地面，如浆液面下降要及时补浆。 3.1.2 成桩质量检验
限于目前我国技术条件喷射质量的检查有开挖检查、室内试验、钻孔检查、荷载试验及其他非破坏性试验等
⑪检验的时间、内容
对旋喷桩施工质量的检验，在高压喷射注浆结束后4周，检查内容主要为：桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体均匀性等。
⑫质量检验的数量、部位
检验点的数量为施工注浆孔数的2%～5%，对不足20孔的工程，至少应检验2个点，不合格者应进行补喷。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。
⑬检验方法
①钻孔取芯的试验方法:在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准
试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度、强度，及其抗渗能力。
②开挖检查：旋喷完毕，待凝固具有一定强度后，即可开挖。这种检查方法，因开挖工作量大，一般限于浅层。由于固结体完全暴露出来，因此能比较全面地检查喷射固结体质量，也是检查固结体垂直度和固结体形状的良好方法，这是当前较好的一种检查质量方法。
图3.1-1 开挖检查
⑭旋喷桩成桩质量要求
见表2.1-2《旋喷桩成桩质量要求表》。
旋喷桩成桩质量要求表 表3.1-2
4. 质量通病预防措施
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。
4.1固结体强度不均匀、缩颈
4.1.1产生原因
①喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。 ②喷浆设备出现故障中断施工。
③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。
④喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。 ⑤穿过较硬的粘性土，产生颈缩。 4.1.2预防措施及处理方法
①根据设计要求和地质条件，选用不同的喷浆方法和机具。
②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。
③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。
④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。
⑤控制浆液的水灰比及稠度。
⑥严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。
4.2压力上不去
4.2.1产生原因
①安全阀和管路安接头处密封圈不严而有泄漏现象。 ②泵阀门埙坏，油管破裂漏油。
③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。 ④塞油泵调压过低。
4.2.2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，以达到所要求的压力为止。
4.3压力骤然上升
4.3.1产生原因
①喷嘴堵塞。
②高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。 ③泵体或出浆管路有堵塞。 4.3.2预防措施及处理方法
①应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提起，用铜疏通。 ②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。
4.4钻孔沉管偏斜、冒浆
4.4.1产生原因
①遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标。 ②注浆量与实际需要量相差较多。
③地层中有较大孔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。 4.4.2预防措施及处理方法
①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。 ②喷射注浆前应先平整场地，钻杆应垂直倾斜度控制在0.3%以内。 ③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。
④控制水泥浆液配合比。
⑤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。
⑥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。
4.5固结体顶部下凹
4.5.1产生原因
在水泥浆液与土搅拌混合后，由于浆液的析水特征，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、固结体的直径和长度等因素的不同而异。 4.5.2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0.5~1.0米范围内再钻进0.5~1.0米，在原位提杆再注浆复喷一次加强。
5. 施工主要机械设备及人员配备
高压喷射注浆施工机器及设备，由高压发生装置，钻机注浆、特种钻杆和高压管路四部分组成。因喷射种类不同，所使用的机器设备和数量均不同，下表为不同喷射法所用主要机器及设备一览表。主要包括钻机、高压泵、泥浆泵、空气压缩机、注浆管、喷嘴、流量计、输浆管、制浆机等。进行喷注浆施工机具的组配是比较简单的，上述机具中，有一些是一般施工单位中常备的机械，只要适当选购和作局修改即可配套，进行旋喷注浆施工。
两种高压喷射注浆法主要机器及设备一览表 表5-1
施工人员配备表 表 5-2
6. 施工工艺 6.1. 总体施工方案
根据盾构机进出洞对端头地层强度与稳定性的要求和地质结构的特点，借鉴以往施工，采用高压旋喷桩施工工法对端头土体进行旋喷注浆加固，加固范围为隧道底部3米至隧道顶部3米，沿隧道起始或者终点里程沿出洞或者进洞方向9.5米，加固宽度为隧道中线左右各6米。由于旋喷注浆施工操作简便，加固效果不易受个人水平差异的影响且施工原材料价格低廉。通过旋喷注浆后的地层极易达到设计要求，固对于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土推荐采用高压旋喷加固处理。
6.2施工工艺流程图
6.3. 施工步骤及要求
6.3.1场地准备
（1）探明施工区域内的底线管线与施工区域的关系，联系产权单位对其进行改移，不能改移的需对其进行保护标识，防止在施工过程中遭受破坏。
（2）清除施工区域的障碍物, 平整场地并粗略夯实。
（3）搅拌站的布设：应选择在加固区以外、地势较高、方便水泥堆码的硬化区域。 6.3.2放设桩位
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的坐标放出旋喷桩的控制桩，然后使用钢卷尺和施工线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小木桩签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。
图6.3-1 桩位控制示意图
图6.3-2 钻机移位控制示意图
如图所示：C 为控制桩；N 为施工控制线；L 为钻杆至施工控制线的垂直距离；A 为基准控制线（由施工控制线上系一小段可左右移动的小绳制成）；B 为下一桩位控制点。在施工放样时我们先放设每一排的首位两个桩的中心，并在其延长线上用钢尺量取控制桩，在喷射施工时由于钻机机身限制，我们的控制线无法控制所需要施工的桩位，所以我们对控制桩根据需要往喷射机正对方向量取距离L, 由于控制桩至第一个桩位的中心控制点的距离已知、钻杆至施工控制线的垂直距离L 已知，我们在两个控制桩C 之间扯一根施工线, 在施工线上系一条可以移动的基准控制线A ，根据已知的几何关系我们可以既准确又快速的控制钻机
的走位，施工第一个桩位时我们就把控制线A 移至该处，施工下一个桩位B 时我们量取两个桩位之间的距离然后以A 为基准把基准控制线移至量取B 的位置。 6.3.3开钻前的准备工作
图6.3-3 垂直度控制
(1)钻机自行至桩位附近，由专人指挥精确对位，钻孔孔位与设计孔位偏差不得大于50mm 。
(2)精确对位后用水平尺校准桩机，使桩机水平，主塔架和钻杆应与地面垂直，倾斜率不大于1.5%。
(3)量取每节钻杆的长度，并用红漆在钻杆上标明钻杆到达设计深度时的部位，以方便引孔深度的确定。 6.3.4引孔钻进
（1）引孔开始前，钻子先在地面空转试机，确认设备正常后开始下钻。 （2）实际孔位、孔深和每根钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况现场值班人员必须做好详细记录。
（3）在深部有砂砾土、硬黏土时则需要采用功率大一些的地质钻。 6.3.5拔出岩芯管、插入注浆管
（1）地质钻引孔至设计深度后，拔出岩芯管。
（2）换上喷射注浆管插入预定深度, 在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边插管.
(3)水压不得超过1MPa ，以免压力过高，将孔壁射穿 (4)高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。
（5）使用70型或76型震动钻机钻孔时，插管和钻孔两道工序合二为一，钻孔完毕即插管作业完成 6.3.6旋喷作业
(1)当喷射注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时即可喷射注浆。 (2)喷注开始时先送高压水清管，再送浆液和压缩空气。
(3)当底部旋喷达到喷射压力及喷射量且无其他异常情况后再边旋转喷射边提升浆管，提升速速可取10～20cm/min 。
(4)在喷射时由于各种原因造成喷射作业终止半小时以上的必须拔出钻杆并用清水清洗管路，防止防止抱管。
(5)钻杆的旋转和喷射必须连续不断；
(6)当注浆管不能一次提升完成而需分次拆卸时，拆卸速度要快，卸管后继续喷射的搭接长度不得少于100mm 。
（7）水泥浆液应在喷射前1个小时内搅拌。
（8）施工过程中出现压力骤然下降、上升或者冒浆异常时，应查明原因并及时采取措施。 6.3.7旋喷结束
（1）喷射施工完毕，迅速拔出注浆管，并用清水把注浆管等机具设备清洗干净。
（2）管内机内不得残存水泥浆；通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把注浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排出。
（3）待旋喷桩机注浆管全部要提出地面后，先关闭电机，然后将桩机移至新的桩位。
（4）喷射结束后的空桩部分需用原浆液回灌，以免因地层损失造成地表下沉。
7．施工工期 7.1工期编排示例
以郑州地铁二号线01工区广播台站南端头、国基路站右线北端头旋喷注浆加固为例。广播台站南端头旋喷总桩数1000根，三重管高压旋喷机2台，历时69天，国基路站北端头旋喷总桩数480根，三重管高压旋喷机1台，历时71天。
图7.1-1
广播台站南端头旋喷加固施工单代号网络图
图7.1-2 国基路站北端头旋喷加固施工单代号网络图
8. 质量、安全、环境保护措施 8.1质量保证措施
为保证旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，拟采取如下质量保证措施达到施工质量目标.
1）放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。
2）喷射施工时隔两孔施工，防止相邻喷射孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48小时。
3）采用P.O42.5普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出示合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定，水泥进场后，应垫高水泥，覆防雨彩条布，防止水泥受潮结块。
4）浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以现场试桩情况为准。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，严格控制水泥用量。运灰小车及搅拌桶均做明显标记，以确保浆液配比的正确性，灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。
5）施工前进行成桩试验，由设计、业主、监理、施工单位共同确定旋喷桩施工参数，保证成桩直径不小于设计桩径。
6）严格控制喷浆提升速度，其提升速度应小于0.14m/min。喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出现压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.4米重复喷射接桩，防止出现断桩。
7）喷射孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。
8）因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。
9）引孔钻孔施工时应及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。为保证顺利安放注浆管，引孔直径采用ф150mm 成孔，岩芯管长不小于2.0米。穿过砂层时，采用浓泥浆护壁成孔，必要时可下套管护
壁，以防垮孔。
10）实行技术人员随班作业制，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量，风量，压力，旋转提升速度等参数是否满足设计要求，及时发现和处理施工中的质量隐患。当实际孔位孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时，应详细记录，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。
11）根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保桩的施工质量。调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告，经同意后调整。
12）配备一台备用发电机组。旋喷桩施工，进入旋喷作业则应连续施工。若施工过程中停电时间过长，则启用备用发电机，保证施工正常进行。
13）施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。
8.2安全保证措施
8.2.1施工现场
①加强对安全生产的管理，对职工进行安全生产教育，工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患。
②制定各工种安全生产规章制度，严格施工程序，加强对桩机操作员的管理，施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业。
③严禁违规操作，不得违章指挥。
④定期或不定期组织安全大检查，及时发现、整改安全隐患，对违章作业人员进行一定的处罚。
⑤施工材料堆放有序，不侵入运输通道施工界限。 ⑥施工机械的转动部分有安全罩。
⑦所有吊装装置必须有安全检验证书，并定期维修管理。 ⑧机械定期维修，确保作业安全。 ⑨调制水泥浆时，应戴好防尘口罩。
⑩做好管线的调查保护工作，联系相关部门，做好应急准备。 8.2.2机械操作安全技术要点 1）高压泥浆泵
①泵体内不得留有残渣和铁屑，各类密封圈套必须完整良好，无泄漏现象。 ②安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在规定达到最高压力时，能断销卸压，决不可安装未经试压检验的或自制的安全销。
③指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用。
④高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作，一旦某部发生故障，应及时停泵停机，及时排除故障。
2）钻机
①司钻人员应具有熟练的操作技能并了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用。
②钻孔的位置需经现场技术负责人确认，确认无误后方可开钻。 ③人与喷嘴距离应不小于600mm ，防止喷出的浆液伤人。 3）管路
①高压胶管：在使用时不得超过容许压力范围。 ②胶管：弯曲使用时不应小于规定的最小弯曲半径。 4）清洗及检修
①喷射注浆施工结束后，应立即将钻杆、泵及胶管等用清水清洗干净，防止浆液凝结后堵塞管道，造成再次喷射时管道内压力骤增而发生意外。
②施工中途发生故障，必须卸压后放可拆除连接接口，不得高压下拆除连接接口。
8.2.3施工用电安全保证技术要点
①严格执行《施工现场安全生产保证体系》、《施工现场临时用电安全技术规程》相关规定。
②电缆接头不许埋设和架空，必须接入线盒，并固定在开关箱上，接线盒内应能防水、防尘、放机械损伤，并远离易燃、易爆、易腐蚀场所。
③所使用的配电箱必须符合JGJ46-88规范要求的电箱，配电箱电气装置必须做到一机一闸一漏电保护。
④开关箱的电源线长度不得大于30m ，并与其控制固定式用电设备的水平距离不超过3m 。
⑤所有的配电箱、开关箱必须编号，箱内电气完好匹配。
⑥所有电机、电器、照明器具，手持电动工具的电源线应装置二级漏电保护器。
⑦施工现场的电器设备设施必须有有效的安全管理制度，现场电线电气设备设施必须有专业电工经常检查整理，发现问题及时解决。
8.3环境保证措施
在城建施工过程中，环境问题日益受到全社会的普遍关注。为了适应当今社会的潮流，实现社会经济的可持续化健康发展，在施工的全过程中，系统地采用和实施一系列环境保护管理手段，以期得到最优化的结果。根据客观存在的污水、噪声、废气和固体废物等环境因素，实施全过程污染预防控制，尽可能地减少或防止不利的环境影响。 8.3.1施工废水的处理
①所有施工、生活废水在排放前必须取得相关部门的批准、同意。 ②施工中产生的废弃泥浆必须经过沉淀池沉淀处理后，方可排入市政污水管，严禁直接排入市政污水管。废浆沉渣必须用密封的槽车外运，送到指定地点处置。
③各类土方、建筑材料运输车辆在离开施工现场时，为保持车容应清洗车辆轮胎及车厢，清洗废水应接入施工现场的临时排水系统。 8.3.2施工粉尘的控制
①在水泥搅拌过程中，水泥添加作业应规范，搅拌设施应保持密闭，防止添加、搅拌过程中大量水泥扬尘外逸。
②运输车辆进出的主干道应定期洒水清扫，保持车辆出入口路面清洁，以减少由于车辆行驶引起的地面扬尘污染。
③由于施工产生的扬尘可能影响周围居民正常生活及道路交通安全的，应设置防护网，以减少扬尘及施工渣土影响。
④装有建筑材料、渣土等易扬撒物资的车辆，车厢应用覆盖密闭起来，以避免运输过程中的扬撒、飘逸，污染运输沿线的环境。
⑤施工场地及时洒水防止扬尘，遇大风天气，场地内渣土应该覆盖。 8.3.3施工噪声的控制
①施工期间严格执行各城市对建筑施工噪声污染控制管理的相关规定。
②由于特殊原因须在夜间从事超标准的、危害居民健康的建设施工作业活动，必须事先向作业所在地的环境保护主管部门办理审批手续，并向周围居民进行公告。
③根据施工项目现场环境的实际情况，合理布置机械设备及运输车辆进出口，搅拌机等高噪音设备及车辆进出口应安置在离居民区域相对较远的方位。
④合理安排施工机械作业，高噪音作业活动尽可能安排在不影响周围居民及社会正常生活的时段下进行。
⑤对于高噪音设备附近加设可移动的简易隔声屏，尽可能减少设备噪声对周围环境的影响。
⑥如发现有超标现象，应采取对应措施，减缓可能对周围环境敏感点造成的环境影响。
9消防、保卫保证措施 9.1消防措施
1) 治安消防工作必须坚持“预防为主、以消为辅”的指导思想，保证本工程建设中的安全。
2) 施工现场成立消防领导小组及义务消防队，负责日常消防工作。 3) 对现场的施工人员进行安全防火知识教育，并宣传防火知识，签订防火协议，从思想上使每个施工人员重视安全防火工作，增强安全防火意识。
4) 施工现场应配备充足的灭火器，消防物品周围不得堆放其它材料，以保持消防道路畅通。在附近要写上119火警电话醒目标志。
5) 专职安全员要每天巡视现场情况，做好消防记录，经常检查消防器材，以保证其使用时的灵敏有效。
6) 施工中的电气设施的安装、维修，均由正式电工负责。严禁私自拉照明线，避免电气引起火灾事故。
7) 严格控制施工区及附近生活区的吸烟等易引起火灾的行为，在安全地带设置吸烟室。
盾构始发与到达端头地层加固
作 业 指 导 书
1. 适用范围
本作业指导书适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土的盾构始发、到达端地层旋喷加固施工。
2. 编制依据
（1）《地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002） （2）《地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
（3）《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002） （4）中国建筑工程出版社出版的《岩土工程治理手册》 （5）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999） (6)《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
(7) 中国建筑工业出版社出版的《地基处理手册》
3. 技术要求 3.1技术质量标准
3.1.1 施工技术要点
①施工前先做1～2根试验桩，以确定旋喷桩有关的施工参数。
②旋喷桩机就位后，须校正钻机主要立轴二个不同方向的垂直度。垂直度误差不得超过1%。
③施工中定时测定浆液密度（比重）注浆压力、流量、提升速度等，钻孔深度要准确。水泥浆液的水灰比取0.6～0.8，灌入水泥浆液的比重取1.5～1.6。浆液宜在旋喷前一小时内搅拌，搅拌后不得超过4小时，当超过时，应经专门试验证明其性能符合要求后方可使用。水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥，根据需要加入适量的速凝速凝剂。
④注浆管进入预定深度后，应先进行试喷。应在桩底部边旋转边喷射1min
后，再进行边旋转、边提升、边喷射，由下而上喷射注浆。喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm 。施工顺序为先喷浆后旋转和提升。
⑤旋喷作业前检查高压设备和管路系统，其压力和流量须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封圈必须良好。喷射孔与高压注浆泵的距离最好小于50m, 以保证高压泵的压力。在喷浆过程中管线不得串漏，如有串漏要立即停机处理后再施工，并在管线串漏深度进行复喷。
⑥成桩过程中钻杆的旋转和提升必须连续不中断，当拆卸钻杆后继续旋喷时，须保证至少10cm 的搭接长度。发生故障时立即停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时对停浆点下部进行复喷。
⑦旋喷过程中，钻孔中的冒浆量应控制在10%～25%之间。冒浆量大于注浆量25%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。
⑧土体密度较大，一次喷浆达不到设计桩径时，可进行第二次复喷。高压喷射注浆过程中若发现地下有块石等障碍物时，可采用放慢或停止提升、定位注喷等方法。
⑨详细记录各项施工情况和参数如：钻孔深度、旋喷深度、浆液密度、压力、排量、提升速度、返浆情况等。每孔浆结束后，要及时回填灌浆至地面，如浆液面下降要及时补浆。 3.1.2 成桩质量检验
限于目前我国技术条件喷射质量的检查有开挖检查、室内试验、钻孔检查、荷载试验及其他非破坏性试验等
⑪检验的时间、内容
对旋喷桩施工质量的检验，在高压喷射注浆结束后4周，检查内容主要为：桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体均匀性等。
⑫质量检验的数量、部位
检验点的数量为施工注浆孔数的2%～5%，对不足20孔的工程，至少应检验2个点，不合格者应进行补喷。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。
⑬检验方法
①钻孔取芯的试验方法:在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准
试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度、强度，及其抗渗能力。
②开挖检查：旋喷完毕，待凝固具有一定强度后，即可开挖。这种检查方法，因开挖工作量大，一般限于浅层。由于固结体完全暴露出来，因此能比较全面地检查喷射固结体质量，也是检查固结体垂直度和固结体形状的良好方法，这是当前较好的一种检查质量方法。
图3.1-1 开挖检查
⑭旋喷桩成桩质量要求
见表2.1-2《旋喷桩成桩质量要求表》。
旋喷桩成桩质量要求表 表3.1-2
4. 质量通病预防措施
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。
4.1固结体强度不均匀、缩颈
4.1.1产生原因
①喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。 ②喷浆设备出现故障中断施工。
③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。
④喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。 ⑤穿过较硬的粘性土，产生颈缩。 4.1.2预防措施及处理方法
①根据设计要求和地质条件，选用不同的喷浆方法和机具。
②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。
③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。
④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。
⑤控制浆液的水灰比及稠度。
⑥严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。
4.2压力上不去
4.2.1产生原因
①安全阀和管路安接头处密封圈不严而有泄漏现象。 ②泵阀门埙坏，油管破裂漏油。
③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。 ④塞油泵调压过低。
4.2.2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，以达到所要求的压力为止。
4.3压力骤然上升
4.3.1产生原因
①喷嘴堵塞。
②高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。 ③泵体或出浆管路有堵塞。 4.3.2预防措施及处理方法
①应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提起，用铜疏通。 ②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。
4.4钻孔沉管偏斜、冒浆
4.4.1产生原因
①遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标。 ②注浆量与实际需要量相差较多。
③地层中有较大孔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。 4.4.2预防措施及处理方法
①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。 ②喷射注浆前应先平整场地，钻杆应垂直倾斜度控制在0.3%以内。 ③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。
④控制水泥浆液配合比。
⑤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。
⑥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。
4.5固结体顶部下凹
4.5.1产生原因
在水泥浆液与土搅拌混合后，由于浆液的析水特征，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、固结体的直径和长度等因素的不同而异。 4.5.2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0.5~1.0米范围内再钻进0.5~1.0米，在原位提杆再注浆复喷一次加强。
5. 施工主要机械设备及人员配备
高压喷射注浆施工机器及设备，由高压发生装置，钻机注浆、特种钻杆和高压管路四部分组成。因喷射种类不同，所使用的机器设备和数量均不同，下表为不同喷射法所用主要机器及设备一览表。主要包括钻机、高压泵、泥浆泵、空气压缩机、注浆管、喷嘴、流量计、输浆管、制浆机等。进行喷注浆施工机具的组配是比较简单的，上述机具中，有一些是一般施工单位中常备的机械，只要适当选购和作局修改即可配套，进行旋喷注浆施工。
两种高压喷射注浆法主要机器及设备一览表 表5-1
施工人员配备表 表 5-2
6. 施工工艺 6.1. 总体施工方案
根据盾构机进出洞对端头地层强度与稳定性的要求和地质结构的特点，借鉴以往施工，采用高压旋喷桩施工工法对端头土体进行旋喷注浆加固，加固范围为隧道底部3米至隧道顶部3米，沿隧道起始或者终点里程沿出洞或者进洞方向9.5米，加固宽度为隧道中线左右各6米。由于旋喷注浆施工操作简便，加固效果不易受个人水平差异的影响且施工原材料价格低廉。通过旋喷注浆后的地层极易达到设计要求，固对于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土推荐采用高压旋喷加固处理。
6.2施工工艺流程图
6.3. 施工步骤及要求
6.3.1场地准备
（1）探明施工区域内的底线管线与施工区域的关系，联系产权单位对其进行改移，不能改移的需对其进行保护标识，防止在施工过程中遭受破坏。
（2）清除施工区域的障碍物, 平整场地并粗略夯实。
（3）搅拌站的布设：应选择在加固区以外、地势较高、方便水泥堆码的硬化区域。 6.3.2放设桩位
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的坐标放出旋喷桩的控制桩，然后使用钢卷尺和施工线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小木桩签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。
图6.3-1 桩位控制示意图
图6.3-2 钻机移位控制示意图
如图所示：C 为控制桩；N 为施工控制线；L 为钻杆至施工控制线的垂直距离；A 为基准控制线（由施工控制线上系一小段可左右移动的小绳制成）；B 为下一桩位控制点。在施工放样时我们先放设每一排的首位两个桩的中心，并在其延长线上用钢尺量取控制桩，在喷射施工时由于钻机机身限制，我们的控制线无法控制所需要施工的桩位，所以我们对控制桩根据需要往喷射机正对方向量取距离L, 由于控制桩至第一个桩位的中心控制点的距离已知、钻杆至施工控制线的垂直距离L 已知，我们在两个控制桩C 之间扯一根施工线, 在施工线上系一条可以移动的基准控制线A ，根据已知的几何关系我们可以既准确又快速的控制钻机
的走位，施工第一个桩位时我们就把控制线A 移至该处，施工下一个桩位B 时我们量取两个桩位之间的距离然后以A 为基准把基准控制线移至量取B 的位置。 6.3.3开钻前的准备工作
图6.3-3 垂直度控制
(1)钻机自行至桩位附近，由专人指挥精确对位，钻孔孔位与设计孔位偏差不得大于50mm 。
(2)精确对位后用水平尺校准桩机，使桩机水平，主塔架和钻杆应与地面垂直，倾斜率不大于1.5%。
(3)量取每节钻杆的长度，并用红漆在钻杆上标明钻杆到达设计深度时的部位，以方便引孔深度的确定。 6.3.4引孔钻进
（1）引孔开始前，钻子先在地面空转试机，确认设备正常后开始下钻。 （2）实际孔位、孔深和每根钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况现场值班人员必须做好详细记录。
（3）在深部有砂砾土、硬黏土时则需要采用功率大一些的地质钻。 6.3.5拔出岩芯管、插入注浆管
（1）地质钻引孔至设计深度后，拔出岩芯管。
（2）换上喷射注浆管插入预定深度, 在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边插管.
(3)水压不得超过1MPa ，以免压力过高，将孔壁射穿 (4)高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。
（5）使用70型或76型震动钻机钻孔时，插管和钻孔两道工序合二为一，钻孔完毕即插管作业完成 6.3.6旋喷作业
(1)当喷射注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时即可喷射注浆。 (2)喷注开始时先送高压水清管，再送浆液和压缩空气。
(3)当底部旋喷达到喷射压力及喷射量且无其他异常情况后再边旋转喷射边提升浆管，提升速速可取10～20cm/min 。
(4)在喷射时由于各种原因造成喷射作业终止半小时以上的必须拔出钻杆并用清水清洗管路，防止防止抱管。
(5)钻杆的旋转和喷射必须连续不断；
(6)当注浆管不能一次提升完成而需分次拆卸时，拆卸速度要快，卸管后继续喷射的搭接长度不得少于100mm 。
（7）水泥浆液应在喷射前1个小时内搅拌。
（8）施工过程中出现压力骤然下降、上升或者冒浆异常时，应查明原因并及时采取措施。 6.3.7旋喷结束
（1）喷射施工完毕，迅速拔出注浆管，并用清水把注浆管等机具设备清洗干净。
（2）管内机内不得残存水泥浆；通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把注浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排出。
（3）待旋喷桩机注浆管全部要提出地面后，先关闭电机，然后将桩机移至新的桩位。
（4）喷射结束后的空桩部分需用原浆液回灌，以免因地层损失造成地表下沉。
7．施工工期 7.1工期编排示例
以郑州地铁二号线01工区广播台站南端头、国基路站右线北端头旋喷注浆加固为例。广播台站南端头旋喷总桩数1000根，三重管高压旋喷机2台，历时69天，国基路站北端头旋喷总桩数480根，三重管高压旋喷机1台，历时71天。
图7.1-1
广播台站南端头旋喷加固施工单代号网络图
图7.1-2 国基路站北端头旋喷加固施工单代号网络图
8. 质量、安全、环境保护措施 8.1质量保证措施
为保证旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，拟采取如下质量保证措施达到施工质量目标.
1）放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。
2）喷射施工时隔两孔施工，防止相邻喷射孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48小时。
3）采用P.O42.5普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出示合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定，水泥进场后，应垫高水泥，覆防雨彩条布，防止水泥受潮结块。
4）浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以现场试桩情况为准。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，严格控制水泥用量。运灰小车及搅拌桶均做明显标记，以确保浆液配比的正确性，灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。
5）施工前进行成桩试验，由设计、业主、监理、施工单位共同确定旋喷桩施工参数，保证成桩直径不小于设计桩径。
6）严格控制喷浆提升速度，其提升速度应小于0.14m/min。喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出现压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.4米重复喷射接桩，防止出现断桩。
7）喷射孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。
8）因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。
9）引孔钻孔施工时应及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。为保证顺利安放注浆管，引孔直径采用ф150mm 成孔，岩芯管长不小于2.0米。穿过砂层时，采用浓泥浆护壁成孔，必要时可下套管护
壁，以防垮孔。
10）实行技术人员随班作业制，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量，风量，压力，旋转提升速度等参数是否满足设计要求，及时发现和处理施工中的质量隐患。当实际孔位孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时，应详细记录，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。
11）根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保桩的施工质量。调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告，经同意后调整。
12）配备一台备用发电机组。旋喷桩施工，进入旋喷作业则应连续施工。若施工过程中停电时间过长，则启用备用发电机，保证施工正常进行。
13）施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。
8.2安全保证措施
8.2.1施工现场
①加强对安全生产的管理，对职工进行安全生产教育，工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患。
②制定各工种安全生产规章制度，严格施工程序，加强对桩机操作员的管理，施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业。
③严禁违规操作，不得违章指挥。
④定期或不定期组织安全大检查，及时发现、整改安全隐患，对违章作业人员进行一定的处罚。
⑤施工材料堆放有序，不侵入运输通道施工界限。 ⑥施工机械的转动部分有安全罩。
⑦所有吊装装置必须有安全检验证书，并定期维修管理。 ⑧机械定期维修，确保作业安全。 ⑨调制水泥浆时，应戴好防尘口罩。
⑩做好管线的调查保护工作，联系相关部门，做好应急准备。 8.2.2机械操作安全技术要点 1）高压泥浆泵
①泵体内不得留有残渣和铁屑，各类密封圈套必须完整良好，无泄漏现象。 ②安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在规定达到最高压力时，能断销卸压，决不可安装未经试压检验的或自制的安全销。
③指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用。
④高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作，一旦某部发生故障，应及时停泵停机，及时排除故障。
2）钻机
①司钻人员应具有熟练的操作技能并了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用。
②钻孔的位置需经现场技术负责人确认，确认无误后方可开钻。 ③人与喷嘴距离应不小于600mm ，防止喷出的浆液伤人。 3）管路
①高压胶管：在使用时不得超过容许压力范围。 ②胶管：弯曲使用时不应小于规定的最小弯曲半径。 4）清洗及检修
①喷射注浆施工结束后，应立即将钻杆、泵及胶管等用清水清洗干净，防止浆液凝结后堵塞管道，造成再次喷射时管道内压力骤增而发生意外。
②施工中途发生故障，必须卸压后放可拆除连接接口，不得高压下拆除连接接口。
8.2.3施工用电安全保证技术要点
①严格执行《施工现场安全生产保证体系》、《施工现场临时用电安全技术规程》相关规定。
②电缆接头不许埋设和架空，必须接入线盒，并固定在开关箱上，接线盒内应能防水、防尘、放机械损伤，并远离易燃、易爆、易腐蚀场所。
③所使用的配电箱必须符合JGJ46-88规范要求的电箱，配电箱电气装置必须做到一机一闸一漏电保护。
④开关箱的电源线长度不得大于30m ，并与其控制固定式用电设备的水平距离不超过3m 。
⑤所有的配电箱、开关箱必须编号，箱内电气完好匹配。
⑥所有电机、电器、照明器具，手持电动工具的电源线应装置二级漏电保护器。
⑦施工现场的电器设备设施必须有有效的安全管理制度，现场电线电气设备设施必须有专业电工经常检查整理，发现问题及时解决。
8.3环境保证措施
在城建施工过程中，环境问题日益受到全社会的普遍关注。为了适应当今社会的潮流，实现社会经济的可持续化健康发展，在施工的全过程中，系统地采用和实施一系列环境保护管理手段，以期得到最优化的结果。根据客观存在的污水、噪声、废气和固体废物等环境因素，实施全过程污染预防控制，尽可能地减少或防止不利的环境影响。 8.3.1施工废水的处理
①所有施工、生活废水在排放前必须取得相关部门的批准、同意。 ②施工中产生的废弃泥浆必须经过沉淀池沉淀处理后，方可排入市政污水管，严禁直接排入市政污水管。废浆沉渣必须用密封的槽车外运，送到指定地点处置。
③各类土方、建筑材料运输车辆在离开施工现场时，为保持车容应清洗车辆轮胎及车厢，清洗废水应接入施工现场的临时排水系统。 8.3.2施工粉尘的控制
①在水泥搅拌过程中，水泥添加作业应规范，搅拌设施应保持密闭，防止添加、搅拌过程中大量水泥扬尘外逸。
②运输车辆进出的主干道应定期洒水清扫，保持车辆出入口路面清洁，以减少由于车辆行驶引起的地面扬尘污染。
③由于施工产生的扬尘可能影响周围居民正常生活及道路交通安全的，应设置防护网，以减少扬尘及施工渣土影响。
④装有建筑材料、渣土等易扬撒物资的车辆，车厢应用覆盖密闭起来，以避免运输过程中的扬撒、飘逸，污染运输沿线的环境。
⑤施工场地及时洒水防止扬尘，遇大风天气，场地内渣土应该覆盖。 8.3.3施工噪声的控制
①施工期间严格执行各城市对建筑施工噪声污染控制管理的相关规定。
②由于特殊原因须在夜间从事超标准的、危害居民健康的建设施工作业活动，必须事先向作业所在地的环境保护主管部门办理审批手续，并向周围居民进行公告。
③根据施工项目现场环境的实际情况，合理布置机械设备及运输车辆进出口，搅拌机等高噪音设备及车辆进出口应安置在离居民区域相对较远的方位。
④合理安排施工机械作业，高噪音作业活动尽可能安排在不影响周围居民及社会正常生活的时段下进行。
⑤对于高噪音设备附近加设可移动的简易隔声屏，尽可能减少设备噪声对周围环境的影响。
⑥如发现有超标现象，应采取对应措施，减缓可能对周围环境敏感点造成的环境影响。
9消防、保卫保证措施 9.1消防措施
1) 治安消防工作必须坚持“预防为主、以消为辅”的指导思想，保证本工程建设中的安全。
2) 施工现场成立消防领导小组及义务消防队，负责日常消防工作。 3) 对现场的施工人员进行安全防火知识教育，并宣传防火知识，签订防火协议，从思想上使每个施工人员重视安全防火工作，增强安全防火意识。
4) 施工现场应配备充足的灭火器，消防物品周围不得堆放其它材料，以保持消防道路畅通。在附近要写上119火警电话醒目标志。
5) 专职安全员要每天巡视现场情况，做好消防记录，经常检查消防器材，以保证其使用时的灵敏有效。
6) 施工中的电气设施的安装、维修，均由正式电工负责。严禁私自拉照明线，避免电气引起火灾事故。
7) 严格控制施工区及附近生活区的吸烟等易引起火灾的行为，在安全地带设置吸烟室。