水平旋噴法

水平鉆孔旋噴注漿的應(yīng)用和隧道施工技術(shù)的發(fā)展有著密切的聯(lián)系。在覆蓋層較薄的松軟地層中修建地下結(jié)構(gòu)物面臨著地層不穩(wěn)定、較易引起坍塌和地面沉陷等嚴(yán)重問題。以前的解決辦法一般都是注漿加固地層后再進(jìn)行開挖，傳統(tǒng)的水泥漿或化學(xué)漿液靜態(tài)注漿都有注漿效果不易控制等問題。高壓噴射注漿的開發(fā)成功使各國工程技術(shù)界想到利用它來提高隧道圍巖的穩(wěn)定性。從地面豎直鉆孔，在隧道周邊進(jìn)行旋噴存在鉆孔深度過大、鉆孔精度及各固結(jié)體之間搭接不易保證等缺點。另外，受固結(jié)體之間的粘結(jié)強度及抗剪強度控制，加固范圍比較大。據(jù)此，人們自然想到用水平鉆孔實現(xiàn)旋噴問題。

在土建工程水平旋噴加固體施工中，通過高壓液流切碎土體、使水泥漿與切碎后土體充分?jǐn)嚢杌旌虾笮纬杉庸腆w。流體的高壓噴射切割地基的基本原理是：抽空現(xiàn)象；噴射流的沖擊力；水楔的劈裂作用及地基土液化引起的脆性破壞。噴射壓力加大至臨界值可以加劇土層的侵蝕切削。但是實際工程中，壓力必須超過臨界點才能保證旋噴法的有效性。流體的動態(tài)壓力比隨噴嘴距離而變化，增大氣體噴射速率可以減小衰減率，從而獲得大直徑的加固土體，還可以通過氣體噴射和水力噴射的連續(xù)性方程得到噴射速率的精確值 。高壓噴射注漿施工時，影響旋噴效率的因素包括動態(tài)壓力、流量、旋轉(zhuǎn)速度及循環(huán)次數(shù)?，F(xiàn)場試驗表明，旋噴效果與動態(tài)壓力、流量及循環(huán)次數(shù)成正比，與旋轉(zhuǎn)速度成反比。噴嘴的形狀和直徑關(guān)系到噴射的效果，合理的設(shè)計是旋噴注漿成功的關(guān)鍵。高壓噴射注漿法不但要求噴嘴有合適的直徑和形狀，而且對內(nèi)表面和通道有嚴(yán)格要求，以保證集中的流動。即使噴嘴很精確，也有可能由于流體中的異物或土造成裂縫。因此，在施工以及每次噴射前都要檢查噴嘴的質(zhì)量 。高壓射流切削土層的能力與以下因素有關(guān)：噴射流的流量與流速；噴嘴的口徑；射流的密度；噴嘴的出口壓力；噴嘴離對象（土層）的距離；對象的性狀；噴嘴的移動速度以及側(cè)向土力。因此，要了解旋噴樁直徑與施工參數(shù)的關(guān)系，一般是通過室內(nèi)或現(xiàn)場試驗,建立旋噴樁直徑與各施工參數(shù)之間的關(guān)系，并得到有關(guān)計算公式 。

在軟弱、松散、富水地層中修建隧道工程，采用超前預(yù)加固輔助工法已得到地下工程界的廣泛認(rèn)同和應(yīng)用。超前預(yù)加固方法主要有超前小導(dǎo)管、超前小導(dǎo)管預(yù)注漿、大管棚、深孔注漿、水平旋噴樁、水平攪拌樁和水平凍結(jié)等。在工法選取上應(yīng)根據(jù)不同水文、地質(zhì)、周邊環(huán)境進(jìn)行安全、技術(shù)、經(jīng)濟對比和適用、成熟可靠條件分析，進(jìn)行動態(tài)設(shè)計，合理選用。水平旋噴樁是以高壓泵為動力源，通過水平鉆機鉆桿、噴嘴把配制好的漿液噴射到土體內(nèi)，噴射流以巨大的能量將一定范圍內(nèi)的土體射穿，并在噴嘴作緩慢旋轉(zhuǎn)和進(jìn)退的同時切割土體，強制土顆粒與漿液攪拌混合，待漿液凝固后，便形成水平圓柱狀水泥土固結(jié)體，即水平旋噴樁 。

榮譽表彰

2011年9月30日，《隧道水平旋噴預(yù)支護(hù)施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部評定為國家二級工法 。2100433B

旋噴樁法由于采用高壓高速噴射流加固土層，所以必須嚴(yán)格按操作規(guī)程作業(yè)，以確保工程質(zhì)量和施工安全，并注意以下事項：

(1)管路、噴嘴、各旋轉(zhuǎn)部分和接頭部位，必須密封，結(jié)合牢固；

(2)安裝完畢后，須經(jīng)過試壓檢查，合乎要求后，方能正式作業(yè)；

(3)鉆機的立軸和鉆孔中心，務(wù)必在一鉛垂線上，以保證成樁的垂直度和相鄰樁的搭接；

(4)成樁過程中，對泵重、泵壓和成樁長度等技術(shù)數(shù)據(jù)，隨時進(jìn)行記錄，以便掌握施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

(5)每一根旋噴樁施工結(jié)束后，必須用清水沖洗機具和管路，以防水泥漿堵塞，如發(fā)現(xiàn)各部件有損壞時，應(yīng)及時更換，避免作業(yè)中發(fā)生事故。