1、4.2地基加固水泥土墩柱工艺原理使用水泥搅拌桩（旋喷桩）将隧道下的土体进行分段加固，在基底形成隔水墙，分割基底为一定面积的方形墩体，以阻止基底水的流动、新土洞的形成及未发现和未得到处理的土洞发展，提高基底的强度，通过加固保证地铁施工和运营期间的行车安全。 5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程溶洞处理及地基加固顺序：钻孔（勘探土溶洞边界） 吹填砂 袖阀管注浆（止浆帷幕双液浆） 袖阀管注单液浆 地基加固水泥土墩柱施工检测吹填沙地基加固土墩柱检测合格测量放线钻孔浇注套壳料安置袖阀管注浆作业第一段注浆达到要求注第二段所有达到要求结束注浆补浆配置浆液监控测量图5.1-1溶洞处理及地基加固工艺流程
2、图5.2操作要点5.2.1钻孔（勘探溶土洞边界）1、依据原勘察发现溶（土）洞的地质钻探孔，沿隧道中线前进及其垂直方向按2m2m布孔探测边界，隧道中线纵向须探测到溶（土）洞边界为止，隧道中线横向探测至隧道主体结构外侧3m范围，以此圈定此溶（土）洞的分布及处理范围，具体探测孔位如图所示。2、 溶洞处理原则：只对在结构边外3m和隧道底以下10m内的溶洞进行处理，在结构宽度范围内发现的所有土洞都需处理。溶洞处理与否与隧道关系图如下：5.2.2吹填砂施工投砂处理的方法是在原勘察孔附近（约60cm）补钻两个200mm（下注砂套管200mm）的投砂孔进行投砂，投砂时以原勘察孔作为出气孔，也可利用两投砂孔相互
3、作为出气孔。 施工参数投砂处理时在原钻孔附近（约0.6m）补钻两个投砂孔，两投砂孔中心与原钻孔中心需在同一连线上（每个洞最少不得少于2个孔）。钻孔200mm（套管200mm）； 孔深：至洞体顶板下0.5m； 充填砂下200mm套管（投料管），下至溶洞顶面，在地面用夹具固定。安装弯接头、密封环，在弯接头连接空压机，吹砂充填溶洞。5.2.3袖阀管注浆（双液浆、单液浆）施工5.2.3.1注浆参数表注浆孔采用地质钻机成孔，按地质情况计算搭配好袖阀管实管和花管段。花管段套壳料封孔，实管段用1：1水泥浆封孔，封孔2天后下注浆管进行注浆。根据注浆材料及地质条件，结合类似工程的施工经验，选用下表所示注浆参数，
4、在施工中采用先试后作的原则，通过试注浆对各项参数进行修正。表5.2.3.1-1袖 阀 管 注 浆 参 数 表:分 类项 目参 数成孔孔距排距2m2m孔径91mm孔深溶洞底下0.5m下袖阀管套壳料配合比水泥：粘土：水=1：1.5:1.88袖阀管长度顶板上1m底板下0.5m为花管，其余为实管固管止浆液配合比水泥浆，W：C=1：1注浆扩散半径1.5m浆液配合比单液浆：11：1.5；双液浆：水：水玻璃=1：1.38:0.29（质量比）。具体情况根据现场试验确定。开环压力0.3MPa注浆压力周边孔（双液浆）：0.60.8 Mpa；中央孔（单液浆）：0.81 .0MPa；注浆次数周边孔34次，中央孔4次注
5、浆速度3070L/min终灌标准达到终浆压力1.0MPa并继续稳压10min 以上5.2.3.3 施工步骤 测量放线：根据设计图纸和超前钻探资料在地表放出注浆孔孔位，并用木桩或竹片做好孔位标识，要求孔位偏差1cm。 钻孔：按照测量放线定出的孔位进行钻孔，钻孔过程中采用循环泥浆护壁保护成孔。在钻好的孔内下管浇注套壳料，起固管作用。 安置注浆管：根据设计注浆要求，在溶（土）洞顶板1m以上安放实管，以下安放花管。 水泥浆浆液配制：根据欲配制浆液体积，按水灰比计算出所需的普通水泥和水的用量，将计算好的水加入搅拌桶（提前在搅拌桶内作好水位线），边搅拌边加入计算好的水泥用量，搅拌均匀后倒入储浆桶内备用。
6、灌浆：待套壳料养护2天后进行开环。开环时注水进行试验，以检查注浆管路是否正常和判断地层的吸浆能力等，并防止堵管，灌浆量采用流量计进行计量。注浆方式采用后退式分段注浆工艺，即在注浆带内由孔底自下而上进行注浆，每次注浆段长度为0.3m，注完第一注浆段后，上提注浆芯管，进行第二段的注浆；注浆过程中作好注浆施工记录表，注浆孔的注浆工作情况及注浆工序作业时间。注浆顺序：先进行周边孔双液浆的施工，在溶洞处理边界形成止浆墙，有效防止浆液流失，双液浆间隔注射。待周边孔止浆帷幕完成后，再进行中央孔单液注浆，进而达到溶洞处理的要求 。单液浆注浆顺序分一序孔、二序孔跳段、间隔、反复注浆，每次停止灌注时，用清水清洗管
7、路，以预防堵管。袖阀管注浆的工艺优点：可根据需要灌注任何一个注浆孔和注浆段，可以进行重复灌浆，中途可以停止。注浆压力相对较小，一般0.21.0MPa, 注浆量3070L/min，灌浆时冒浆和串浆的可能性较小,一般不会破坏原有地层结构。浆液主要以渗透形式进入充填物孔（空）隙中，可以起到填充裂缝和固结土体的效果。5.2.4地基加固土墩柱区间土墩柱平面布置原则：土墩柱沿隧道纵向长10m间隔布置、墩柱中心距离为20m；隧道横向宽度与主体结构同宽。终桩标准即深度原则：桩顶标高即结构底板底标高，以隧道底以下10m作为终桩条件，未到隧道底以下10m遇到岩面也终桩。土墩柱以搅拌桩为主（当加固区较深，搅拌桩难以
8、施做时采用旋喷桩），搅拌（旋喷）桩均由地面开始施工，基底以上范围为空桩。水泥搅拌桩桩径600mm，水泥掺入量9%12%，水灰比0.45：10.55：1。当搅拌桩难以施做时，可采用600单管旋喷桩，注浆压力1520MPa，注浆量4070L/min，旋转速度1620r/min,提升速度1525cm/min。土墩柱施工平面桩布置图如下：搅拌桩、旋喷桩的具体施工工艺见相关规范和工法，在此不详细阐述。5.3劳动力组织（见表5.3-1）。表5.3-1 劳 动 力 组 织 情 况 表序号单项工程所需人数（人）职责范围备注管理人员2工程管理、协调组织技术人员3工程生产技术钻孔、下管施工钻孔、下袖阀管等4吹填沙
9、施工5注浆施工3-5注浆施工、浆液拌制6搅拌桩施工搅拌桩机操作、后台浆液拌制7旋喷桩施工6-8旋喷机操作、后台浆液拌制8其它机修、司机、杂工总 计2166.材料与设备6.1采用的主要机械设备仪器如下表： 设备名称型号规格功率（KW）数量用途全站仪1台测量成孔钻机XY-1，XY-210台泥浆泵3PN抽浆空压机50吹砂注浆泵BW-1507.5双液注浆泵KBY-50/704台注双液浆搅拌桩机8套施工搅拌桩旋喷桩机9010套施工旋喷桩9自卸吊车运输10铲车运料6.2材料主要是中粗砂、32.5普通硅酸盐水泥等。 7.质量控制7.1工程质量控制标准7.1.1袖阀管注浆质量检测标准溶洞注浆加固后，洞体应具有
10、良好的均匀性、自立性、密闭性。注浆加固效果检查方法是在注浆固结体内抽芯检测，检验固结体是否充填密实、是否满足灌浆固结体设计强度要求。取芯数量为隧道范围内每个溶洞不少于3个，总检测数量不少于注浆孔数量的1%；对于土洞采取随机原位标贯试验。检测标准如下：土洞：采用随机原位标贯试验，标贯击数不小于10击；溶洞：采取随机钻孔取芯，做抗压试验，要求固结体28d的单轴无侧限抗压强度不小于0.15MPa。当检测不满足检测标准时，应对原溶、土洞进行重复注浆施工。7.1.2水泥土墩柱深层搅拌桩、高压旋喷桩质量标准水泥土墩柱施工完成后，待28天后在桩长范围内采取垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，水泥搅拌桩（或旋喷桩）按要求取桩数的1%进行取试样做无侧限抗压强度检测试验，水泥土墩柱的检测强度应符合下面标准：淤泥：0.25Mpa，淤泥质土：0.35MPa，粘性土：0.5MPa，粉土：0.6MPa，砂土：1.0 MPa。 当检测不满足检测标准要求时，应对原水泥土墩柱进行重复施工。7.2质量保证措施使用合格材料，所有材料须有出厂合格证，水泥（采用普通硅酸盐32.5水泥）、砂、石等材料还应抽样送检合格后才能使
