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[摘要]本文以客运专线北京调度所工程高压旋喷止水帷幕桩施工为例，介绍了高压旋喷止水帷幕桩施工的工艺及其在施工中的质量控制要点。
[关键词]止水帷幕；高压旋喷桩；质量控制
1 引言
高压旋喷止水帷幕，就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定的深度后，以20～40Mpa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度和脉动状的射流，其动压大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来。一部分细颗粒随浆液或水冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土层中形成一个固结体。由多个高压旋喷桩形成帷幕，可以用来作为将地下水体隔离在一侧的一种止水施工方法。这种施工方法可以将水隔离在基坑以外，从而保证了原有建筑物基础下土体的稳定性，亦保证了基础的稳定。
高压旋喷桩在地基处理施工中广泛应用，但高压旋喷桩作为止水帷幕桩施工在北京地区应用尚不广泛，且北京地区地质情况相对复杂，施工难度大。本文以客运专线北京调度所工程高压旋喷止水帷幕桩施工为例，简要地介绍高压旋喷止水帷幕桩施工的工艺及其在施工中的质量控制要点。
2 工程概况
客运专线北京调度所工程位于北京市海淀区复兴路6号北京铁路局院内，总建筑面积为81700㎡，框架剪力墙结构，地下二层，基础埋深17.50m，止水帷幕桩内排φ700mm@1500mm，与护坡桩同心，外排止水桩φ700mm@400mm。止水桩桩长13.0m，桩总数为1292根。地下卵石层厚度在2～7m不等，分布在地坪下5m至12m之间。
3 施工方案的确定
由于现场地质情况复杂，卵石层厚，正常的高压旋喷机无法穿越卵石层，且桩体垂直度难以控制，卵石层缝隙较大，质量也难以保证。针对现实情况，最后确定采用了先引孔后旋喷的施工方法，钻机采用DPP100-3B地质钻探机，旋喷采用MGJ-50锚杆旋喷机及XJB-700高压泵，并在施工前在现场进行了试桩，开挖检查桩体的技术指标，满足设计要求，从而得出实际的技术参数。
4 高压旋喷止水帷幕桩施工工艺
4.1 工艺流程
场地平整—→测量放线—→钻探机就位—→钻孔至设计标高—→钻探机移机—→旋喷机就位—→钻至设计标高—→旋喷开始—→边旋喷边提升—→旋喷结束拔管及冲洗。
1）施工前先进行场地平整。
2）按照设计图纸进行桩位放线
①止水桩桩位放线依据设计图纸及测绘院放定桩位坐标，经复核及监理工程师检验合格后，方可进行钻孔。
②做好桩位控制线图，记录控制线与桩位之间的距离，以便及时恢复桩位，进行检验。施工时，注意对控制线的保护。
3）钻孔：使用地质钻机成孔。钻孔过程中应详细测量并记录实际孔位、孔深及地层变化情况。采用人工搅桨护壁，泥浆池可根据现场实际条件设置，在施工第一根桩时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数，在钻进过程中，不可进入太快，由于采取泥浆护壁，因此，要给一定的护壁时间。
4）待钻机钻至设计标高深度，护壁完好后，进行提钻移机。
5）旋喷钻机就位：将钻机平稳地安装在测放孔位上，钻杆轴线垂直对准钻孔中心线，要求钻机安放保持水平，钻杆保持垂直，其倾斜度不大于1.5%。
6）浆液配置：水灰比取1.0，根据现场试验桩实际水泥用量及现场搅浆设备的容量，確定水泥和水的放入量，并派专人监督，检查，取保水灰比。搅拌浆液必须在各种机具设备试运转正常后进行，并防止浆液沉淀。
7）旋喷注浆作业
①施工前检查注浆设备和管路系统，并进行调试，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；吸浆软管必须采用铠装橡胶管，高压泵与钻杆间由耐高压软管连接。接头使用高压卡口接头，并有密封圈压紧。
②将注浆管插入预定深度，先用清水试压，待情况正常后，开始注浆。
③喷射注浆时设备开动顺序：先空载启动高压泵，并同时向孔内送水，使泵压逐渐升高至规定值。待畅通后，开始注浆。待水泥浆的前峰已流出喷头并在孔口返浆后，再开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。
④旋喷开始时，旋转提升旋喷管，自下而上连续进行喷浆。注浆过程中必须时刻注意检查注浆压力、旋转和提升速度等参数是否符合要求，并且做好记录。
⑤喷射注浆中需拆卸注浆管时，应先停止提升、回转和送浆，然后逐渐减少水量，最后停机。拆卸完毕继续喷射注浆时，开机顺序也要遵守前面的规定，同时，旋喷管分段提升的搭接长度不小于0.2m，以防旋喷体脱节。
⑥喷射注浆结束后，对旋喷体顶部浆液析水收缩出现的凹穴，应及时用水泥浆补灌。
8）拔管
喷射注浆达到设计深度后，继续用注浆泵注浆，待浆液达到设计要求的超灌量后，即可停止注浆，然后将注浆泵的吸水管移至清水箱，抽吸一定量的清水将注浆泵和注浆管路中的浆液顶出，然后停泵，拔管要迅速，不可久留孔中。
卸下注浆管后，应立即用清水将各通道冲洗干净，并拧上堵头。注浆泵、送浆管路和浆液搅拌机等都要用清水清洗干净。
4.2 技术参数
施工技术参数：泵压30MPa，水泥量250kg/m、提升速度150～200mm/min，桩喷浆量每米250kg水泥，旋喷过程中冒浆量应控制在10%～25%。
5 质量控制措施
①将现场所有机械设备进行编号，并将该设备的作业范围、技术参数进行挂牌，让每名操作工人都要明确止水桩的技术要求。
②每段每名管理人员对自己所分担的区域按照技术交底的参数进行巡检，并做好止水帷幕桩钻孔及灌浆巡检记录表。
③技术人员将地质勘查报告中每段地质区域的桩位数进行明确，发至每名管理人及现场机械操作人员手中，让大家详细了解在地下各种土层位置，土层的厚度，并依据土层情况调整压力、提升速度，在卵石层部位由于卵石间缝隙较土体较大，要求提升速度不大于150mm/min，以保证施工质量。
④试验员、物资部人员检查水泥进场的数量、外观包装、质量及标号，试验员收集出厂的各项质量证明文件，按批次进行复试，
⑤各分段施工管理人员每天都要对钻探机、旋喷机设备的性能、压力表的精度和灵敏度进行检查。
⑥项目部派专人对高压旋喷作业后台的水泥配合比、水泥用量、泵压进行检查管理，从源头上控制桩的质量。
6 出现渗漏的解决办法
在以后开挖过程中，如果渗水量不大。在护坡桩之间的原土上拉结钢丝网片，然后喷筑混凝土护壁，再抹一层速凝水泥。如果渗水量较大，将剔除护坡桩之间部分原土，在有渗漏处插入导管，然后在桩之间砌筑砖墙(用速凝水泥做浆)，并在砖墙外皮做速凝水泥保护层。水泥硬化后拉结钢丝网片（导管周围压筋加密），再喷筑混凝土护壁（导管周围的混凝土加厚）。将导管倒出水流引入集水坑中进行集中排水，集水坑要随着土层的开挖随挖随做，确保集水坑内的积水及时排出。
7 结语
基坑土方开挖时，观察到帷幕内基坑无较大渗漏，开挖顺利，充分表明止水帷幕无缺口，施工质量良好。随着北京市建委、水务局文件的下发，在北京地区高压旋喷止水帷幕在基坑止水施工中的应用将会越来越多，施工工艺必将越来越成熟。
[关键词]止水帷幕；高压旋喷桩；质量控制
1 引言
高压旋喷止水帷幕，就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定的深度后，以20～40Mpa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度和脉动状的射流，其动压大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来。一部分细颗粒随浆液或水冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土层中形成一个固结体。由多个高压旋喷桩形成帷幕，可以用来作为将地下水体隔离在一侧的一种止水施工方法。这种施工方法可以将水隔离在基坑以外，从而保证了原有建筑物基础下土体的稳定性，亦保证了基础的稳定。
高压旋喷桩在地基处理施工中广泛应用，但高压旋喷桩作为止水帷幕桩施工在北京地区应用尚不广泛，且北京地区地质情况相对复杂，施工难度大。本文以客运专线北京调度所工程高压旋喷止水帷幕桩施工为例，简要地介绍高压旋喷止水帷幕桩施工的工艺及其在施工中的质量控制要点。
2 工程概况
客运专线北京调度所工程位于北京市海淀区复兴路6号北京铁路局院内，总建筑面积为81700㎡，框架剪力墙结构，地下二层，基础埋深17.50m，止水帷幕桩内排φ700mm@1500mm，与护坡桩同心，外排止水桩φ700mm@400mm。止水桩桩长13.0m，桩总数为1292根。地下卵石层厚度在2～7m不等，分布在地坪下5m至12m之间。
3 施工方案的确定
由于现场地质情况复杂，卵石层厚，正常的高压旋喷机无法穿越卵石层，且桩体垂直度难以控制，卵石层缝隙较大，质量也难以保证。针对现实情况，最后确定采用了先引孔后旋喷的施工方法，钻机采用DPP100-3B地质钻探机，旋喷采用MGJ-50锚杆旋喷机及XJB-700高压泵，并在施工前在现场进行了试桩，开挖检查桩体的技术指标，满足设计要求，从而得出实际的技术参数。
4 高压旋喷止水帷幕桩施工工艺
4.1 工艺流程
场地平整—→测量放线—→钻探机就位—→钻孔至设计标高—→钻探机移机—→旋喷机就位—→钻至设计标高—→旋喷开始—→边旋喷边提升—→旋喷结束拔管及冲洗。
1）施工前先进行场地平整。
2）按照设计图纸进行桩位放线
①止水桩桩位放线依据设计图纸及测绘院放定桩位坐标，经复核及监理工程师检验合格后，方可进行钻孔。
②做好桩位控制线图，记录控制线与桩位之间的距离，以便及时恢复桩位，进行检验。施工时，注意对控制线的保护。
3）钻孔：使用地质钻机成孔。钻孔过程中应详细测量并记录实际孔位、孔深及地层变化情况。采用人工搅桨护壁，泥浆池可根据现场实际条件设置，在施工第一根桩时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数，在钻进过程中，不可进入太快，由于采取泥浆护壁，因此，要给一定的护壁时间。
4）待钻机钻至设计标高深度，护壁完好后，进行提钻移机。
5）旋喷钻机就位：将钻机平稳地安装在测放孔位上，钻杆轴线垂直对准钻孔中心线，要求钻机安放保持水平，钻杆保持垂直，其倾斜度不大于1.5%。
6）浆液配置：水灰比取1.0，根据现场试验桩实际水泥用量及现场搅浆设备的容量，確定水泥和水的放入量，并派专人监督，检查，取保水灰比。搅拌浆液必须在各种机具设备试运转正常后进行，并防止浆液沉淀。
7）旋喷注浆作业
①施工前检查注浆设备和管路系统，并进行调试，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；吸浆软管必须采用铠装橡胶管，高压泵与钻杆间由耐高压软管连接。接头使用高压卡口接头，并有密封圈压紧。
②将注浆管插入预定深度，先用清水试压，待情况正常后，开始注浆。
③喷射注浆时设备开动顺序：先空载启动高压泵，并同时向孔内送水，使泵压逐渐升高至规定值。待畅通后，开始注浆。待水泥浆的前峰已流出喷头并在孔口返浆后，再开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。
④旋喷开始时，旋转提升旋喷管，自下而上连续进行喷浆。注浆过程中必须时刻注意检查注浆压力、旋转和提升速度等参数是否符合要求，并且做好记录。
⑤喷射注浆中需拆卸注浆管时，应先停止提升、回转和送浆，然后逐渐减少水量，最后停机。拆卸完毕继续喷射注浆时，开机顺序也要遵守前面的规定，同时，旋喷管分段提升的搭接长度不小于0.2m，以防旋喷体脱节。
⑥喷射注浆结束后，对旋喷体顶部浆液析水收缩出现的凹穴，应及时用水泥浆补灌。
8）拔管
喷射注浆达到设计深度后，继续用注浆泵注浆，待浆液达到设计要求的超灌量后，即可停止注浆，然后将注浆泵的吸水管移至清水箱，抽吸一定量的清水将注浆泵和注浆管路中的浆液顶出，然后停泵，拔管要迅速，不可久留孔中。
卸下注浆管后，应立即用清水将各通道冲洗干净，并拧上堵头。注浆泵、送浆管路和浆液搅拌机等都要用清水清洗干净。
4.2 技术参数
施工技术参数：泵压30MPa，水泥量250kg/m、提升速度150～200mm/min，桩喷浆量每米250kg水泥，旋喷过程中冒浆量应控制在10%～25%。
5 质量控制措施
①将现场所有机械设备进行编号，并将该设备的作业范围、技术参数进行挂牌，让每名操作工人都要明确止水桩的技术要求。
②每段每名管理人员对自己所分担的区域按照技术交底的参数进行巡检，并做好止水帷幕桩钻孔及灌浆巡检记录表。
③技术人员将地质勘查报告中每段地质区域的桩位数进行明确，发至每名管理人及现场机械操作人员手中，让大家详细了解在地下各种土层位置，土层的厚度，并依据土层情况调整压力、提升速度，在卵石层部位由于卵石间缝隙较土体较大，要求提升速度不大于150mm/min，以保证施工质量。
④试验员、物资部人员检查水泥进场的数量、外观包装、质量及标号，试验员收集出厂的各项质量证明文件，按批次进行复试，
⑤各分段施工管理人员每天都要对钻探机、旋喷机设备的性能、压力表的精度和灵敏度进行检查。
⑥项目部派专人对高压旋喷作业后台的水泥配合比、水泥用量、泵压进行检查管理，从源头上控制桩的质量。
6 出现渗漏的解决办法
在以后开挖过程中，如果渗水量不大。在护坡桩之间的原土上拉结钢丝网片，然后喷筑混凝土护壁，再抹一层速凝水泥。如果渗水量较大，将剔除护坡桩之间部分原土，在有渗漏处插入导管，然后在桩之间砌筑砖墙(用速凝水泥做浆)，并在砖墙外皮做速凝水泥保护层。水泥硬化后拉结钢丝网片（导管周围压筋加密），再喷筑混凝土护壁（导管周围的混凝土加厚）。将导管倒出水流引入集水坑中进行集中排水，集水坑要随着土层的开挖随挖随做，确保集水坑内的积水及时排出。
7 结语
基坑土方开挖时，观察到帷幕内基坑无较大渗漏，开挖顺利，充分表明止水帷幕无缺口，施工质量良好。随着北京市建委、水务局文件的下发，在北京地区高压旋喷止水帷幕在基坑止水施工中的应用将会越来越多，施工工艺必将越来越成熟。