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摘 要
摘要: 为积极响应北京市关于地下水资源保护的号召，北京地铁16 号线富丰桥站地下暗挖车站工程，原设计采用管井降水，因降水量较大，变更为注浆止水施工。施工不利水位为位于车站底板结构以上约0~3.3m 的潜水，止水施工采取底板隔水封底，侧墙注浆的方式。考虑到车站底板位于富水砂卵石地层，普通旋喷桩工法在此地层施工存在成孔难、易塌孔且钻进速度慢等技术难题，选用 N-JET 超高压旋喷桩工法，先跟管引孔，再高压旋喷注浆，一方面解决此地层成孔难、易塌孔的难题，另一方 面高压旋喷可以使水泥浆和土体充分搅拌，形成有效注浆加固体，成功阻隔地下水。
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工程概况
北京地铁 16 号线富丰桥站地下暗挖车站工程，为双层三跨岛 式车站，车站主体结构长 212.3m、宽 21.3m、高 16.05m，有效站台宽 12m。车站顶板覆土约8.0m，采用暗挖PBA工法施工。车站结构局部进入地下水，原设计采用降水施工，降水量较大，为积极响应北京市关于地下水资源保护的号召，将原降水施工变更为止水施工。车站底板采用 N-JET 超高压旋喷桩工法隔水封底，车站侧墙采用深孔注浆加固止水。
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地质和水文情况
2.1 工程地质
本工程地质自上而下依次为人工杂填层、新近沉积土层、 第四纪沉积层、古近代沉积岩层。本车站底板结构主要位于 第四纪沉积层，主要为卵石4、卵石5。各层岩性特性:卵石4，杂色，密实，湿，最大粒径 150mm，一般粒径 60-90mm 亚圆形，级配较好，联续分布，重度 21KN/m3;卵石5，杂色，密实，湿-饱和，最大粒径 150mm，一般粒径 60-90mm 亚圆形，级配较好，透镜体分布，重度 21KN/m3。
2.2 工程水文
本工程地下水主要为一层潜水，水位由西向东逐渐降低， 由西向东水力坡度约为 3‰，车站施工期间，施工不利水位位于结构底板以上约 0~3.3m，如图 1 所示。
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N-JET工作原理和工艺流程
3.1 工作原理
N-JET 超高压喷射注浆原理基于高压喷射法，原理是将带特殊喷嘴的注浆管通过钻孔方式置入到预处理地层，然后将浆液(常用水泥浆、水泥浆掺粉煤灰、化学浆)以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定的速度旋转、提升，即形成水泥土圆柱体。可形成防渗帷幕、提高地基承载力，减少地基变形，防止砂土液化、管涌和基坑隆起等。工程中常用二重管工法和三重管工法等，但上述工法容易引起土体隆起， 对周边环境影响较大，自日本引进的 RJP、MJS 及 N-JET 等大直径超级高压喷射工法，对周边环境影响小，可适用更多不同的地质条件。
3.2 工艺流程
如图 2 所示，
引孔→下喷浆杆→喷浆→形成加固桩体→ 完成清洗移机。
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施工准备
4.1 技术准备
组织项目管理人员、施工班组长熟悉图纸、技术参数、 施工规范、操作规程，编制专项施工方案和审批，对施工人员进行技术、质量、安全交底，指定专人负责材料的抽样送 检工作，以及施工资料的编制收集整理工作。
根据施工图纸要求和前期试验桩，确定技术参数如下:
4.2 机械准备
4.3 现场准备
4.3.1 桩位放样
使用全站仪测定喷射桩施工的控制点，埋设标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，打设木桩， 保证桩孔中心移位偏差小于 20mm。
4.3.2 排污和灰浆拌制系统
喷射注浆过程中将会产生 80~100%的返浆量，将废浆液引入沉淀池，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土挖出堆放在集土坑集中外运。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。灰浆拌制系统设置在水泥仓附近，便于作业。
(1)N-JET 在施工中置换土体的排浆量大，需设置泥浆池2仓，单仓容积不小于一天施工方量的 1.3 倍，集土坑单仓容积不小于日完成量;
(2)N-JET 配套设备占地面积较大，约需 150m2 左右， 喷浆泵的布置离桩中心施工距离不宜超过50m，特别是喷射深度超过 30m 更应控制高压喷射泵与喷射机的距离，当超过 50m 距离时需增加喷射压力。
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施工方法
5.1 引孔
1)引孔:卵石地层成孔难、易塌孔、钻进速度慢等技术难题，采取了大扭矩液压工程钻机跟管钻进。一是采用风 动液压钻机配偏心式冲击器冲击跟管钻进;二是采用履带式 多功能岩土钻机跟管钻进。钻孔直径为φ180~220mm。钻机 就位后，用水平尺校正机身，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心 位置，孔位偏差不大于 20mm。钻孔达到设计深度后，将钻杆 提出，向孔内灌入稳定液护壁，再拔除钢套管。
2)护壁:造孔结束，将钻杆提出，向孔内灌入稳定液 护壁，采用液压拔管机将套管分节拔出。引孔深度可比设计 深度深 1m 以上。
5.2 喷射钻机就位下放钻杆
引孔后，将 N-JET 超高压喷射钻机就位对中并调整水平度，逐节下放钻杆至设计标高(上喷嘴达到桩底标高)，下放每节钻杆需检查钻杆的密封件是否完好，对密封件有磨损 的及时更换。
5.3 喷射
钻杆下至设计标高后(喷嘴部位)，在控制电脑中设定 转速、提升时间及步距，开启高压注浆泵及高压空气，缓慢 加压开始喷射注浆，喷射时采用超高压喷射，为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，达到设计压力后在原位置旋转 5 分钟以上，待孔口冒浆正常后再开始喷射提升。为确保桩底部位桩径的要求，可在桩底进行复喷一个行程。
5.4 喷射提升
开启高压喷射泵后，由下向上喷射，同时将泥浆清理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷射后再逐渐提升喷射管，以防扭断喷射管。钻杆的旋转和提升应连续进行， 不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆，以防断桩，并立即检修排除故障。
5.5 清洗
每节管拆卸后必须进行冲洗，摆放整齐，保证管路通畅。
5.6 钻机移位
为确保桩顶标高及质量，浆液喷嘴提升到设计桩顶标高 以上 200mm 时停止喷射，提升钻杆逐节拆除出孔口，清洗钻杆、注浆泵及输送管道，然后将钻机移位至下一孔。
5.7 废浆处理
N-JET 工法采用 100%土体置换，出泥量较多，需设专用泥浆储存池，待隔天固结后挖机挖出池内固结水泥土晾干， 运输到指定的弃土点处理;泥浆池分两仓，每仓容积为日完 成工程量的 1.5 倍，还需一个容积为日完成量大小 1.3 倍的 临时堆土场，本工程日完成量约 70m3，因此需设置两个 100m3 泥浆池及一个 200m3 堆土坑。
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成桩质量检查
6.1 检验方法
喷射工法桩的检验可采用钻孔取芯方法进行。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，及其抗渗能力。取芯部位根据本工程特点，宜在两桩交接处或桩中心 450~ 500mm 处，取芯对取出的芯样判别桩体的完成性;
6.2 质量检验数量和部位
检验点的数量为施工喷浆孔数的 1%~2%，对不足 20 孔 的工程，至少应检验 1 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。
6.3 质量检验时间和内容
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结束语
(1)N-JET 工法桩成桩质量检验合格，其成孔和高压旋喷注浆加固止水效果明显，说明该工法适用于富水砂卵石地层。
(2)富水砂卵石层浆液流失量较大，为确保桩顶质量， 宜适当增加喷射高度，如喷至桩顶以上 0.2~0.5m。同时， 在桩底部位喷浆时适当增大喷浆时间。
(3)N-JET 工法中引孔垂直度是控制喷射注浆固结桩偏差的关键，在引孔过程中需确保钻机水平状态及钻杆垂直， 对钻杆偏斜较大垂直度无法满足要求的需重新扫孔直至满足要求，当偏差过大无法扫孔达到要求时需回填后重新引孔， 跟管冲击引孔垂直度相对较好。
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上海重远建设工程有限公司
上海重远建设工程有限公司成立于2005年，地基基础一级，总部位于上海市浦东新区，是以地下工程为主营业务的施工企业。专业从事全套管桩基施工、地下障碍物清除(拔桩)、顶管(矩形)工程、TRD工法、拉森钢板桩、静压植入工法、MJS工法、RJP工法、N-Jet工法、设备及材料租赁等业务。为客户提供从方案设计，方案优化到现场施工等一站式优质服务，工程业务辐射全国。
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原文始发于微信公众号（上海重远建设工程有限公司）：N-JET超高压旋喷桩工法在富水砂卵石地层止水施工中的应用
