水平旋喷注浆加固技术助力北京地铁17号线建设

近年来，我国城市轨道交通工程保持较快发展态势。截至2021年9月，全国共有41个城市在建轨道交通工程项目，在建里程4700多公里。地铁隧道及其地下工程得到了全面发展，其施工方法也多种多样，其中地铁暗挖隧道施工过程中常用到的技术就是水平旋喷桩。

日前，中科建通工程技术有限公司顺利完成了北京地铁17号线某标段暗挖区间水平旋喷第二循环施工，在前期工作基础上进一步加固了地层，保证隧道掘进安全，满足正常开挖要求。后续开挖作业对市政道路没有影响，有效控制路面沉降，施工效果显著。

▲ 水平旋喷注浆实施效果

本次施工的暗挖隧道所处地层主要为3-1粉细砂层与2-1粉质粘土层，旋喷主要施工地层处于3-1粉细沙层。覆土深度5米，水平旋喷桩主要下穿公路施工，距离旋喷上方3.7米处有通信管线、雨水管道和电力管线等。

施工周边交通繁忙，动载及重载频繁，隧道下穿施工坍塌冒顶风险大。经过综合研判，最终决定利用旋喷桩在开挖面周边施工帷幕进行加固并止水，同时在掌子面外圈设置水平旋喷桩帷幕，保证隧道下穿施工穿越安全。

▲ 暗挖区间旋喷施工范围地质纵断面图

水平高压旋喷注浆技术是用水平定向钻机打设水平孔，以高压泵为动力源，通过钻机、钻杆、喷嘴以大于35MPa的压力，把配制好的浆液喷射到土体内。在喷嘴作缓慢旋转和后退的过程中，喷射流以巨大的能量，将一定范围内的土体切割、摧毁，强制土颗粒与浆液在地层原位充分搅拌混合，胶结硬化后形成直径比较均匀，具有一定强度（2～3Mpa）的桩体，从而有效加固地层。当旋喷桩相互咬合后,便以同心圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷帷幕体, 起到防流沙、抗滑移、防渗透的作用,保证隧道掘进安全。

“事在人为、坚韧图成、永创新高”，项目团队秉承公司精神，只争朝夕，奋力推进旋喷施工进展。从8月17日倒运设备到8月24日施工完成，项目团队共布置25根水平旋喷孔位，拱顶布置21根水平旋喷，两侧拱脚各布置2根水平旋喷，单节长度13米，工程量共325米。25根桩平均旋喷方量3.94m³，旋喷平均速率55.9L/min。

▲ 旋喷速率（L/min）

创新驱动，工程实践与技术创新相辅相成，这是中科建通典型的“名片”。公司现有工程专业博士、专家团队20余位，注册岩土工程师5位，一级建造师10余位，掌握了隧道及地下工程、边坡及基坑治理、地下工程病害分析及治理、减振降噪等方面核心技术。在本次施工中，项目团队在掌子面中心位置单独设立了试验桩，跟踪观察了试验桩开挖效果，并对水平旋喷桩进行随机取芯及其抗压、抗渗试验工作，试验结果均达到合格标准。

▲ 设备吊装出井

坚实的科研基础和踏实的“做工”作风，铸就了中科建通高品质的服务。公司陆续获得了北京地铁、长春地铁、中交路桥集团、中铁隧道局、中铁十四局、中铁十九局等单位的高度肯定，完成了土体改良加固、地下水封堵、地下工程病害诊断和治理、地基处理强夯及桩基等各类工程，在高质量发展征途中绽放出璀璨光彩。