MJS工法桩在110KVA高压电缆管沟原位保护中的应用

MJS工法桩在 110KVA高压电缆管沟原位保护中的应用

吴永刚

中铁二十四局轨道分公司 四川成都 610052

摘 要：随着城市发展，市政管线延伸得越来越多，对市政管线的保护直接关系到工程施工能否顺利开展，关系到城市正常生产和居民生活。相比于高压旋喷桩等常用的土体加固方法，采用MJS工法桩加固土体可通过多孔管和强制排泥装置实现泥浆有序排放，达到对地内压力的有效控制，减少施工对相邻建构筑物的影响。

本文主要介绍MJS工法桩在既有重要管线（地埋）原位保护施工中的应用，采用混凝土连梁悬吊+钢板包封+MJS工法桩的方式进行保护。

关键词：MJS工法桩；原位保护；加固；地内压力

1、工程概况

广州市轨道交通7号线一期工程西延顺德段益丰停车场出入段线区间采用明挖法，区间既有110KVA高压电缆管沟斜跨出入线段主体结构CDK0+117.191~CDK0+184.438，长度67.247m。110KVA高压电缆管沟宽度2.4m*0.47m，管沟顶面埋深为1.7m。因110KVA高压电缆管沟迁改周期长，且电缆改迁无规划路由，110KVA高压电缆管沟采取混凝土连梁托撑+钢板包封的方法加以保护，区间内110KVA高压电缆管沟两端头采取可360°旋转的MJS工法桩斜打加固端头土体。

图1-1 110kv电缆管沟和MJS工法桩平面位置图

图1-2 110kv电缆管沟和MJS工法桩纵断面图

2、MJS工法及特点

全方位高压喷射工法（以下称MJS工法）是根据以往的高压旋喷工法进行改良、发展后的产物。MJS工法通过多孔管进行强制吸引废泥，排出地外使其能应对大深度的施工。同时根据压力管理系统来调整排泥量，能有效的控制喷射搅拌带来的地表隆起、下沉等情况。MJS工法桩不仅仅可以施工大深度，而且还能进行斜面、水平施工。

MJS工法同时还能实现自由选择加固桩径、垂直施工大深度、水平施工长距离、倾斜施工高精度、管道排浆零污染。

3、设计参数

MJS工法桩Φ2600@1600，东西两侧端头各12根，分垂直桩与倾斜桩，东侧桩长25.8m，西侧桩长29.4m，加固至中风化含砾砂岩层顶面；内侧靠近管道的MJS桩为斜桩，倾斜角度为5°，外侧为垂直桩。

图3-1 西侧MJS工法桩施工平面图 图3-2 东侧MJS工法桩施工平面图

4、MJS工法桩施工工艺流程

MJS工法加固土体分为两个阶段：

第一阶段为削孔阶段：削孔时将单根1.5m的钻杆和前端装置连接,直到计划施工深度，成孔直径为200mm左右；

第二阶段为提升喷射阶段：通过安装在钻头底部侧面的特殊喷嘴，置入土体深度后，用高压将水泥浆液及空气从喷嘴喷射岀去。由于高压喷射流具有强大的切削能力，因此，喷射的浆液一边切削四边土体，土体在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例及质量大小有规律地重新排列，浆液凝固后，便在土中形成各种形状的加固体。具体施工流程见下图：

桩位放样

引孔钻机就位

削孔（引孔）

超高压喷射机就位

下放喷浆管（后台提前拌浆）

设定喷浆范围

图4-1 MJS工法施工流程图

5、MJS工法桩操作要点

5.1施工准备

1）桩位放样

施工前用全站仪测定工法桩施工的控制点，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，并用打设木桩做好控制点，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。

2）灰浆拌制系统

MJS工法桩采用1台MJS主机施工，配备4台SG-150注浆泵（2台备用）及SG-100注水泵，同时需2台0.7~1.3Mpa的5-7Nm3的空压机及1台自动搅浆系统；根据MJS施工工艺的要求，需进行先导引孔，引孔设备采用性能较好的GXY-2C等系列钻机。灰浆拌制系统主要设置在水泥仓附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送泵设备组成。

图5-1 MJS桩设备布置

5.2引孔钻机就位

钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差小于1/100；钻孔前应调试泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，确保孔底标高满足设计深度，引孔深度比设计深度深1m。

5.3引孔钻进

钻机施工前，在钻孔机械试运转正常后,开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确，引孔过程中需加强泥浆护壁，在泥浆中加入适量膨润土，确保引孔结束后孔内无沉渣；

为防止喷射施工期间出现穿孔，引孔及喷射作业需有一定的间距，间隔2个孔位施工或等邻桩水泥浆达到终凝（1天）后施工。

图5-2 MJS工法桩施工顺序图

5.4引孔垂直度的控制

引孔垂直度是控制工法桩偏差的关键，引孔必须满足1/100要求，在引孔过程中需确保钻机水平状态及钻杆垂直，引孔采用导向钻头，经常检查钻杆垂直度，当钻杆偏差过大上提钻杆至垂直度较好部位开始扫孔，无法扫孔时需回填后重新引孔。

5.5 MJS喷射钻机就位下放钻杆

引孔至大于设计深度1m以上后，移除引孔钻机，将MJS全方位超高压喷射钻机就位对中并调整水平度，根据设计孔深计算好下放钻杆的节数，逐节下放钻杆使喷嘴位置至设计标高，下放过程中做好下放钻杆节数记录，并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。

图5-3 MJS喷射钻机钻头

5.6MJS喷射

钻杆下至设计标高后（喷嘴部位），开始喷浆，喷浆时采用高压泵及高压空气喷射，为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转60秒钟以上，待地内压力达到设计值后开启倒吸水及开始喷射步距提升。

图5-4 MJS喷射调试

5.7MJS喷射提升

开启高压喷射泵及高压空气后，由下向上喷射，同时将泥浆倒吸排出。喷射时先达到预定的喷射压力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，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1m范围内应适当增加钻杆喷浆喷射时间。

拟定喷射的参数如下：有效直径：2600mm；提升速度：根据本工程的水泥量要求，在标准规定的30min/m（全圆）基础上增加喷浆时间，增加至75min/m；配合比：1:1；注浆压力：40Mpa（±2）；主空气压力：0.7～1.2MPa；主空气流：2-3m /min；提升步距： 45s/1cm；旋转速度：全圆3-4转/min；成桩垂直度误差：≤1/100；水泥掺入量：8.5t/m；浆液流量：150L/min；地内压力控制系数：1.3-1.6（标准水压强的倍数）；

5.8废浆处理

由于MJS工法排泥量较多，需设置专用泥浆储存池，再用泥浆泵将泥浆抽到泥浆罐车上运输到最近的建筑垃圾处置（消纳）点处理；

6、MJS工法桩与传统高压旋喷桩施工效果对比

高压旋喷桩施工效果：

1）传统高压旋喷施工工艺无排泥系统，喷射过程中地内压力持续升高，导致喷射压力和地内压力差减小从而降低喷射效率；

2）随着地内压力持续增加，土体由于过度挤压变形导致地表隆起，容易对既有管线、建构筑物等造成破坏；

3）由于地内压力不可控，造成浆液扩散出加固范围，不仅浪费成本，同时污染周边环境。

MJS工法桩施工效果：

1）MJS工法桩设备通过压力传感器的反馈信息，合理控制地内压力大小，极大程度提高加固的可靠性和成桩质量，有效控制地表沉降，可将周围环境的影响降至最低；

2）MJS工法采用摆喷形式，加固方向不受条件影响，360°范围均可，对施工条件的适应性极强。

图6-1 MJS工法桩取芯图

7、结束语

在地铁建设过程中，由于很多重要的管线及建构筑物无法按期迁改不仅对工期造成严重影响，同时导致施工成本大幅升高。本工程采用MJS工法桩对110kv高压电力管沟的进行原位保护应用成功，避免了既有高压电力管沟的迁改，为出入段线主体结构基坑施工安全及节点工期提供了保障，对同类型工程具有十分可观的应用前景。

参考文献：

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