武廣客運(yùn)專線巖溶注漿施工技術(shù)

1、武廣客運(yùn)專線巖溶注漿施工技術(shù)夏渝珍（中鐵十一局武廣客運(yùn)專線XXTJ標(biāo)三公司項(xiàng)目部）摘要：本文就武廣客運(yùn)專線路基工程地基加固處理最主要的一種方式巖溶注漿的施工技術(shù)進(jìn)行簡要介紹關(guān)鍵詞：巖溶注漿 施工技術(shù)1 設(shè)計(jì)概況1.1 武廣客運(yùn)專線路堤地段注漿孔位采用梅花型布置，路塹地段采用正方形布置，孔間距5.0m、7.0m兩種；路堤地段加固范圍至路堤坡腳外約5.0m，路塹地段加固范圍至側(cè)溝平臺或墻頂平臺外邊緣。注漿孔開孔孔徑不小于110mm（土層中），終孔孔徑不小于91mm（巖層中）。鉆孔過程中應(yīng)注意紅黏土軟硬分界面。1.2 注漿水泥采用P.O32.5水泥，水玻璃3843Be，模數(shù)2.43.0。水泥漿液水灰

2、比為0.8:11:1。若遇空的巖溶通道、較大溶洞或裂隙處，視具體情況先灌注中粗砂或稀的水泥砂漿對溶蝕腔體進(jìn)行充填，再采用水泥漿液或雙液注漿，全充填溶洞一般采用單液注漿。1.3 注漿壓力，一般基巖中為不小于0.10.3Mpa，巖土界面附近逐步加大至0.30.5Mpa。1.4 巖溶地基處理前，一般選取鉆孔總數(shù)的30%作為先導(dǎo)勘探孔，探明巖溶發(fā)育情況和紅黏土軟硬，以確定合理的巖溶地基處理相關(guān)參數(shù)和施工工藝。先導(dǎo)勘探孔資料完成后，交設(shè)計(jì)單位根據(jù)巖溶發(fā)育情況，確定相關(guān)注漿深度與范圍。1.5 巖溶路基注漿，原則上以封閉土、石界面，形成隔水帷幕，根據(jù)先導(dǎo)勘探孔揭示巖溶發(fā)育情況，加固深度由探灌結(jié)合孔確定一般為

3、巖土界面以下56m，即孔深鉆入基巖56m，若施工中如遇溶洞,孔深至溶洞底板下1.0m。2 巖溶注漿施工工藝2.1 工藝流程圖巖溶注漿施工工藝流程圖施工準(zhǔn)備先導(dǎo)孔鉆進(jìn)注漿前注水試驗(yàn)注漿封孔一般注漿孔鉆進(jìn)一般注漿孔注漿注漿效果檢測2.2 工藝說明2.2.1 工藝原理武廣客運(yùn)專線路基基底巖溶較發(fā)育,地下水位隨季節(jié)變化特別是雨季,地下水上下波動急驟,在潛蝕、真空抽吸等作用下,易形成土洞,并發(fā)展成坍陷；或由于填筑路堤等原因增加荷載而使溶洞頂板產(chǎn)生坍陷等。坍陷危及路基穩(wěn)定,影響行車安全,需進(jìn)行巖溶注漿加固處理。覆蓋型巖溶路基注漿，原則上以封閉土、石界面，形成隔水帷幕，阻隔上層滯水與巖溶水的聯(lián)系。2.2.2

4、 施工工藝（1）施工準(zhǔn)備熟悉各巖溶注漿工點(diǎn)工程概況，提前作好施工方案、巖溶注漿孔位布置平面圖、施工技術(shù)交底等技術(shù)工作。場地平整路塹段為設(shè)計(jì)路肩標(biāo)高，路堤段為設(shè)計(jì)基底標(biāo)高以上50cm；設(shè)置必要的排水坡和四周的排水溝，形成有組織排水，防止地表水下滲。測量放線根據(jù)巖溶注漿孔位平面布置圖，對各孔位進(jìn)行放樣，并測量、記錄對應(yīng)的孔口地面高程。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，埋設(shè)好沉降觀測樁，施工期間進(jìn)行沉降觀測。接通施工用水、電，鉆機(jī)試運(yùn)行，確保設(shè)備能正常開鉆；準(zhǔn)備注漿用的水泥、砂、水玻璃、粉煤灰，進(jìn)場原材料進(jìn)行檢驗(yàn)；檢測所有注漿設(shè)備狀態(tài)，確保設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，合理設(shè)置水泥棚和攪拌站及附屬設(shè)施；對現(xiàn)場操作人員進(jìn)行技術(shù)交底

5、、崗前培訓(xùn)。（2）先導(dǎo)勘探孔鉆進(jìn)：根據(jù)探灌相結(jié)合的原則，鉆孔分為先導(dǎo)勘探孔和一般注漿孔，首先施鉆30的先導(dǎo)勘探孔，待試驗(yàn)段先導(dǎo)勘探孔完成后，整理資料，上報(bào)設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理，確定相關(guān)注漿深度與范圍。鉆進(jìn)：土層和巖層部分均采用水鉆進(jìn)行成孔。A.土層鉆孔：采用108鉆頭鉆進(jìn)，每一回次鉆完后，取出土芯，擺放整齊，并用標(biāo)簽記錄不同土層的深度。全孔采用110套管，護(hù)壁套管露出地面0.20.5米。B.巖層鉆孔:基巖面以下采用91鉆頭，鉆孔過程中均取出巖芯，擺放整齊，用小標(biāo)簽記錄不同巖性和溶洞的深度。鉆至設(shè)計(jì)深度后，用對鉆孔進(jìn)行清洗，清孔時(shí)間不少于20min。鉆孔完成后，由地質(zhì)編錄員及時(shí)對巖芯進(jìn)行編錄，分層記錄

6、不同土層和巖層的深度，巖溶發(fā)育的情況以及地下水位的深度。鉆孔過程中,監(jiān)理工程師旁站記錄地質(zhì)變化情況。采用水泥砂漿對注漿套管進(jìn)行固定。（3）注漿前注水試驗(yàn)：選取代表性孔進(jìn)行注水試驗(yàn)，確定注漿前單位長度吸水量。（4）注漿：在套管上安置盤混合器(法蘭盤)，調(diào)試注漿機(jī)，對管路進(jìn)行試壓、檢查管路、接頭的連接、密封質(zhì)量，接好壓力表，作好注漿準(zhǔn)備。注水試驗(yàn)完成后，開始注漿。如遇巖溶通道、較大溶洞和裂隙處視情況充填中粗砂、水泥砂漿等。如有巖溶發(fā)育但吸漿量少或不進(jìn)漿時(shí)，先采用高壓清水洗孔或鉆機(jī)清孔后疏通巖溶裂隙通道，再注漿。對溶洞內(nèi)有充填物的注漿孔或者對注漿質(zhì)量懷疑的注漿孔在注漿完成12小時(shí)后采用鉆機(jī)進(jìn)行清孔再

7、注漿，確保漿液已至溶洞下限或滿足設(shè)計(jì)注漿量和注漿結(jié)束條件。（5）封孔：注漿結(jié)束后，經(jīng)質(zhì)檢工程師檢查，通知監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)終孔條件。卸下法蘭盤、拔出套管，回填M7.5水泥砂漿封孔，搗鼓密實(shí)，并作好孔口標(biāo)記。（6）一般注漿孔鉆進(jìn)與注漿：先導(dǎo)勘探孔施工完畢后，對一般注漿孔進(jìn)行鉆孔、注漿施工及封孔。（7）注漿效果檢測：注漿后通過物探、鉆芯、水壓試驗(yàn)法檢測處理效果。注水試驗(yàn)在注水試驗(yàn)前，量測孔內(nèi)穩(wěn)定水位后，進(jìn)行孔內(nèi)定量注水，觀測單位長度吸水量變化幅度，注漿后試驗(yàn)的單位長度吸水量應(yīng)小于注漿前吸水量的35%，即可判定達(dá)到注漿效果。綜合物探檢測：遵循鐵路工程物理勘探規(guī)程(TB10013-2004)鉆孔檢查，

8、檢查孔數(shù)為5，根據(jù)取芯漿液充填情況直觀判斷注漿效果。3 材料機(jī)械設(shè)備人員配置3.1 材料及機(jī)械設(shè)備（1）水泥選用P.O 32.5袋裝普通硅酸鹽水泥；（2）水玻璃采用3843Be,模數(shù)2.43.0；（3）砂采用中粗砂；（4）XY-100地質(zhì)鉆機(jī)；（5）工作壓力為2MPa的注漿機(jī)；（6）注漿管線采用36PVC管；（7）注漿套管采用110無縫鋼管；（8）水泥漿拌制采用桶攪拌過濾灰團(tuán)后流入儲漿桶。3.2 人員配置序號名稱人數(shù)工作內(nèi)容1現(xiàn)場負(fù)責(zé)人1全面負(fù)責(zé)整個(gè)施工過程2技術(shù)負(fù)責(zé)人1負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工技術(shù)3鉆機(jī)機(jī)長1負(fù)責(zé)鉆機(jī)操作，現(xiàn)場記錄4鉆機(jī)工人3協(xié)助機(jī)長進(jìn)行鉆機(jī)操作5注漿工人4進(jìn)行洗孔和注漿工作6安全員1負(fù)

9、責(zé)現(xiàn)場施工安全7質(zhì)量員1負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工質(zhì)量8測量員3對注漿孔位進(jìn)行放樣和沉降觀測3.3漿液配比（1）純水泥漿：水灰比W/C=0.81.0；（2）水泥砂漿：水：水泥：砂=0.8：1.0：0.51.0；（3）雙液（水玻璃與水泥漿混合液）：水玻璃：水泥漿（體積比）820。漿液配合比按實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，遵循先稀后濃的原則，依吸漿情況逐步加濃漿液；當(dāng)連續(xù)注漿單孔超過15噸水泥不見升壓或吸漿量下降時(shí)，采用提高漿液濃度或雙液注漿措施。4 施工注意事項(xiàng)4.1 施工前應(yīng)向有關(guān)部門收集和調(diào)查地下設(shè)施、地下管線的具體位置。4.2 當(dāng)?shù)刭|(zhì)鉆孔發(fā)現(xiàn)巖溶較大,相臨兩孔可能連通時(shí),注漿孔應(yīng)跳孔施鉆,不應(yīng)全部鉆孔完后再注漿,以

10、免孔位串漿,增加難度及清孔工作量。溶洞較大且填充較少時(shí),應(yīng)先快速灌注中粗砂，再灌注水泥漿。4.3 注漿鉆孔孔位偏差不宜超過50cm，開鉆前必須保證機(jī)身平穩(wěn)。4.4 采取措施確保注漿連續(xù)進(jìn)行,不得中途中斷。4.5 注漿過程加強(qiáng)地面觀測記錄。在注漿區(qū)域埋設(shè)觀測樁,在注漿前后觀測其地表沉降。一般應(yīng)在線路中心、路基兩側(cè)路堤或路塹坡腳、以及坡腳外（或塹頂外）10m各設(shè)一排觀測樁，縱向間距一般不大于50m，過渡段范圍及非均質(zhì)地區(qū)應(yīng)加密觀測剖面。施工期間必須每天進(jìn)行地表變形監(jiān)測，實(shí)測地表變形量，測量精度不大于1mm，并做好詳細(xì)記錄，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)控制注漿壓力，以免塹坡的穩(wěn)定性或附近構(gòu)筑物受影響，同時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)

11、提交相關(guān)部門，以備路基沉降分析用。4.6 各孔注漿量根據(jù)具體地質(zhì)情況有較大的差異，當(dāng)連續(xù)注漿單孔超過15噸不見升壓時(shí)，應(yīng)考慮提高漿液濃度。必要時(shí)間歇注漿。注漿量過大時(shí)，應(yīng)提請有關(guān)四方會勘，采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┻M(jìn)行處理。4.7 鉆孔及注漿順序?yàn)榉乐古R孔串漿,增加處理難度,本次鉆孔及注漿順序原則為:先鉆探灌結(jié)合孔,后鉆一般注漿孔;無論探灌結(jié)合孔還是一般注漿孔,全部采用跳孔鉆進(jìn);一般注漿孔采用路基兩側(cè)向路基中心進(jìn)行邊鉆邊灌4.8 注漿前作好注水試驗(yàn)并記錄，根據(jù)鉆孔的地質(zhì)情況和注水試驗(yàn)的情況采用不同的注漿漿液和措施。4.9 注漿過程中，作好記錄，并專人巡視，避免注漿超出加固范圍以及對環(huán)境的污染。5.質(zhì)量

12、控制要點(diǎn)及質(zhì)量問題的預(yù)防措施5.1質(zhì)量控制要點(diǎn)5.1.1孔位放樣及測量施工現(xiàn)場通過測量復(fù)核場地平整標(biāo)高，孔位放樣采用控制樁引測出具體孔位的辦法，保證孔位放樣的偏差小于50cm。5.1.2鉆機(jī)對位檢查鉆機(jī)就位后,讓鉆頭對準(zhǔn)孔位中心,鉆桿垂直度偏差不大于1%后開鉆，孔位偏差不大于0.5m，確保成孔質(zhì)量。5.1.3 鉆孔深度控制鉆孔深度按鉆至基巖面以下5米，遇到溶洞，則鉆孔至溶洞底板下1m。通過先導(dǎo)勘探孔對地質(zhì)情況進(jìn)行復(fù)核，當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)際巖土界面與設(shè)計(jì)巖土界面高度不一致時(shí)，按以下方法進(jìn)行辦理：（1）一般注漿孔當(dāng)實(shí)際的巖土界面高于設(shè)計(jì)圖巖土界面3m以上時(shí)，注漿孔入巖深度應(yīng)比設(shè)計(jì)入巖深度加深23m；其余情況

13、按設(shè)計(jì)說明中入基巖56m辦理。（2）探灌結(jié)合孔當(dāng)實(shí)際巖土界面比設(shè)計(jì)圖的巖土界面上提差別大于3m時(shí)，注漿入巖深度加深5m，即達(dá)到巖土界面下10m才能注漿，總體以不超過設(shè)計(jì)深度為原則。5.1.4 注漿（1）清孔：封孔砂漿凝固后，連接注漿機(jī)，泵壓清水進(jìn)行清孔，直到排漿管排出清水后，完成清孔。（2）注漿：當(dāng)注漿達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)之一時(shí)，結(jié)束該孔注漿：注漿孔口壓力維持在0.5MPa左右，維持10min。冒漿點(diǎn)已出注漿范圍外35m時(shí)。未達(dá)結(jié)束條件處理：經(jīng)檢查達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，清孔后再次注漿。5.2 質(zhì)量問題的預(yù)防措施在巖溶注漿施工中，針對出現(xiàn)注漿孔始終達(dá)不到注漿結(jié)束條件時(shí)，通過分析形成的原因，制定出如下的預(yù)防措

14、施：5.2.1 在鉆孔時(shí)，108mm鉆頭下鉆至基巖以上0.5m后，再采用91mm鉆頭鉆至設(shè)計(jì)深度，將注漿套管施打至基巖頂面。保證注漿時(shí)套管不上浮。5.2.2 鉆孔時(shí)采取跳孔施鉆，邊鉆邊灌，防止出現(xiàn)串孔現(xiàn)象。6 安全文明施工、環(huán)水保措施6.1安全保證的主要措施6.1.1 施工現(xiàn)場設(shè)專職安全員1名，佩戴統(tǒng)一袖章和上崗證，配合工班長進(jìn)行現(xiàn)場指揮，防止出現(xiàn)安全事故。6.1.2 施工現(xiàn)場設(shè)置醒目的防護(hù)帶，防止閑雜人等進(jìn)入施工現(xiàn)場，確保施工的安全順利進(jìn)行。6.2環(huán)境保護(hù)措施6.2.1 對注漿孔注漿時(shí)，應(yīng)按照操作規(guī)程的要求進(jìn)行施工，減少漿液的浪費(fèi)；對廢棄漿液必須按指定的地點(diǎn)進(jìn)行排放，注意與周圍水溝的暢通，確

15、保與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。6.2.2 嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場焚燒廢棄物和會產(chǎn)生有害有毒氣體、煙塵、臭氣的物品。6.2.3 施工過程中嚴(yán)禁將含有污染的物質(zhì)或可見懸浮物的水排入河渠、水道。所有機(jī)械廢油回收利用或妥善處理，嚴(yán)禁隨意潑倒。6.2.4 選擇性能優(yōu)良、噪音小的施工機(jī)械，對本工程使用的鉆機(jī)、注漿機(jī)等機(jī)械要進(jìn)行定期保養(yǎng)維護(hù)，以減少因機(jī)械故障產(chǎn)生的附加噪聲與振動。6.2.5 合理安排作業(yè)時(shí)間，目前天氣炎熱，避免施工人員中暑，根據(jù)天氣的情況，盡量安排溫度較低的情況下進(jìn)行施工。6.3水土保持措施6.3.1 嚴(yán)格組織施工管理，開展文明施工，創(chuàng)標(biāo)準(zhǔn)化施工現(xiàn)場。施工前做到全員教育，全面規(guī)劃，合理布局。定期檢查、監(jiān)督本施工地段的各項(xiàng)水土保持工作的落實(shí)。6.3.2 建立健全水土保持體系，堅(jiān)持“預(yù)防為主，綜合防治，全面規(guī)劃”原則，抓住本工程水土保持工作重點(diǎn)，有針對性地采取措施，確保水源、植被不被污染和破壞。6.3.3 施工前對沿線水文、地質(zhì)、植被情況進(jìn)行調(diào)查，研究制定出可行的水土保持方案以及詳細(xì)的水土保持施工措施。6.3.4 加強(qiáng)施工機(jī)械管理，注重日常保養(yǎng)，防止油品存放和機(jī)械在使用、維修、停放時(shí)油料泄漏、滲漏，污染水體。7 結(jié)束語巖溶注漿加固地基施工技術(shù)，已成為鐵路客運(yùn)專線巖溶地區(qū)地基加固的主要措施之一，并被廣泛推廣使用。采用巖溶注漿加固的路基地段，經(jīng)物探檢測合格率為100%，達(dá)到了設(shè)計(jì)要