巖溶注漿在武廣客專中的應用

王擁政

（中鐵三局橋隧公司，河北 邯鄲 056036）

1 巖溶注漿的目的

武廣客運專線路基基底巖溶較發育，地下水位隨季節變化大，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生坍陷。通過注漿充填土石界面附近的土洞、溶洞和溶蝕裂隙，在地表水和地下水之間形成一道隔水帷幕，阻止地表水和地下水之間的聯系，防止巖溶地面塌陷。

2 巖溶類型

巖溶類型主要有兩種：一種是覆蓋型巖溶，一種是祼露型巖溶。巖溶注漿主要針對覆蓋型巖溶。裸露型巖溶，路基本體直接作用在基巖上，對巖體的沖擊力大，施工中主要是充填溶洞和溶蝕裂隙。

3 巖溶注漿的范圍

加固深度：原則上注漿范圍為基巖面以下5 m，若有溶洞則加深至溶洞底板以下2 m，施工中如在35 m的范圍內未發現有基巖，即可把35 m確定為加固深度。加固寬度：路堤坡腳以內2 m，路塹側溝平臺以內3 m。加固深度的確定：路堤以原地面為準，路塹以路肩設計高程為準。

4 主要原材料及機械設備

4.1 原材料

水泥選用P.O.42.5袋裝普通硅酸鹽水泥；水玻璃采用38～43Be′，模數2.4～3.0的桶裝水玻璃；緩凝劑；粉煤灰（二級粉煤灰）。

4.2 施工機械設備

XY－100和XU－100的地質鉆機；工作壓力為2 MPa的BW－150型注漿泵；注漿導管采用φ40鍍鋅管；注漿套管采用φ110無縫鋼管；水泥漿拌制采用桶攪拌過濾灰團后流入儲漿池。

5 漿液配合比

純水泥漿：水灰比W/C＝0.8～1.0；雙液（水玻璃與水泥漿混合液）∶水玻璃∶水泥漿（體積比）＝8 %～20 %。

6 注漿施工工藝

6.1 施工準備

調查地下管線分布情況，防止鉆孔傷及地下管線，調查當地水井、水源情況，防止污染；試驗場地平整，設置排水溝；孔位放樣，并測量、記錄孔口地面高程；接通施工用水、電，鉆機試運行，確保設備能正常開鉆；準備注漿用的水泥、粉煤灰、水玻璃等，并對進場原材料進行檢驗；合理設置水泥棚和攪拌站；對現場操作人員進行技術交底、崗前培訓。

6.2 鉆孔

（1）注漿孔鉆進。土層部分采用干鉆，巖層部分采用水沖鉆進。

土層鉆孔：采用φ108鉆頭鉆進，每一次鉆完后，取出土芯，擺放整齊，并用標簽記錄不同土層的深度及其高程。全孔采用φ110套管護孔。

巖層鉆孔：基巖面以下0.5 m為φ108鉆頭鉆進，以下采用φ91鉆頭，鉆至基巖面以下0.5 m時，將套管嵌入基巖并用水泥砂漿固結，待水泥砂漿初凝后繼續鉆進。鉆孔過程中均取出巖芯，擺放整齊，用小標簽記錄不同巖性和溶洞的深度及其高程。鉆孔確保鉆到溶洞底板以下不小于2.0 m，且進入巖層深度不小于5.0 m。鉆至設計深度后清孔，保證鉆孔底部的沉渣厚度小于0.2 m，并用清水沖洗鉆孔不小于20 min。

（2）鉆孔完成后，及時對巖芯進行編錄，分層記錄不同土層和巖層的深度、巖溶發育的情況以及地下水位的深度。

6.3 注漿

選3個具有代表性的注漿孔作注漿工藝性試驗，根據鉆孔巖溶發育以及注水試驗的情況采用如下的漿液：

（1）巖芯破碎，巖溶裂隙發育，鉆孔漏水：清水沖洗鉆孔，然后灌注純水泥漿，根據注漿量的大小逐步加大漿液濃度或者采用雙液注漿。

（2）有溶洞，溶洞充填或者半充填：先采用純水泥漿，根據注漿量的大小逐步加大漿液濃度或者采用雙液注漿，滿足注漿結束標準后，間歇3 h以上（漿液初凝后），清孔并進行二次注漿，注漿以純漿為主，視注漿量的大小采用雙液注漿。對溶洞較大的，采用多次注漿。

（3）無充填的溶洞，漏水嚴重：清水沖洗鉆孔，視溶洞的大小首先灌注粉煤灰，然后采用純水泥漿注漿，視注漿量的大小逐步加大漿液濃度或者采用雙液注漿，或者采用間歇注漿，間歇時間大于3 h。

注漿壓力不小于0.1 MPa～0.5 MPa，基巖中一般不小于0.1 MPa～0.3 MPa，巖土界面附近逐步加大到0.3 MPa～0.5 MPa。

注漿滿足結束標準后，停止注漿。24 h后，對試驗孔進行清孔并作注漿后的注水試驗。最后拔出套管，轉移鉆機，鉆孔回填M7.5水泥砂漿，振搗密實，孔口標明鉆孔編號。

7 施工控制

7.1 鉆孔

（1）按注漿布孔圖現場放樣，準確測量鉆孔前原始地面高程。

（2）根據探灌相結合的原則，鉆孔分為先導勘探孔和一般注漿孔，首先施鉆30 %的先導勘探孔，先導勘探孔完成后，整理資料，上報設計單位和監理，確定相關注漿深度與范圍。

（3）鉆孔及注漿順序：為防止鄰孔串漿，增加處理難度，鉆孔及注漿順序原則為：跳孔施鉆和跳孔注漿，自路基坡腳向線路中心的順序進行，先兩側后中間的順序進行。

（4）確?？孜灰苿硬淮笥?.5 m，鉆桿垂直度偏差不大于1 %。

（5）鉆孔深度控制：鉆至基巖面以下5 m，遇到溶洞，則鉆孔至溶洞底板以下2 m。

7.2 注漿

（1）注漿前作好注水試驗并記錄，根據鉆孔的地質情況和注水試驗的情況采用不同的注漿漿液和措施。

（2）注漿過程中，作好記錄，并專人巡視，避免注漿超出加固范圍對環境產生污染。

（3）注漿結束標準：注漿達到下列標準之一時，可結束注漿：①注漿孔口壓力維持在0.2 MPa～0.5 MPa左右，吸漿量不大于5 L/min，維持10 min；②注漿鉆孔基巖完整，或多次注漿，孔口壓力超過1.5 MPa時；③冒漿點已出注漿范圍外3 m～5 m時；當達不到上述結束標準時，應清孔再次注漿。

8 注漿效果檢驗（主要通過三個對比來檢驗）

8.1 注水試驗

注漿前后，抽取5 %的注漿孔，清孔后進行注水試驗，對比注漿前后的單位長度吸水量，檢驗注漿效果。

8.2 鉆芯取樣

在注漿范圍內選取注漿孔數5 %為驗證孔，根據取芯漿液充填情況直觀判斷注漿效果。

8.3 物探

注漿前物探與注漿后的物探進行對比，檢驗注漿效果。注漿前沿線路中心線布設一條檢測線，注漿后在線路的左、右中心線各布設一條基線，進行物探檢測。

9 施工總結

（1）施工前對場地進行平整，如為軟土或淤泥地段進行換填，厚度不小于50 cm，并分層進行壓實，壓實系數不小于90 %。

（2）施工前做好臨時排水設施，防止水泥漿污染農田及水源。

（3）施工過程中嚴格按設計要求進行施工，先兩邊后中間，并跳孔施工。

（4）注漿套管嵌入基巖深度不小于50 cm，四周用水泥漿填塞密實，防止在注漿過程中，漿液從孔口冒出，如發生孔口冒漿，停止注漿，將套管抽出，孔位用水泥漿填塞，重新進行鉆孔及下套管（施工中多次發生孔口冒漿現象，直接影響注漿效果，采用止漿塞或其措施也不是很理想）。

（5）注漿時串孔現象的處理，在施工中雖然按跳孔方法進行了施鉆，但在注漿過程中仍有個別孔位發生串孔現象，處理方法是：用止漿塞或套管帽封閉一個串漿孔，待注漿壓力達到設計要求后，再對另一個孔位進行注漿，或者是加大跳孔的間距，保證注漿質量。

（6）施工過程中要有專人對注漿四周巡視，防止漿液流入農田或水井中。

（7）注漿效果的控制，施工中孔口壓力作為控制注漿效果的主要手段，按設計要求注漿孔口壓力維持在 0.2 MPa～0.5 MPa左右，吸漿量不大于5 L/min，維持10 min；注漿效果就達到設計要求，施工中壓力表采用油壓式，并經常檢查壓力表工作正常性，防止水泥漿堵塞。

（8）冒漿，由于巖溶裂隙的發育程度及走向的分布沒有規則性，在注漿過程中常發生冒漿，當發生冒漿時，停止注漿，對冒漿點進行封閉處理，或采用間隔注漿的方法進行注漿，間隔時間以24 h為宜。

（9）漿液配比的控制，施工中采用桶攪拌的方式進行制漿，在桶壁上標識出加水水位，當達到此位置時停止注水，按配合比加入水泥，一般桶的溶積為1 m3，控制起來比較方便。

（10）配合比的選用：根據先導孔的鉆探結果，確定使用的漿液配合比，漿液配合有兩種：1∶1（水泥∶755 kg/m3，水∶755 kg/m3）；1∶0.8（水泥∶866 kg/m3，水∶692 kg/m3）。當溶洞較大或巖溶特別發育時采用雙液注漿。

（11）施工中如發現與設計的地質不相符時，要及時與設計單位聯系，確定施工方案，杜絕弄虛作假現象。