淺談高速鐵路路基巖溶注漿技術(shù)

摘要：高速鐵路的路基施工關(guān)系到日后列車行駛的穩(wěn)定性和安全性，是高鐵施工的基礎(chǔ)，是所有施工工序中最重要的一環(huán)。巖溶注漿技術(shù)是在路橋建設(shè)中發(fā)展而來的，具有質(zhì)量優(yōu)勢，能夠滿足路橋建設(shè)中對路基的要求。巖溶注漿技術(shù)的目的在于最大程度的提高路基的堅固程度，使地下水不容易對路基造成沖擊和侵蝕，保證路基的穩(wěn)定性，提高路基的抗水位波動和地下水侵蝕的能力。本文以實際高鐵施工為例，簡要敘述了高速鐵路路基巖溶注漿技術(shù)的運用，分析其優(yōu)勢，并對路基巖溶注漿技術(shù)在高速鐵路路基建設(shè)上的意義作了探討。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；路基；巖溶注漿

1 高速鐵路路基建設(shè)總體施工情況分析

1.1 目前在建的某一高速鐵路HQ425+285.26—HQ426+387這一標段，將要進行路基建設(shè)的土層表面存在小塊的石子和黑土，雨季的時候會因為土壤變濕而導致塌陷，濕陷的比例系數(shù)為0.029—0.076，土層厚度為0.8—6.9米，表層土壤下面是黏土層，厚度為0.32—3.5，最下層為石灰?guī)r層，有溶洞存在，整體地形地貌屬于巖溶的第一階段。

1.2 對這一標段的路基巖溶進行注漿施工的時候，注漿用的水泥要求選用P．042．5標號的水泥，其中水泥和水的攪拌比例為0.85:1—1:1。這樣做的目的是使注漿具有一定的粘稠度，能夠在溶洞或石灰?guī)r層的縫隙將孔洞和縫隙全部封堵。如果遇到的溶洞尺寸很大或者遇到較大的溶巖裂縫的情況，就需要在水泥中加入砂子配比成水泥砂漿對孔洞和縫隙進行灌注，保證灌注位置結(jié)構(gòu)致密。

1.3 進行注漿施工的時候，對注漿壓力的選擇要因地制宜，不同的地段和區(qū)塊注漿壓力是不同的。上述注漿施工的標段，經(jīng)過計算，注漿壓力選取0．15—0．29Mpa較為適宜。

1.4 對高速鐵路路基進行巖溶注漿之后，要依據(jù)國家標準，檢驗注漿后巖石和土層的吸收量是否達到要求。高速鐵路路基巖溶注漿技術(shù)的檢驗標準為：注漿結(jié)束后，巖石和土層的吸水比例分別為≤0.39／min·m·m和≤0.30／min·m·m。

2 高速鐵路路基巖溶注漿過程

2.1 高速鐵路路基巖溶注漿技術(shù)施工的工藝要求

進行巖溶注漿的時候，首先要對巖層進行打孔，打孔的方式可以采取分段打孔和一次性成孔的技術(shù)。注漿的時候根據(jù)巖洞的打孔方式采取多次分段注漿和一次性注漿，此外，注漿也可以采取隨鉆的方式進行，具體方式為在打孔的時候，注漿管線隨著打孔鉆頭進入，前面打完孔之后，后面直接把水泥漿注入孔洞中。這種隨鉆頭注漿的方式又可以根據(jù)注漿的管線形式分為7種不同的形式。

2.2 高速鐵路路基巖溶注漿的停止時刻

高速鐵路路基巖溶注漿的時候，持續(xù)注漿一段時間之后，就要停止注漿，否則水泥漿從孔洞中溢出不利于后續(xù)施工的進行。那么如何界定高速鐵路路基巖溶注漿的停止時刻呢？目前主要從這三個方面進行判斷：首先是測量孔洞周圍的壓力，如果孔洞的壓力達到規(guī)定數(shù)值，并且孔洞不再對水泥漿進行吸收的時候，就可以停止注漿了。其次是密切觀察孔洞口的位置是否出現(xiàn)水泥漿溢出的現(xiàn)象，如果出現(xiàn)水泥漿溢出，就要停止注漿了。最后，對單位面積內(nèi)的注漿量進行測量，如果單位面積內(nèi)的注漿量明顯減少的時候，就是停止注漿的時候了。

2.3 高速鐵路路基巖溶注漿的時候，要選取典型的區(qū)段進行數(shù)據(jù)測量

高速鐵路路基巖溶注漿的時候，需要對注漿數(shù)據(jù)進行測量分析，通過數(shù)據(jù)分析來判定路基巖溶注漿技術(shù)是否達到預(yù)期要求，并且為后續(xù)類似施工積累經(jīng)驗。在本次施工中選取的數(shù)據(jù)記錄區(qū)段是典型的區(qū)段區(qū)域，該區(qū)域?qū)儆谑┕硕沃凶罹叽硇缘膮^(qū)域，測量這里的數(shù)據(jù)對于分析全區(qū)段有重要的代表作用。首先在這一區(qū)段選定五個小區(qū)塊進行試驗性巖溶注漿，每個區(qū)塊選取4-6排巖溶注漿的孔洞，每排選取5個孔洞進行試驗性巖溶注漿，選取的孔洞要相同間距，盡量采取正方形布置。

2.4 高速鐵路路基巖溶注漿施工的具體方式

高速鐵路路基巖溶注漿施工的時候，根據(jù)注漿施工工藝的要求，共分為三大類巖溶注漿方式：套管跟隨注漿方式、按鉆孔分段注漿方式和全孔一次性注漿方式。

（1）套管跟隨注漿方式

這種注漿方式一般分為兩個步驟進行，首先是鉆孔，標準的開孔直徑是10厘米左右，在后土層地段要將開孔直徑擴大到120厘米左右。鉆孔的時候要采取干式鉆頭或者是單循環(huán)鉆的方式進行。在進行鉆孔的同時，要將注漿套管隨著鉆頭一起帶入到預(yù)定位置。鉆頭進行施鉆的時候，必須要鉆到按粉狀的粘土才能停止，如果未遇到黏土層，就要鉆入巖石下面25厘米以下，達到設(shè)計深度為止。

鉆孔結(jié)束后，就要進行注漿了。由于注漿的套管是跟隨鉆頭進入巖層的，所以在進行注漿的時候，要將注漿套管逐漸上提。上提的高度要按標準進行，一般為1米。要先將套管上提一米之后，進行注漿操作，待注漿質(zhì)量達到要求之后，再將套管上提，進行下一段的注漿操作。

（2）按鉆孔分段注漿方式

按鉆孔分段注漿方式首先也是先進行鉆孔，鉆孔的時候一般采用帶回轉(zhuǎn)功能的鉆井機械，鉆孔直徑為標準的10厘米左右，在土層鉆孔的時候選用合金鉆頭進行鉆孔。鉆井的注意事項是要將鉆桿對準指定位置，進行施鉆的時候施加壓力不能太重、速度不宜過快，保證孔洞的開鉆為垂直巖層。

這種方式與套管跟隨注漿方式的不同在于，這種注漿方式是先將孔洞鉆好，然后按照不同深度進行分段注漿。分段注漿的具體操作為鉆孔完成后，將套管下到巖層孔洞中，這種孔洞在鉆孔的時候就已經(jīng)預(yù)先的將孔洞四周進行了預(yù)鉆，這樣能夠保證注漿的時候，水泥漿能夠被土層充分吸收。用這種方式進行注漿的時候，要等到水泥漿充分凝固之后才能進行下一階段的注漿。由于這種注漿方式是分段多次的注漿，每次注漿的時候，套管都要與之前的注漿段進行接觸，這就產(chǎn)生了套管的不同程度的堵塞，所以，采用這種注漿方式進行注漿的時候就要注意對套管壓力的監(jiān)測，一旦壓力表數(shù)值達到0.15 Mpa的時候，就要注意套管中水泥漿的下降速度和狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)套管堵塞的話，要馬上停止注漿，防止發(fā)生套管堵塞事故。

（3）全孔一次性注漿方式

全孔一次性注漿，對鉆孔的質(zhì)量要求的高。進行鉆孔的時候，要采取帶回轉(zhuǎn)功能的地質(zhì)鉆機，鉆孔直徑為10厘米左右，在土層鉆孔的時候選用合金鉆頭進行鉆孔。鉆井的注意事項是要將鉆桿對準指定位置，進行施鉆的時候施加壓力不能太重、速度不宜過快，保證孔洞的開鉆為垂直巖層。

等到孔洞鉆完之后，要對孔進行清理和檢查，在保證孔洞沒有坍塌和突起的時候，將鋼制套管直接插入孔洞底端，一次性將水泥漿全部灌入孔內(nèi)，注入后將孔洞密封凝固至少12小時。等到密封孔洞凝固之后，采集巖溶注漿樣本，對其進行檢測，符合要求后，轉(zhuǎn)入下一個施工程序。

3 高速鐵路路基巖溶注漿技術(shù)的優(yōu)勢和意義

巖溶注漿技術(shù)是在路橋建設(shè)中發(fā)展而來的，具有質(zhì)量優(yōu)勢，能夠滿足路橋建設(shè)中對路基的要求。由于高速鐵路的特殊性，對路基的堅固程度和穩(wěn)定性及抗水沖擊和侵蝕都有較高的要求。巖溶注漿技術(shù)的目的在于最大程度的提高路基的堅固程度，使地下水不容易對路基造成沖擊和侵蝕，保證路基的穩(wěn)定性，提高路基的抗水位波動和地下水侵蝕的能力。正是基于這些優(yōu)點，才使得巖溶注漿技術(shù)在高速鐵路路基施工中得到了廣泛的應(yīng)用。高速鐵路路基巖溶注漿技術(shù)作為高速鐵路施工的一項關(guān)鍵的技術(shù)，對穩(wěn)定鐵路路基，保證高速鐵路施工質(zhì)量有著重要的意義。

參考文獻

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