高速鐵路路基巖溶注漿施工技術(shù)淺析

楊永海

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066）

高速鐵路路基巖溶注漿施工技術(shù)淺析

楊永海

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066）

巖溶注漿是以堵水、防滲為目的或提高巖溶充填物的力學(xué)性質(zhì)，降低單位長(zhǎng)度吸水量，增加地下水的滲透阻力，從而大大減少地下水位波動(dòng)對(duì)土石界面上部土體的侵蝕能力。本文就京滬高鐵DK426＋480～DK426+670段巖溶注漿工程施工技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，供同行借鑒。

高鐵 路基 巖溶注漿 施工

1. 程概況

京滬高鐵DK426+480～DK426+670段表層含碎石新黃土,具濕陷性,濕陷系數(shù)δs=0.015～0.081,厚0.7～7.4m,其下為粉質(zhì)粘土,棕褐色～棕色,堅(jiān)硬～軟塑,厚0.2～3.8m,下為石灰?guī)r,青灰色～灰白色,弱風(fēng)化,節(jié)理發(fā)育，有溶洞,屬巖溶弱發(fā)育。

2. 溶注漿施工

本文選取有代表性的，地質(zhì)條件偏劣的地段DK426+480～DK426+670段的施工過程進(jìn)行闡述。

2.1 注漿范圍及注漿孔布置

根據(jù)注漿加固深度原則，本段屬于巖溶弱發(fā)育～巖溶中等發(fā)育地段，注漿加固地段長(zhǎng)度控制在溶洞地段或溶隙發(fā)育帶前后10m。土石分界面以上3m,以下6m，注漿孔間距4.5m，正方形布置，如圖1。

圖1 巖溶注漿孔平面布置圖

2.2 施工程序

奇數(shù)列為Ⅰ序孔，偶數(shù)列為Ⅱ序孔。施工時(shí)先Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔。同列注漿孔跳孔施鉆，不得全部鉆完孔后注漿，以免孔位串漿，增加難度及清孔工作量。注漿孔施工自路基坡腳向線路中心的順序進(jìn)行,先兩側(cè)后中間，保證注漿質(zhì)量。注漿結(jié)束后，布置檢查孔進(jìn)行質(zhì)量檢查。

2.3 施工工藝流程

巖溶注漿擬采用阻塞式自下而上分段孔內(nèi)循環(huán)注漿，施工工藝流程見圖2。

圖2 巖溶注漿工藝流程圖

2.3.1 測(cè)量放線

根據(jù)巖溶注漿孔位平面布置圖，對(duì)各孔位進(jìn)行放樣，并測(cè)量、記錄對(duì)應(yīng)的孔口地面高程，同時(shí)埋設(shè)好沉降觀測(cè)樁，施工期間進(jìn)行沉降觀測(cè)。

2.3.2 鉆孔

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%的勘探孔，待試驗(yàn)段勘探孔完成后，整理資料，上報(bào)設(shè)計(jì)單位確定相關(guān)注漿深度與范圍，再進(jìn)行一般注漿孔鉆進(jìn)。

注漿孔均采用XY-130型回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔,開孔孔徑為110mm。其中土層地基采用泥漿護(hù)壁合金鉆頭鉆進(jìn), 將鉆桿對(duì)準(zhǔn)孔位，開孔時(shí)要輕加壓、慢速、大水量，防止將孔開斜。基巖部分采用金剛石鉆頭鉆進(jìn),孔徑為Φ108mm，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深。

各注漿孔鉆至土層與基巖接觸面時(shí)開始取芯，并對(duì)芯樣編號(hào)、裝箱保存、拍照，及時(shí)進(jìn)行巖性描述。

鉆進(jìn)過程中要詳細(xì)地記錄孔內(nèi)情況，如換層、掉塊、漏水、脫空等。遇特殊情況，及時(shí)向監(jiān)理工程師報(bào)告，并按其指示處理。

鉆孔結(jié)束后，對(duì)鉆孔進(jìn)行妥善保護(hù)，防止雜物等掉入孔內(nèi)。

2.3.3 壓水試驗(yàn)

鉆孔結(jié)束經(jīng)“三檢”驗(yàn)收合格后，進(jìn)行壓水試驗(yàn)，先導(dǎo)孔和一般孔均采用單點(diǎn)法壓水，壓力均為灌漿壓力的80%。在設(shè)計(jì)壓力下，每5分鐘測(cè)一次讀數(shù)，連續(xù)測(cè)記四個(gè)流量并達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)后即可結(jié)束，并取最終值計(jì)算透水率。

2.3.4 注漿

注漿水泥采用P.O32.5水泥。水玻璃30～40Be，模數(shù)2.4～3.4，水灰比為0.8:1～1:1。砂采用中粗砂,細(xì)度模數(shù):2.5～3.2,含泥量不大于3%。水泥與水玻璃的重量比初擬為1:0.2,體積比為1:0.05；漿液與中粗砂體積比為1:1。若遇較大溶洞或裂隙處，視具體情況先灌注中粗砂或稀的水泥砂漿對(duì)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。

巖溶注漿按分序加密的原則進(jìn)行，采用阻塞式自下而上分段孔內(nèi)循環(huán)灌漿施工。

(1)注漿段長(zhǎng):基巖部分每5m一段進(jìn)行注漿,土層部分只分一段進(jìn)行灌漿。

(2)注漿壓力，一般基巖中為不小于0.1～0.3Mpa，巖土界面附近逐步加大至0.3～0.5Mpa。

(3)漿液水灰比和漿液變換標(biāo)準(zhǔn)

漿液水灰比采用1:1、0.8:1兩個(gè)比級(jí)，開灌水灰比為1:1；當(dāng)灌漿壓力不變，注入率持續(xù)減小時(shí)，或注入率保持不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比；當(dāng)1:1漿液注入量已達(dá)3m3以上，而注漿壓力和注入率均無顯著改變時(shí)，應(yīng)換0.8:1漿液繼續(xù)灌注直至結(jié)束。

(4)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)和封孔

注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):巖溶注漿在規(guī)定的壓力下注漿孔停止吸漿后, 延續(xù)灌注不大于10L/min即可結(jié)束。當(dāng)長(zhǎng)期達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí),采用水泥雙液注漿或灌砂等方式進(jìn)行處理。處理結(jié)束后在該部位附近布置四個(gè)補(bǔ)強(qiáng)加固孔繼續(xù)灌注水泥漿液，見圖1。

注漿結(jié)束后，采用“機(jī)械壓漿封孔法”封孔及人工二次手工封孔。即全孔注漿結(jié)束后，用膠管下入到鉆孔底部，用灌漿泵向孔內(nèi)泵入0.5:1濃漿，水泥漿逐漸上升，將孔內(nèi)稀漿置換出，直到孔口返出與進(jìn)漿相同比級(jí)的濃漿。在泵入漿液過程中，將膠管徐徐上提，但應(yīng)保證管口保持在漿面以下。封孔做到密實(shí)，無孔洞。

2.3.5 注漿效果檢測(cè)

注漿結(jié)束后通過注水、鉆芯取樣檢測(cè)效果。

(1)注水試驗(yàn)

在注水試驗(yàn)前，量測(cè)孔內(nèi)穩(wěn)定水位后，進(jìn)行孔內(nèi)定量注水，觀測(cè)單位長(zhǎng)度吸水量變化幅度，注漿后試驗(yàn)的單位長(zhǎng)度吸水量應(yīng)小于注漿前吸水量的3～5%，即可判定達(dá)到注漿效果。

(2) 鉆芯取樣

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。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)施工中遇到溶洞處理方法

通過先導(dǎo)孔探明溶洞發(fā)育情況，根據(jù)溶洞發(fā)育特點(diǎn)，將其分為三類：輕微溶蝕、一般溶洞、復(fù)雜溶洞。由于溶洞復(fù)雜，對(duì)于溶洞注漿處理，應(yīng)遵循先易后難的施工原則，即先處理輕微溶蝕或一般溶洞，摸清溶洞發(fā)育情況后再處理復(fù)雜溶洞，根據(jù)其特點(diǎn)采用相應(yīng)的處理方案。

2.4.1 輕微溶蝕

輕微溶蝕指節(jié)理巖體、巖溶發(fā)育輕微及封閉的比較小的溶洞。該類輕微溶蝕吸漿量一般比較小，適合于單液注漿工法。若洞內(nèi)無填充物或填充物不滿時(shí)，注漿開始及前期注漿量較大，可適當(dāng)添加粗砂擠密填筑溶洞，直至停止漏漿；若填充物呈松散、軟塑或已固結(jié)呈硬塑狀態(tài)時(shí)，直接注漿固結(jié)即可。

2.4.2 一般溶洞

一般溶洞指溶洞發(fā)育明顯，無大裂隙穿過，鉆機(jī)注漿孔鉆進(jìn)成孔施工時(shí)，鉆進(jìn)冷卻水和泥漿會(huì)明顯泄漏，需及時(shí)補(bǔ)充。處理方法是施工時(shí)鉆機(jī)鉆孔穿過溶洞至底部后，再鉆進(jìn)1.0m。首先選用單液注漿，并且添加中粗砂擠密填筑溶洞。如果注漿流量較大或注漿量超過設(shè)計(jì)量1.5倍，改用雙液注漿方法。

2.4.3 復(fù)雜溶洞

復(fù)雜溶洞指溶洞發(fā)育明顯或斷裂帶高度發(fā)育地區(qū)，并有明顯裂隙，空隙相當(dāng)發(fā)育、分布廣泛、孔徑大、連通性好，鉆機(jī)注漿孔鉆進(jìn)成孔施工時(shí)，鉆進(jìn)冷卻水和泥漿泄漏嚴(yán)重。處理方法是施工時(shí)鉆機(jī)鉆孔穿過溶洞至底部后，再鉆進(jìn)1.0m。先進(jìn)行溶洞內(nèi)的充填加固，把溶洞用水泥、中粗砂灰漿填滿。選用單液注漿，并且添加中粗砂擠密填筑溶洞。如果注漿流量較大或注漿量超過設(shè)計(jì)量1.5倍，改用雙液注漿方法。該地區(qū)吸漿量一般比較大，注漿采用雙液注漿方法。

3. 結(jié)語(yǔ)

巖溶注漿加固地基施工技術(shù)，已成為高速鐵路巖溶地區(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(cè)合格率為100%，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的注漿效果。該技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，為快速、高效、優(yōu)質(zhì)地建設(shè)京滬高速鐵路提供了技術(shù)保障，有效地保證了鐵路路基施工質(zhì)量。

[1]《巖溶注漿加固設(shè)計(jì)圖》（京滬高京徐施路通-32）；

[2]《客運(yùn)專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南》（鐵建設(shè)2010-241號(hào)）。

U45

B

1007-6344（2015）12-0335-02

楊永海（1980-），男，四川廣元人，工程師，從事水電及鐵路工程施工技術(shù)與管理工作。