巖溶注漿技術在月亮山大橋6#墩的成功應用

（湖北省地質局第一地質大隊 湖北黃石435100）

（湖北省地質局第一地質大隊 湖北黃石435100）

黃石市月亮山大橋6#墩在采用沖孔樁進行樁基礎施工時，因鉆至溶洞后，孔內漏漿及垮孔，沖孔樁施工困難，經與業主單位及專家組討論后，擬采取帷幕注漿后再進行沖孔樁施工，本文對月亮山大橋6#墩注漿設計方案、施工過程、堵水效果等進行了論述。工程實踐表明帷幕注漿技術是克服巖溶地區基礎施工難題的有效技術方法之一。

巖溶注漿基礎施工月亮山大橋

0 前言

月亮山大橋位于黃石市中心原陳家灣立交橋附近，該橋北接湖濱大道，跨頤陽路、老武黃鐵路、沿湖路，南接月亮山隧道，是黃陽一級公路的重要組成部分，是黃石市中心連接黃金山工業園及陽新縣的重要通道，橋址起迄里程為1K3+114.20～1K3+476.80，橋長362.60m。其中6#墩中心里程為1K3+295.5，6#墩設置2個樁，樁Z19里程為1K3+295.5左3.5m，樁Z20里程為1K3+295.5右3.5m，樁徑1.80m。經勘察，6#墩兩個樁均見溶洞，其中Z19溶洞位于22.90~29.60m，Z19溶洞位于25.10~28.20m，充填物為風化的石灰巖碎屑夾粘性土，勘察時鉆進有掉塊及垮孔現象，全孔采用套管護壁才能順利鉆進。中鐵十一局對6#墩Z19、Z20兩個樁基礎采用沖孔樁施工，因鉆至溶洞后，孔內漏漿及垮孔，沖孔樁施工困難，經過大量（約1200m3）注水泥漿、拋投塊石及粘土球等措施后，孔內水位仍未見回升，經與專家組討論后，該橋墩樁基施工時水位為13m左右，低于附近磁湖及長江水位，裂隙溶洞地下水估計與東南側廢棄煤礦裂隙相溝通，擬采取帷幕注漿后再進行沖孔樁施工，為確保6#墩Z19、Z20兩個樁注漿有效果，縮短建設周期，創造了良好的經濟效益和社會效益，本文重點介紹了巖溶注漿技術在月亮山大橋6#墩的成功經驗。

1 月亮山大橋6#墩地層概況

根據勘察揭示，場區的巖土層按其成因分類主要有：第四系人工填土層（Q4ml）雜填土；第四系全新統沖洪積層（Q4al+pl）粉質黏土；下伏為三疊系（T）下統大冶組石灰巖，巖溶很發育。

2 注漿堵水方案

2.1 設計意圖

通過對6#墩Z19、Z20溶洞進行鉆孔注漿加固，達到充填溶洞孔隙，形成止水帷幕，堵塞地下水通道，防止后期成樁后水泥大量漏失，保障樁基礎施工的目的。

2.2 注漿質量要求

通過注漿形成注漿隔水帷幕，將含水層的過水通道進行封堵，沖孔樁能順利施工。

2.3 注漿孔布置

6#墩Z19、Z20#樁樁徑1.80m，每個樁布置注漿孔8個，孔位布置在樁鋼護筒外1.0m的圓周上，注漿孔間距為1.46m。設計孔深鉆至溶洞底板即可，設計孔深28.2-29.6m，設計總進尺462.40m。

2.4 注漿孔施工次序

為提高注漿效果，防止串漿，鉆孔應跳孔間隔施工，本工程16個注漿孔分二序施工。

2.5 灌漿

采用一次性純壓式灌漿法注漿，采用多次注漿，間隔時間不超過水泥初凝時間并不超過4小時。注漿孔鉆至設計孔深后下入注漿器進行注漿，注漿材料采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥漿液采用機械攪拌制備。水泥漿水灰比采用1:1，注漿壓力不超過2.0MPa。地面、樁孔有漏漿現象或注漿壓力達到結束標準時可結束灌漿。灌漿過程中發生孔與孔之間串漿時，應同時進行注漿。注漿量大而難以結束時，可采用下列措施處理：低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿。

2.6 設計工程量

根據相近工程進行估算，本工程設計總注漿量約400m3，設計水泥用量約308噸。鉆孔工作量為16孔462.40m。

3 施工工藝與注漿方法

3.1 注漿施工工藝

（1）注漿孔采用鋼卷尺放樣，采用XY-1型液壓回轉鉆機成孔，第四系覆蓋層采用硬質合金鉆頭鉆進，基巖采用金剛石鉆頭鉆進，注漿孔開孔孔徑?130 mm，灌漿段孔徑應≥91mm。（2）該墩兩樁地質情況較復雜，鉆孔穿越的溶洞較大，孔內掉塊卡鉆嚴重，在溶洞處必須套管護壁方可順利鉆進。（3）當注漿孔按設計鉆至該注漿段深度，經沖洗孔內巖粉后即可進行注漿作業。

3.2 注漿方法

采用下行式純壓注漿，自上而下下行式分段注漿法。注漿材料采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥漿液采用機械攪拌制備，水泥漿水灰比采用1:1。最大注漿壓力不超過1.0MPa，采用間歇式注漿法，使止漿套管底部與土層結合穩固，降低后續分段注漿時向上串漿的可能性。

3.3 注漿結束標準

（1）當基巖段注漿壓力達到設計壓力，漿液難以注入時。（2）在最大設計壓力下，當注入率不大于1 L/min后，繼續灌注30min，可結束灌漿。

4 注漿堵水效果分析

注漿工程竣工后，對各序注漿孔注漿量進行統計分析，前期注漿孔注漿量大，后期注漿孔注漿漿量明顯減少，后序注漿孔巖芯節理裂隙、溶蝕空隙中均發現有已固結的水泥，亦說明巖層含水裂隙逐漸被漿液充填，達到止水效果。通過各序注漿孔注漿量的統計與分析，1序注漿孔平均每米吸漿量為5.23 m3/m，2序注漿孔平均每米吸漿量為1.98 m3/m，每米吸漿量大幅下降62.15%，說明注漿施工有效，巖石裂隙、溶洞孔隙率大幅降低。

5 注漿后成果

在注漿完工9孔時，地下水位從13m已明顯有回升現象，后期注漿孔鉆孔施工時均有返水現象，在鉆完15孔時，20#樁已完成了沖孔樁的施工，在灌注混凝土時，只見少許漏漿現象，為該項目順利完工爭取了時間。本工程完工后，根據鉆孔前后施工情況對比，注漿達到了一定的效果，且ZJ19-4與ZJ20-4在注漿時已無法注入水泥漿，注漿時壓力超過2.0MPa，溶洞及裂隙已被充填，通過本次注漿工程，達到了巖溶加固的目的。

6 結論

工程實踐表明，沖孔樁在施工前采用地面帷幕注漿技術，可有效降低沖孔樁施工難度，明顯加快基礎施工進度，并確保基礎質量可靠，是克服巖溶地區基礎施工難題的有效技術方法之一。

[1]注漿與錨固技術手冊

[2]水工建筑物注漿規范

[3]張偉杰.隧道工程富水斷層破碎帶注漿加固機理及應用研究 [D].山東大學,2014.

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巖溶注漿技術在月亮山大橋6#墩的成功應用

■熊朝暉 馮斌 夏勇

U445[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-444-1