注漿在巖溶鐵路路基中的加固技術(shù)

摘 要：隨著我國(guó)鐵路建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，高速鐵路在當(dāng)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)中擔(dān)負(fù)著重要的作用。在高速鐵路修建中，巖溶段鐵路路基采用注漿加固技術(shù)，該技術(shù)可克服不良地基的影響，有效提高鐵路路基的施工質(zhì)量。文章從注漿工藝和技術(shù)措施、注漿質(zhì)量控制、施工中常遇問(wèn)題預(yù)防及處理措施三個(gè)方面進(jìn)行了討論，其目的是為了注漿在巖溶鐵路路基中的加固技術(shù)技術(shù)適用性強(qiáng)、施工成本更低、加固效果更明顯。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；巖溶；注漿加固

隨著我國(guó)高速鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展，高速鐵路在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著巨大的作用。而鐵路路基作為高速鐵路的關(guān)鍵部位，在高速鐵路建設(shè)中顯得至關(guān)重要。鐵路路基的加固程度直接影響著高速鐵路的使用質(zhì)量。在鐵路路基建設(shè)中經(jīng)常會(huì)穿越一些不良地質(zhì)帶，如巖溶路基段，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、承載力低，使路基建成后產(chǎn)生不均勻沉降。結(jié)合巖溶路段下的鐵路路基施工，工程實(shí)踐表明，注漿加固技術(shù)是鐵路路基施工中一種有效的質(zhì)量控制技術(shù)，可較大程度地提高路基承載能力。因此，須不斷加強(qiáng)注漿加固技術(shù)中的操作規(guī)范，優(yōu)化施工步驟、提升施工水平，以提高不良地質(zhì)條件下的路基施工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)鐵路建設(shè)事業(yè)的良性發(fā)展。

1注漿工藝和技術(shù)措施

根據(jù)施工設(shè)計(jì)，預(yù)先準(zhǔn)備注漿管材、模數(shù)在2.4～3.0之間的水玻璃、和38～43°Be、2.5級(jí)水泥等，提前進(jìn)行小樣配比試驗(yàn)。

1.1注漿前準(zhǔn)備

參照設(shè)計(jì)圖和注漿孔巖溶發(fā)育狀況，將漿液配比用料提前準(zhǔn)備出來(lái)。確保注漿泵和攪拌機(jī)等設(shè)備狀態(tài)良好；注漿孔孔口蓋換上混合器（法蘭盤(pán)），進(jìn)行管路試壓，并對(duì)管路和接頭等部位進(jìn)行檢查，漿液的攪拌時(shí)間至少為5min，漿液制備好以后將停留時(shí)長(zhǎng)控制在4h以?xún)?nèi)。

1.2注漿

按照先稀后濃的順序注漿，然后根據(jù)吸漿情況逐步對(duì)漿液加濃度，保持0.8：1～1：1之間的配比值；注漿壓力不得超過(guò)0.1～0.3Mpa，巖土界周?chē)淖{壓力逐漸加大到0.3～0.5Mpa，但不得超過(guò)1.5Mpa。a若連續(xù)注漿不升壓，吸漿量不減少，則改用雙液注漿的方式或加大漿液濃度。如果采取雙液注漿的方式，則水泥漿和水玻璃的體積比以及總量綜合配比分別為1：0.5～1：0.4和1：0.2。b若存在巖溶極發(fā)育和巖溶空洞的情況，則要按照巖洞深度將中粗砂或粉煤灰摻入漿液中。c若碰到有巖溶發(fā)育但不進(jìn)漿或吸漿量較少的情況，先要進(jìn)行高壓清水洗孔或鉆機(jī)清孔將巖溶裂隙通道疏通，然后注漿。

1.3注漿結(jié)束

除設(shè)計(jì)要求結(jié)束單孔注漿外，還可通過(guò)下列條件結(jié)束注漿。a壓力控制標(biāo)準(zhǔn)：若壓力正常，但進(jìn)漿量較少，需要逐步增大注漿壓力，待注漿壓力達(dá)到500Kpa、進(jìn)漿量不超過(guò)4L/min，使這種穩(wěn)定狀態(tài)維持20min。b地質(zhì)狀況控制標(biāo)準(zhǔn)：清孔確定漿液已達(dá)到溶洞下限。c注漿范圍控制標(biāo)準(zhǔn)：冒漿點(diǎn)超出控制范圍，無(wú)法進(jìn)行工藝控制。d特殊情況的控制標(biāo)準(zhǔn)：如果注漿壓力不符合運(yùn)行要求，注漿量不變，出現(xiàn)在地表的不正?，F(xiàn)象對(duì)地表環(huán)境造成影響時(shí)。

1.5完成注漿后，經(jīng)質(zhì)檢部門(mén)檢驗(yàn)合格后，再由監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)終孔情況。密封處理注漿孔，并留下備查的標(biāo)記，結(jié)束上述工作后清場(chǎng)。

2注漿質(zhì)量控制

注漿加固技術(shù)屬隱蔽工程，對(duì)其質(zhì)量控制至關(guān)重要。為確保路基施工質(zhì)量，路基施工中應(yīng)采用多角度、多時(shí)段、多方法對(duì)注漿效果進(jìn)行檢測(cè)。常用的注漿加固質(zhì)量檢測(cè)方法包括：注漿前后鉆孔注水試驗(yàn)對(duì)比法和面波檢測(cè)法。

1.1注漿前后鉆孔注水試驗(yàn)對(duì)比法

注漿加固施工完成后，對(duì)該段進(jìn)行了95次壓水試驗(yàn)。結(jié)果顯示：注漿完成后土體和巖層中的平均單位吸水率較注漿前分別下降了92.86%和82.65%，具體檢測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表1，表明注漿完成后漿液有效充填了土體和巖層中的空洞和裂隙，提高了巖土體強(qiáng)度。

1.2面波檢測(cè)法

面波檢測(cè)法是通過(guò)無(wú)線(xiàn)面波儀對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。該儀器使用無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備，配備高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和專(zhuān)用電源高度集成電子測(cè)試系統(tǒng)。其原理示意圖見(jiàn)圖1。注漿加固施工完成后，對(duì)該段選取了1500孔進(jìn)行面波檢測(cè)，對(duì)注漿效果的檢測(cè)，不能單從面波速度或頻散比較結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，應(yīng)綜合二者進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示：滿(mǎn)足表2，達(dá)到好、良好以上的樁孔1435個(gè)，占選取樁孔總數(shù)的95.64%，表明該巖溶路基段注漿加固效果明顯，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3施工中常遇問(wèn)題預(yù)防及處理措施

1.1在注漿過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)漿液冒出地表即冒漿

采取如下控制性措施：適當(dāng)降低注漿壓力，提高漿液濃度，必要時(shí)在漿液中摻入砂或水玻璃；限量注漿，控制單位吸漿量；采用反復(fù)注漿的方法，即出現(xiàn)冒漿后就停止注漿，待15min左右后再進(jìn)行灌注。

1.2在注漿過(guò)程中，當(dāng)漿液從附近其他鉆孔流出即串漿

采取如下方法處理：用止?jié){塞將冒漿孔堵上，后在原注漿孔再繼續(xù)注漿；可將注漿孔與冒漿孔并聯(lián)，進(jìn)行同時(shí)灌注。

1.3在注漿過(guò)程中，出現(xiàn)地層隆起

可根據(jù)其產(chǎn)生原因來(lái)處理：由于注漿過(guò)程中產(chǎn)生水平劈死，在漿液壓力的作用下，對(duì)地層產(chǎn)生影響。采取限壓、限流或在保持注漿壓力的前提下，控制注入率；在注漿過(guò)程中漿液壓力作用下，對(duì)濕陷性大的土層產(chǎn)生擠壓變形，造成局部隆起。在這種情況下，應(yīng)該降低注漿壓力。

1.4在注漿過(guò)程中，出現(xiàn)吸漿量過(guò)大

可根據(jù)產(chǎn)生的原因來(lái)處置：由于注漿土層過(guò)于疏松，在漿液壓力作用下，出現(xiàn)土體的壓縮變形，使裂縫變寬，導(dǎo)致吸漿量過(guò)大。這種情況下，應(yīng)繼續(xù)灌注至壓力上升到設(shè)計(jì)壓力或反復(fù)灌注到地層不吸漿為止；由于地層存在掏刷而形成的空洞。這種情況下，就一直灌注到空洞填滿(mǎn)為止。

1.5安全及環(huán)保措施

施工過(guò)程中需安排專(zhuān)職安全人員，協(xié)調(diào)安全作業(yè)；三腳架及鉆機(jī)安裝牢固穩(wěn)妥；注漿管路拆除時(shí)，打開(kāi)回漿閥釋放壓力。施工現(xiàn)場(chǎng)的材料、構(gòu)件、工具必須按施工平面圖規(guī)定的位置堆放；施工產(chǎn)生的水泥漿應(yīng)通過(guò)預(yù)設(shè)的排水溝排入預(yù)定位置。

4結(jié)語(yǔ)

注漿加固技術(shù)在不改變地層組織的情況下，應(yīng)用于巖溶發(fā)育路段內(nèi)路基施工時(shí)，可快速增強(qiáng)其地基承載力，提高其力學(xué)強(qiáng)度和變形模量，優(yōu)化路基施工質(zhì)量。該技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)效益好、污染小、施工質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的推廣與運(yùn)用價(jià)值。同時(shí)巖溶注漿能夠及時(shí)改善巖溶地層狀態(tài)，起到了加固地基作用，提高了地基承載力，避免了溶洞、溶蝕破碎帶頂板坍塌、下沉現(xiàn)象的出現(xiàn)，滿(mǎn)足了路基穩(wěn)定性要求，且具有施工簡(jiǎn)便、施工工期短、見(jiàn)效快等諸多優(yōu)點(diǎn)。對(duì)鐵路路基巖溶注漿施工技術(shù)進(jìn)行分析探討，為在巖溶情況下修建鐵路路基提供一定的技術(shù)參考，具有十分重要的實(shí)踐意義。

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作者簡(jiǎn)介：

王建恒，男，（1982.01-），漢族，陜西寶雞人，本科，中鐵二十一局集團(tuán)第三工程有限公司項(xiàng)目副經(jīng)理。