機場跑道基礎注漿實施控制要點分析

陳義曉，彭金亮

1.廣州白云國際機場建設發展有限公司，廣東 廣州 510470

2.北京金港場道工程建設有限公司，北京 100071

1 工程概況

某機場跑道通航以來，隨著機場航空交通量的成倍增長，跑道長期處于高負荷運行，道面逐漸出現不同程度的病害，如起皮、接縫破損、鑲縫料損害、板底脫空等。經過專業檢測，結果顯示跑道各區域脫空率呈現明顯的增長趨勢，脫空影響范圍在進一步擴大，已嚴重影響機場運行安全。因此，計劃對跑道板底脫空現象進行注漿加固處理。

2 注漿目的

（1）消除基礎板底脫空現狀，注漿后填充空隙，漿液凝固后增強基礎的整體強度，控制局部地基變形模量，提升路基強度。

（2）改善基礎脫空現狀及基礎沉降的不均勻性。

（3）提高基礎閉水性能，防止后期跑道基礎強度明顯衰減。

（4）局部修復跑道的平整度。

3 項目實施難點

該項目位于正在運營的跑道上，屬于不停航施工，有效施工時間很短。在施工過程中，有大量的人員、車輛、施工設備將進入禁區作業，每天的注漿作業完成后的清場工作量非常大，同時，在施工過程中還可能存在一些突發情況。因此，如何保障禁區施工的安全及合理、有效地組織施工是該工程的關鍵。另外，跑道注漿施工區域有眾多的管線及設施，在注漿施工過程中不能對現有管線和設施造成損壞，以免影響機場的正常運營。由于地下管線的不確定性，在鉆孔過程中極易造成管線的損壞。因此，施工前要明確了解管線的具體位置和走向，在場務等機場工作人員的指導下進行排摸作業，做上明顯的標記后方可鉆孔。

4 項目實施要點

4.1 跑道基礎現狀及注漿深度

現狀跑道道面結構層為44cm水泥混凝土面層、36cm水泥穩定碎石基層（2層18cm水穩）、20cm二灰碎石底基層；設計注漿深度為1.1m及1.05m。注漿示意圖如圖1所示。

圖1 注漿示意圖

4.2 工程量

該項目實施工程量如表1所示。

表1 項目實施工程量

4.3 項目實施的主要過程

（1）測量定位。按圖紙和實際情況進行測量定位，經機場人員確定并經其簽字確認后再放樣，孔位必須避開管線位置。

（2）泥漿拌制。漿液為水泥漿，漿液的配合比為水∶水泥∶外摻劑=0.6∶1∶0.02。漿液拌制采用在泥漿池內配置機械拌和裝置，每次拌和時間不少于2min。每池拌制4m3水泥漿，泥漿池尺寸為2m高、2m寬、1.3m深，每池加入水泥4281kg、水2568kg、外加劑85kg，外加劑待運至現場注漿前方可加入，以延緩漿液的凝固時間。采用泥漿比重計對配置好的泥漿進行檢測，將檢測合格的水泥漿用泵吸至運漿車上的儲漿桶中。施工過程中，注意取樣做好配合比檢測工作，根據規范要求制作相應的漿液試塊并養生。

（3）鉆孔。先用開孔機進行道面混凝土開孔，開孔深度控制在10～15cm，開孔直徑控制在6cm以下，之后采用鑿巖機鉆孔直至達到設計深度，而后鑿巖機空轉3～5s，以利于鉆桿提升，防止卡鉆。鉆孔完成后用空壓機吹孔10s左右，以吹凈雜質粉塵等。單塊道面板鉆孔布置如圖2所示。

圖2 單塊道面板鉆孔布置圖（單位：m）

（4）注漿。單個板塊注漿順序：遵循先外圍后中部的跳孔間隔注漿流程，即圖2中1→2→3→4→5，以提高注漿填充效果。在鉆好的孔位中插入止漿塞，封住孔口，防止注漿時漿液上冒，同時在孔口附近布監測點豎立標尺，然后連接注漿管開始注漿。注漿為填充式注漿，注漿時嚴格控制注漿壓力和流量，初始注漿壓力一般為0.3MPa，當注漿遇到阻塞，適當加大0.1MPa，最大壓力不超過1MPa。對整體跑道而言，注漿順序采用帷幕式，即先在外圍注漿形成帷幕，再在區域內注漿。注漿過程監控：①壓力控制在設計要求的0.3～0.5MPa，一旦壓力急劇上升或者超過1MPa，先立即停止注漿；稍等待后繼續注漿，如壓力仍舊急劇上升或者超過1MPa，則立即停止注漿。采用人工時刻監控壓力表的方式進行監控。②對現場注漿周圍的板塊進行及時監測，控制其抬升量在1～5mm，一旦道面抬升超過3mm，則立即停止注漿，防止延遲抬升造成道面損壞。注漿前將塔尺立于板上注漿孔板角處，隨著注漿的進行，測量人員隨時監測塔尺注意讀數的變化，一旦板塊抬升量超過3mm，立即對注漿人員發出停注信號。另外，在注漿施工前，在板塊之間放置水平儀，水平儀下墊設板塊等措施使水平氣泡居中，注漿期間設專人監控水平氣泡，若有變動說明板塊正在抬升，立即向測量員匯報，測量員隨即觀測塔尺，嚴密監控板塊抬升量，將其控制在5mm以下。③一旦注漿周圍板塊出現大面積的冒漿，說明充填漿液已達到飽和，應立即停止注漿，以免漿液造成大量的浪費和板塊抬升，造成對板道的破壞。④注漿流量控制在設計要求的范圍，最大不超過15L/min。注漿流量采用自動采集設備，設備使用前必須經校核、報驗、審批。⑤施工中對混凝土板號、注漿孔位、注漿時間、注漿流量、注漿壓力、總注漿量等數據進行詳實記錄，以充分掌握現場注漿壓力和流量的變化并進行綜合分析，判斷注漿效果是否滿足設計指標。

（5）封孔。壓漿結束將灌漿栓塞拔出后立即插入木塞，讓灰漿充分凝固。灰漿初凝后方可拔出木塞，隨即用快凝C40混凝土密閉孔口，孔口混凝土用鋼釬振搗密實后抹平。注意灌入的混凝土要略高于道面2～3mm，待其凝固收縮后可保持與原道面齊平。

4.4 注漿效果檢測

（1）注漿量。此項目總體注漿量及各單孔注漿量均達到或超過了設計要求。（2）鉆孔取芯檢測。養護28d后，注漿施工區域內進行全厚度鉆芯取樣檢測，該項目施工中共取樣12處，設計基礎層位內均充滿水泥漿液，達到了設計要求的效果。（3）HWD彎沉測試。對注漿加固區域進行HWD彎沉測試，板邊、板角脫空情況的判斷指標采用板邊/板中和板角/板中彎沉的比值，判斷標準如表2所示。經HWD彎沉檢測，有好、中板塊4171塊，占比91%；有次、差板塊389塊，占比9%。

表2 HWD彎沉測試判斷標準

5 結束語

文章對機場跑道注漿加固施工進行了敘述，具有以下經驗可供類似工程參考：（1）跑道注漿的可行性。從施工過程來看，注漿區域可注性好，注漿量大，原因為跑道基礎長期受飛機動荷載作用和地下水浸泡作用后逐漸松散并泥化，出現了較為明顯的脫空現象。（2）注漿加固效果通過HWD彎沉測試，彎沉值都有一定的降低，證實了注漿工藝可用于高水位條件下的跑道基礎加固。（3）注漿控制的復雜性。施工時雖然采取低壓力、慢流速注漿，但也多次發生漿液外溢現象。其原因為漿液在地下遇到阻礙，無法注入空洞只能從排氣孔排出。建議類似工程在注漿設備上安裝限壓裝置或自動泄壓裝置。另外，充分考慮注漿區域的基礎道面情況，若注漿深度區域為細粒式結構，建議增加注漿深度，使注漿管深入土層或粗粒式基層，以保持良好的可注性，防止注漿孔被封堵，從而抬高道面。