預(yù)注漿加固處理在路基巖溶地質(zhì)條件下的應(yīng)用

(中國(guó)水電七局有限公司三分局南廣項(xiàng)目部，廣西 平南，537300)

1 工程概況

南廣鐵路NGZQ-5標(biāo)段沿線部分地段為碳酸鹽巖分布區(qū)，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，巖溶地表塌陷明顯，屬于易塌陷區(qū)。該區(qū)上覆坡殘積層厚2.0m～6.0m，在水田、水塘表層和局部基巖面附近或溶溝溶槽中，分布有厚0.0～3.0m的軟土、松軟土；下伏基巖為全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、泥盆系中統(tǒng)(D2)石灰?guī)r，灰白色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，無(wú)充填。鉆孔中見有大量溶洞發(fā)育。

為防止巖溶地面塌陷發(fā)生，需要通過注漿充填路基土洞和灰?guī)r頂部的溶洞、溶蝕裂隙，以截?cái)嗟乇硭c地下水、孔隙水與巖溶水之間的水力聯(lián)系。

2 處理原則

依據(jù)工點(diǎn)區(qū)地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶發(fā)育特征、地下水動(dòng)力條件，結(jié)合工程建設(shè)及運(yùn)營(yíng)的影響，對(duì)易引起路基變形的巖溶不穩(wěn)定和欠穩(wěn)定區(qū)，采用“先探后灌，探灌結(jié)合”巖溶注漿處理為主的處理措施。

利用物探及部分鉆孔作為先導(dǎo)勘察孔，探明巖溶發(fā)育、分布情況，再進(jìn)行相應(yīng)處理。對(duì)空洞部分，先采用中粗砂或粉煤灰填充，再注漿。在覆蓋性巖溶發(fā)育地段路基，對(duì)地表覆土較薄、地下水位較高，溶溝、溶槽、溶洞等巖溶中～強(qiáng)發(fā)育地段，采用“注漿”等加固措施；對(duì)地表覆土較薄、地下水位較高，偶見溶溝、溶槽等巖溶破碎帶，為封閉水的滲流通道、改變水的滲流條件，采用“先探后灌、探灌結(jié)合”原則進(jìn)行注漿加固。

3 施工方法

3.1 施工準(zhǔn)備

熟悉各巖溶注漿工點(diǎn)工程概況，提前作好施工方案、巖溶注漿孔位布置平面圖、施工技術(shù)交底等技術(shù)工作。

施工場(chǎng)地應(yīng)預(yù)先平整，并沿鉆孔位置開挖溝槽和集水坑，形成有組織排水，防止地表水下滲。

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。

接通施工用水、電，鉆機(jī)試運(yùn)行，確保設(shè)備能正常開鉆。

準(zhǔn)備注漿用的水泥，并根據(jù)工程需要可準(zhǔn)備速凝劑、減水劑等。進(jìn)場(chǎng)原材料要進(jìn)行檢驗(yàn)。

檢測(cè)所有注漿設(shè)備狀態(tài)，確保設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，合理設(shè)置水泥棚和攪漿桶及附屬設(shè)施。

3.2 注漿孔鉆探

3.2.1 測(cè)放孔位。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，統(tǒng)一編號(hào)，并現(xiàn)場(chǎng)測(cè)放孔位、標(biāo)高，統(tǒng)一編號(hào)釘樁，鉆孔偏差不大于2cm。因地質(zhì)、施工場(chǎng)地等情況需要移動(dòng)孔位時(shí)，應(yīng)報(bào)設(shè)計(jì)單位核準(zhǔn)。注漿孔位布置，按各工點(diǎn)設(shè)計(jì)院圖紙?zhí)岢龅牟伎自瓌t進(jìn)行。

3.2.2 鉆機(jī)就位。平整場(chǎng)地后，設(shè)置鉆機(jī)，調(diào)平機(jī)架、機(jī)體。

3.2.3 開孔鉆探。開孔前先了解有無(wú)地下埋藏物，確認(rèn)無(wú)誤后采用巖芯管開孔鉆進(jìn)。開孔直徑不小于φ130mm。

3.2.4 土層鉆進(jìn)。土層鉆探采用φ108mm鉆頭鉆進(jìn)，每一回次鉆完后，取出土芯，擺放整齊，并用標(biāo)簽記錄不同土層的深度。

3.2.5 巖層鉆進(jìn)?；鶐r面以下采用φ91mm鉆頭，鉆孔過程中取出巖芯，擺放整齊，用小標(biāo)簽記錄不同巖性以及溶洞的深度，確定土石界面。鉆至設(shè)計(jì)深度后，對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗，清孔時(shí)間不少于20min。

3.2.6 鉆進(jìn)過程中注意事項(xiàng)。(1)在鉆孔通過土層和巖溶發(fā)育破碎帶時(shí)，采用跟管干鉆，鉆至巖層后可采用清水鉆進(jìn)，嚴(yán)禁使用泥漿鉆、大水沖水鉆進(jìn)；(2)鉆孔深度根據(jù)具體土層厚度、巖溶洞穴和土洞形態(tài)、埋深綜合確定，原則上為基巖面以下5m。對(duì)于埋深較大的溶洞，根據(jù)安全頂板厚度法判別，若頂板厚度達(dá)不到要求，則至溶洞底板以下1m；(3)在地下水位高于土石界面時(shí)，鉆進(jìn)時(shí)要做好封水工作，鉆孔不得偏斜；(4)鉆孔終孔直徑不得小于設(shè)計(jì)孔徑，鉆至設(shè)計(jì)深度后，埋入注漿管，在注漿管底部安裝止?jié){塞，孔口頂部設(shè)止?jié){塞封孔(用水泥漿加速凝劑凝固，待達(dá)到強(qiáng)度)后實(shí)施注漿。

3.3 注漿施工

3.3.1 注漿前準(zhǔn)備工作

在施工現(xiàn)場(chǎng)分布六臺(tái)PJ-5A注漿泵及攪漿桶等配套設(shè)備，在兩排鉆機(jī)之間各設(shè)一臺(tái)，隨鉆機(jī)移動(dòng)，以保證注漿效率。按設(shè)計(jì)要求，注漿材料采用PO42.5水泥，以及注漿管材等。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖及注漿孔巖溶發(fā)育程度，做好漿液配比用料，水灰比為0.8∶1～1∶1。檢查攪漿桶、注漿泵等設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況；壓漿孔孔口蓋換上混合器(法蘭盤)，對(duì)管路進(jìn)行試壓，檢查管路、接頭的連接、密封質(zhì)量；進(jìn)行漿液漏失處理，局部使用雙液堵漏時(shí)，水玻璃與漿液體積比據(jù)試驗(yàn)確定，水玻璃濃度38be’～43be’，模數(shù)2.4～3.0。

3.3.2 注漿施工方法

注漿采用金屬注漿管，有空洞需要填充水泥砂漿或水泥碎石粉漿時(shí)，內(nèi)徑不小于50mm，伸入注漿范圍頂面以下為花管，且長(zhǎng)度不小于0.5m。注漿底部為破碎帶或溶洞時(shí)，應(yīng)充填混合良好的水泥砂漿或水泥碎石粉漿封閉底部通道。

注漿采用動(dòng)態(tài)施工方式，自流注漿和壓力注漿相結(jié)合。注漿壓力參數(shù)，在灰?guī)r中不小于0.1MPa～0.3MPa，至巖土界面附近逐步加大至0.3MPa～0.5MPa，最大1.5MPa。

對(duì)較大土洞、空洞或半充填溶洞，可灌入2mm～5mm粒徑的小礫石，注濃漿處理，必要時(shí)添加速凝劑、降低注漿壓力、間歇注漿及高壓注濃砂漿。

當(dāng)注入率較大時(shí)，可摻入一定量的粉土或粉煤灰，粉土摻入量為水泥重量的10%，粉煤灰摻入量為水泥重量的20%～50%。

3.3.3 注漿結(jié)束條件

(1)注漿口壓力維持在0.2MPa左右，吸漿量不大于5L/min；

(2)冒漿點(diǎn)超過注漿范圍3m～5m時(shí)；

(3)單孔進(jìn)漿量達(dá)到平均設(shè)計(jì)壓漿量的1.5～2倍，且進(jìn)漿量明顯減少；

(4)特殊條件控制標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)注漿壓力不大或降低注漿量，基底出現(xiàn)異常上鼓，應(yīng)終止注漿，同時(shí)采用附近注漿孔“補(bǔ)償”等措施。

注漿結(jié)束后，須經(jīng)質(zhì)量檢查工程師檢查，并通知監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)終注條件，最后清理場(chǎng)地。

3.3.4 注漿效果檢測(cè)

注漿后通過水壓試驗(yàn)、物探、鉆芯法檢測(cè)處理效果：(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)綜合物探檢測(cè)。遵循《鐵路工程物理勘探規(guī)程》中相關(guān)檢測(cè)措施；(3)鉆孔檢查。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。

4 結(jié)語(yǔ)

通過以注漿為主的路基加固，使路基達(dá)到了無(wú)塌陷、無(wú)沉降、無(wú)積水的良好狀態(tài)，顯著提高了路基施工的綜合效益。因此，對(duì)既有鐵路路基工程不良地質(zhì)，采用注漿加固是一種較好的病害整治方法，值得推廣。