高速公路路基滑坡路段鋼管注漿加固技術(shù)

李斌

摘 要：鋼管注漿是一種壓密注漿和錨桿注漿相結(jié)合的滑坡處理技術(shù)，可有效降低不均勻沉降，取得良好的路基滑坡段加固效果。文章以實(shí)際工程為例，對高速公路路基滑坡路段鋼管注漿原理進(jìn)行了分析，然后對高速公路路基滑坡路段鋼管注漿加固施工技術(shù)進(jìn)行了探討，提升了坡體的承載力，保證了滑坡路段的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：路基滑坡路段 鋼管注漿加固 鉆機(jī)鉆孔

1.工程概況

K57+184-K57+940段左側(cè)邊坡設(shè)計共二級，邊坡采用臺階型設(shè)計，每10m高設(shè)平臺，一級邊坡平臺2m，邊坡坡率采用1：1～1：1.25。防護(hù)形式采用窗孔式護(hù)面墻+六棱塊植灌草防護(hù)。2016年年底邊坡開挖后先后發(fā)生小范圍滑塌，現(xiàn)場四方確定將在K57+430～K57+510段一級邊坡防護(hù)形式變更為路塹擋土墻，二級邊坡適當(dāng)放緩防護(hù)形式調(diào)整為實(shí)體護(hù)面墻。在2017年4月邊坡頂部出現(xiàn)裂縫，四方于現(xiàn)場確定將邊坡二級以上放緩并調(diào)整防護(hù)形式，但因征地問題未能實(shí)施。2017年7月在連續(xù)暴雨后邊坡進(jìn)一步發(fā)生破壞，原坡頂裂縫發(fā)展為高1.5～4m不等錯臺，同時K57+430～K57+450段一級邊坡已施工的路塹擋土墻向外推移并下沉，最大處位移>3m、下沉0.6m。對該邊坡進(jìn)行了補(bǔ)充地質(zhì)勘查，勘查結(jié)果顯示該滑坡范圍為K57+380～K57+510，為小型牽引式滑坡。因該處邊坡地面線過陡，故四方確定采用注漿加固滑體及部分清方的方案。邊坡K57+380～K57+450段一級邊坡及左幅路基（不包含中央分隔帶）采用鋼花管注漿固結(jié)滑體，邊坡K57+425～K57+445段邊坡坡頂采用鋼管加固以確保上部邊坡安全。

2.鋼管注漿加固原理

鋼管注漿加固法指的是按照一定的間隔距離在加固區(qū)布置注漿管，在注漿鋼管上設(shè)置注漿孔，并焊接倒刺。使鋼管可以穿入到加固層中，穿入深度要控制在0.5～1m左右。將注漿鋼管打入到地表后，使用水泥漿進(jìn)行注漿，按照設(shè)計的配比制備好水泥漿，然后利用高壓泵級將水泥漿液壓入到土體中。此方法具有施工速度快、加固見效果好、差異沉降小等優(yōu)點(diǎn)。如圖1所示為鋼管注漿結(jié)構(gòu)示意圖。

3.鋼管注漿加固技術(shù)

3.1修整坡面

在施工前，首先使用挖掘機(jī)對坡面進(jìn)行粗略修整，然后安排作業(yè)人員進(jìn)行精修。施工期間需將邊坡坡率控制好。邊坡開挖到某標(biāo)高值后，要立即開展錨桿施工，防止開挖邊坡時出現(xiàn)滑坡的情況。工人進(jìn)場后，人工從上到下將松動的巖石和坡面雜物清理干凈，將出現(xiàn)松動的巖石塊鑿除，保證施工平面的平整度。在危巖清除過程中，要在平臺的周圍布置安全網(wǎng)，每一層平臺都要將跳板鋪滿，避免巖石從施工場地滾出后對機(jī)械造成損壞，造成不必要的傷亡事故。

3.2鋼花管加工

本工程使用Ф108×8mm無縫鋼管作為注漿鋼管，鋼管使用套管焊接或?qū)诤傅姆绞竭M(jìn)行連接。分別采用6m和4m兩種規(guī)格的鋼管。管身鉆孔直徑設(shè)計為10mm，鋼管豎向間隔距離為50cm，按照梅花形布置，鋼管底部封閉。

考慮到鉆孔的底部會出現(xiàn)殘渣，為了防止鋼管直接接觸到殘渣，需在鋼花管的底部焊接錐形頭。在焊接過程中，使用單面滿焊接的方式進(jìn)行施工。設(shè)計錐頭的長度為200mm，焊接過程中不允許澆水，并在焊接完成后自然冷卻。

為了確保鋼化管注漿過程中可以放在鉆孔中心位置，需將支撐鋼筋在鋼管上部進(jìn)行滿焊，鋼管上部采用4根Φ20mm鋼筋作為上部支撐鋼筋，設(shè)計單根鋼筋的長度為340mm。使用雙面焊接的方式進(jìn)行焊接施工。地面和支撐面的程度控制在140mm，焊接時不允許澆水。

鋼花管底部使用鋼板密封焊接，設(shè)計鋼板的厚度為5mm，鋼板的中部鉆一個可以由PVC管通過的孔。在注漿鋼管上部管口位置布置一個拆卸方便、密封性良好的注漿口，注漿口位置布置控制閥，確保注漿過程中水泥漿灌注壓力的穩(wěn)定性。為了提升鋼管和水泥砂漿的粘聚力，避免水泥漿液從孔眼處冒漿，需使用鋼絲球或砂紙對鋼管表面進(jìn)行除銹。

3.3鉆機(jī)鉆孔

本工程使用機(jī)械成孔的方式進(jìn)行鉆孔施工，成孔直徑控制在Φ130mm，在進(jìn)行成孔期間要做到無水鉆進(jìn)，各孔要超鉆20cm。在進(jìn)行鉆孔時，需根據(jù)數(shù)據(jù)將孔位放出，要求鉆孔孔位誤差≤50mm，將竹簽插入到孔位上，然后使用油漆標(biāo)出孔號，保證施工時對該鉆孔的位置進(jìn)行記錄。鉆孔完成后，要求鉆孔的垂直度誤差要控制在1%以內(nèi)。鉆孔至設(shè)計深度值后，對深度進(jìn)行測量，使用長度為1m，并且直徑和鋼化管相同的鋼管進(jìn)行一次試放，確定達(dá)到設(shè)計深度后即可將鋼花管正式放入。

3.4鋼花管入孔

在進(jìn)行鋼花管下放時，首先從管底孔中穿入首次注漿的PVC管，然后從鋼花管口穿出。PVC管下部要從鋼花管底部伸出管外10cm，并使用一個密封圈套在PVC管外，然后使用膠帶將其固定好。然后再鋼花管底蓋孔中塞入密封圈，并將PVC管和鋼花管結(jié)合處密封好。

將鋼花管吊入到孔中，然后在上部留出0.4m的管頭。為了避免吊裝過程中不會損壞管壁膠帶，需使用水泥袋或棉紗包裹住套鋼絲繩的地方。在吊裝過程中要做到勻速下放，以免在下放過程中將封眼膠帶損壞。如果出現(xiàn)破洞或損傷的情況，則要重新封閉好后再次進(jìn)行下管。

3.5注漿施工

采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥、重鈣粉復(fù)合漿液、粉煤灰作為注漿填充材料，設(shè)計水灰比為0.75：1～1：1，在注漿過程中將注漿壓力控制在0.25～0.5MPa，注漿初期先采用1：1的稀漿，然后逐步將壓力提升到0.5MPa時，采用0.75：1的漿液進(jìn)行注漿。使用壓漿泵進(jìn)行二次注漿，根據(jù)各段的注漿壓力值對注漿壓力進(jìn)行控制，如果發(fā)現(xiàn)壓漿管抖動劇烈則立即終止壓漿，并將回漿閥門打開。注漿鋼管進(jìn)行注漿前需對孔口進(jìn)行封口，在封口的過程中要提前預(yù)埋一根排氣管。選用分次間歇式注漿的方式進(jìn)行二次注漿施工，待首次注漿穩(wěn)定后即可對排氣孔進(jìn)行封口，然后進(jìn)行第二次鋼管壓漿。如果壓漿量>設(shè)計量，但路基、坡面等位置還有水泥漿液滲出或注漿壓力表還沒有穩(wěn)定，此時需暫停注漿，并在水泥初凝后再次進(jìn)行壓漿。如此循環(huán)直到將水泥漿壓滿到設(shè)計壓力值。當(dāng)壓力值達(dá)到穩(wěn)定后，關(guān)閉管口控制閥門，然后將注漿管拆除。注漿完成后，使用清水對管路和注漿泵進(jìn)行沖洗，避免漿液在管道中凝固，保證管路通暢。在注漿過程中，只有滿足下述條件中的任意一個條件就證明單孔注漿量已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計要求，此時即可終止注漿作業(yè)。

（1）注漿壓力達(dá)到注漿設(shè)計所規(guī)定的終壓值。

（2）單孔注漿量達(dá)到設(shè)計注漿量的80%以上。注漿量的計算公式見式（1）。

Q=A×β=π×R×L×β （1）

式（1）中：Q—總注漿量，m3；A—注漿范圍巖層體積，m3；β—填充率，根據(jù)圖紙及巖石地層的情況而定；R—注漿半徑，M；L—注漿長度，m。

（3）全地段結(jié)束條件：所有注漿孔均以符合單孔注漿結(jié)束條件，無漏注漿的情況。

4.結(jié)束語

綜上所述，該高速公路工程在施工過程中，采用鋼管注漿法對滑坡路段進(jìn)行加固取得了良好的加固效果，提升了坡體的承載力，保證了滑坡路段的穩(wěn)定性，值得類似工程借鑒和參考。

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