巖溶路基注漿加固處理施工技術(shù)分析

文/高超

1 前言

在公路施工環(huán)節(jié)遇到巖溶區(qū)域地段就會導致路基工程的開展難以有效進行，這主要由于巖溶路基的承載力不高、含水量過多、開展施工時路基的強度達不到實際要求所導致的，因此采取何種有效的技術(shù)方案提高巖溶路基的強度是當前研究者廣泛關(guān)注的一個重點。就目前而言，注漿加固處理技術(shù)在處理巖溶路基問題上能夠取得良好的效果，因此對該技術(shù)進行分析，探尋出更加優(yōu)秀的施工方案意義重大。

2 工程概況

某公路項目所處的地質(zhì)條件是裸露巖溶與覆蓋型巖溶連接的部位上，分布的地下水主要是巖溶裂隙水，因為季節(jié)會產(chǎn)生比較明顯的變化，且該地區(qū)的土質(zhì)主要是黏土，所以施工有一定的難度。從地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)，該地質(zhì)條件厚度0～3m，Ⅲ類，且分布著比較多的溶洞地形條件。巖溶洼地主要是因分布大量地下水形成的，地表水逐步滲入地下空間，覆蓋層內(nèi)就會產(chǎn)生一定的移動影響，導致上層覆土逐步成為土洞的形式，進而出現(xiàn)地表塌陷問題[1]。為了使路基穩(wěn)定性合格，確保公路項目運行安全性達標，應(yīng)在現(xiàn)場進行壓力注漿施工處理。

3 加固機理

利用外部設(shè)備產(chǎn)生壓力，把制作好的漿液直接填入溶洞、溶槽、裂隙等，將孔洞全部填滿，使其成為水平注漿帷幕的結(jié)構(gòu)，以避免地表水存在滲入底部，防止因地表水提升溶蝕能力，同時有效預防巖溶水與覆蓋層水建立垂直通道，保證路基結(jié)構(gòu)的加固效果，最終提升路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，促進整體工程施工質(zhì)量的提高。

4 施工方案

4.1 施工組織及機具配備

按照本次工期、質(zhì)量以及現(xiàn)場情況方面的需求，組建兩個施工團隊同時進行施工，按照要求給施工團隊配置足夠的施工機械設(shè)備與工器具，并且根據(jù)標準做好分工協(xié)作，保證項目施工有序進行。

4.2 施工范圍確定

為了保證巖溶路基部分的加固施工可以達到要求，在工程開始作業(yè)之前要做好加固范圍的確定分析，一般是應(yīng)用鉆孔的方法進行確認；另外，還要檢驗孔的位置是否能夠設(shè)置注漿孔、施工是否可以滿足要求。如果經(jīng)過檢驗之后確定巖溶異常，則說明需要增加加固面積，擴大需要加固的范圍。在加固區(qū)域向外擴張的驗收階段，距離原設(shè)計邊側(cè)3～5m 的兩側(cè)需要各自增加1～2 個鉆孔進行檢驗分析；如果沒有任何異常情況，則需要根據(jù)原有設(shè)計方案做好鉆孔驗證工作，同時記錄統(tǒng)計各項檢測結(jié)果和數(shù)據(jù)，然后上報監(jiān)理工程師，明確具體的施工范圍[2]。

4.3 注漿試驗及工藝參數(shù)

經(jīng)過鉆孔驗證工作之后，每個路段內(nèi)需要選擇1～2個注漿孔來做好壓水試驗、注漿試驗，以更好地確定合適的壓漿施工技術(shù)參數(shù)，比如注漿壓力、深度、擴散半徑、配合比等數(shù)據(jù)，從而保證各項技術(shù)參數(shù)達到工程的標準要求，為工程質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)。

5 施工工藝

5.1 注漿孔定位放樣

在各項準備工作按照標準結(jié)束后，就可以在現(xiàn)場進行注漿孔的定位放樣作業(yè)。在開始放樣工作之前，要結(jié)合具體的路基要求設(shè)計出橫斷面圖、注漿平面圖，還要確定具體的鉆孔驗證的固定范圍。放樣作業(yè)是通過全站儀完成的，在現(xiàn)場要進行明確的標注，如果發(fā)現(xiàn)存在地下障礙物，則需要結(jié)合實際情況調(diào)整鉆孔位置，但是要保證移動范圍控制在0.5m 以下；如果超出該范圍，則需要上報管理部門做出設(shè)計變更。

5.2 注漿孔鉆孔

鉆機進入施工現(xiàn)場后，開始組裝，然后進行性能檢測，達到運行標準才能投入使用。鉆孔工作開始前，要按照設(shè)計圖紙做好現(xiàn)場核對與處理。為了提升漿液利用率，且不會出現(xiàn)擴散范圍增大的情況，通常會選擇先兩側(cè)后中間的順序進行施工。除此之外，鉆孔通過干鉆法開展施工。地表如果有覆土的存在，為了避免存在塌孔問題，如有必要，可以通過下入直徑比較大的孔口管的方式進行。鉆孔深度檢測確定不能達到設(shè)計方案的要求時，應(yīng)該確保其深度到達巖面下部的3m 左右；同時，鉆進施工需詳細記錄各項參數(shù)，了解地質(zhì)條件變化，然后結(jié)合具體情況選擇合適的應(yīng)對措施[3]。

5.3 注漿孔檢查

要想保證成孔質(zhì)量，提高加固效果，在壓漿施工時要做好全面的質(zhì)量檢查，記錄各項技術(shù)參數(shù)，保證現(xiàn)場施工情況和設(shè)計方案是一致的，以此提高施工的質(zhì)量。

5.4 注漿

5.4.1 注漿順序：按照先外后內(nèi)、先中間后兩段的施工順序進行。

5.4.2 注漿方式：根據(jù)設(shè)計方案的要求，考慮鉆孔深度、巖面深度、裂隙發(fā)育的具體情況等因素，選擇從下到上的注漿施工方式，保證注漿施工效果合格。

5.4.3 注漿流程如圖1。

圖1 注漿流程圖

5.4.4 注漿工藝

5.4.4.1 注漿施工前應(yīng)該進行深度檢查，同時展開壓水試驗，一方面使加固施工的深度合格，密封性達標；另一方面使孔內(nèi)吸水量達標，不會存在溢水問題，全面提升注漿施工質(zhì)量水平。

5.4.4.2 根據(jù)設(shè)計標準、試驗參數(shù)確定最佳的配合比參數(shù)。

5.4.4.3 注漿過程中，應(yīng)該嚴格執(zhí)行施工工藝的要求進行作業(yè)，確保最大壓力不超出終注壓力的2 倍。

5.4.4.4 漿液需要選擇純水泥砂漿材料進行使用，如果有相對較大的溶洞、裂隙存在，且內(nèi)部沒有任何填充物存在，則應(yīng)投入粗粒填充料，然后才能應(yīng)用濃度相對較大的水泥漿進行注入施工。

5.4.4.5 如果施工位置上的地下水流動速度比較大、裂隙通暢性較好、跑漿的問題非常嚴重，則需要立即停止注漿施工，根據(jù)具體的情況做出調(diào)整，合格后才能開始后續(xù)的注漿作業(yè)施工[4]。

5.4.4.6 注漿環(huán)節(jié)需要做好各項技術(shù)參數(shù)的記錄，并且觀察是否存在問題，及時做出調(diào)整和控制，保證其符合施工的質(zhì)量要求。

6 質(zhì)量控制

6.1 鉆孔

鉆進開始作業(yè)之前，組織人員要對現(xiàn)場的孔位進行檢查，保證沒有任何問題之后才能開始鉆進施工。鉆到設(shè)計深度尺寸且達到終孔標準，才能停止鉆進作業(yè)。

6.2 注漿

6.2.1 原材料

漿液的制作過程中，相關(guān)人員需要嚴格控制原材料的質(zhì)量，比如水泥、水玻璃等重要材料，應(yīng)該具備出廠質(zhì)量證明文件、合格證書等，如果沒有這些證書，禁止進入施工現(xiàn)場；同時，在進場前組織相關(guān)單位進行材料性能的檢測，保證各項指標參數(shù)符合工程的要求后，才能投入工程中進行使用。另外，在現(xiàn)場的材料存放管理也非常重要，防雨、防潮是基本要求，以避免在存放中出現(xiàn)材料失效的情況。

6.2.2 漿液制備

配制漿液要嚴格按照配合比的要求進行，保證各個材料的重量與比例符合標準要求，然后按照加料順序?qū)⒉牧霞尤朐O(shè)備進行攪拌。首先加入一定量的水，然后加入水泥材料，經(jīng)過充分攪拌混合后再加入外加劑，此時連續(xù)攪拌至少3min。漿液在存儲罐內(nèi)的存儲時間不能過長，通常要控制在2h 以內(nèi)，盡量快速用完，否則材料變質(zhì)會影響施工質(zhì)量。

6.2.3 注漿過程

注漿施工作業(yè)時，要先進行稀漿的注射施工，保證裂隙不會出現(xiàn)堵塞的情況。注漿壓力達到恒定的標準，且吸水量均勻減少或者吸漿量保持穩(wěn)定的情況下，逐步提升壓力，保證注漿施工不會出現(xiàn)中斷的情況，另外不能隨意調(diào)整水灰比參數(shù)；如果連續(xù)注漿施工環(huán)節(jié)沒有發(fā)現(xiàn)壓力升高的情況，且吸漿量也沒有明顯下降，則需要適當增大漿液；如果出現(xiàn)壓力快速上升或者漿液量快速增大的情況，則需要停止注漿施工作業(yè)，然后在內(nèi)部加入一定量砂漿或者碎石材料，也可以摻入必要的速凝劑，通過間歇式注漿方法進行施工。注漿施工要保證連續(xù)作業(yè)施工，如果因為不可抗力因素導致終端問題，則應(yīng)該立即消除故障，以保證注漿可以順利實施。間歇注漿施工，間隔時間控制在2h 以內(nèi)是保證連接性能的關(guān)鍵所在[5]。

7 效果檢測

注漿施工后，相關(guān)人員要進行施工效果的檢測，本次總計進行90 次壓水試驗、1519 孔面波檢測。

7.1 壓水試驗顯示吸水率有了很大降低，這就說明注漿后漿液直接填充到空洞與裂隙內(nèi)，提升了巖土強度。

7.2 面波檢測良好水平的有1471 個孔，占比96.84%，說明注漿施工的效果比較好。因此，本次巖溶路基注漿施工質(zhì)量完全達標。

8 結(jié)語

在公路工程的巖溶路基施工中，因為地質(zhì)條件比較特殊，巖溶發(fā)育良好，導致工程施工質(zhì)量受到影響，因此要加強勘察管理，選擇合適的施工工藝，并且做好各個環(huán)節(jié)的控制，以提升工程的施工質(zhì)量。本次工程經(jīng)過一年多的運營，總體效果良好，注漿施工效果達標，進而說明此次施工是成功的。