肖凯
中铁十一局集团第二工程有限公司 湖北十堰 442000
摘要：铁路路基工程中岩溶注浆施工借岩溶填充物的力学性质，以堵水和防渗为目的，降低单位面积内的吸水量，增加地下水的渗透阻力，从而减少地下水位波动对土石界面上部土体的侵蚀作用，保证铁路路基的稳定性。笔者通过多年的实际工作经验，对注水试验、物探检测以及沉降观测等数据进行科学分析，表明岩溶注浆施工技术对铁路路基的加固效果理想，可以满足施工和设计要求。
关键词：铁路路基 岩溶注浆 施工 应用
岩溶又称喀斯特,是可溶性岩石在水的溶蚀作用下,产生的各种地质作用、形态和现象的总称。岩溶注浆铁路路基加固原理是利用注浆泵将注浆液从注浆孔注入地基中的岩溶通道、溶洞、溶蚀裂隙中,使其充填密实,以封闭土、石界面,形成隔水帷幕,通过注浆液凝固后,具有的刚性和强度而改变岩层及土体的性状,使岩土的变形受到约束,,从而提高地基的承载能力并减小地基的沉降。
1.岩溶注浆施工工艺流程
1.1 施工准备
施工开始前要对地质进行勘探,对岩溶发育及土层分布情况进行调查,明确施工工艺及相关技术参数;对地下管线分布情况进行调查,防止钻孔作业对地下管线造成损伤,对当地水井、水源等情况进行调查,防止工程污水对其造成污染;平整试验场地,设置排水沟;认真阅读图纸,提前作好施工方案、岩溶注浆施工孔平面布置图。对孔位进行放样,测量记录孔口的地面高;准备注浆用的材料等,并检验进场原材料;设置合理的水泥棚和搅拌站。
1.2 定孔和设备进场
根据设计文件要求在施工场地标记出注浆孔位置,并对其进行复测。空位标定完成以后，将钻机移动至已经标记好的钻孔位置，调整钻机的角度,使其安装牢固。同时，为了有效防止压力损失,注浆管线不宜过长。
1.3 钻孔
根据标注的孔位用钻机开始钻孔,其中要保证岩层开孔直径不小于91mm,土层的开孔直径不小于110mm。当钻至设计孔深位置有溶洞时,须钻至溶洞以下2m。钻进过程中，要详细观察地层变化,作好钻孔记录,详细完整地记录各种数据及出现的状况，如换层、破碎、掉块等。并对岩芯按回次顺序摆放好,注意保护岩芯至注浆完成。如果遇到特殊情况,应及时向监理工程师反映,并按指示进行处理。待钻孔结束后,注意对钻孔采取保护措施,防止杂物落入孔内。
1.4 注浆施工
试泵先将阀门调到回浆位置,待稳定后,将阀的回浆口慢慢降低,泵压上升。当泵压到设计压力正常运行2~3min 后就可以结束试泵。安装注浆套管及止浆塞时，钻孔后检查清孔,在确定孔正常后,即可下注浆套管。在注浆管管口处安装2.5MPa 量程的压力表。压水试验，试验时压力应由小逐渐调大至设计压力,并维持15min。浆液配制，根据钻探记录和注浆试验结果选择适宜的浆液水灰比。水泥浆液配制好后送入搅拌式储浆桶内以备用。注浆管路系统试运转。注浆顺序由路基坡脚向线路中心的顺序依次进行,以保证注浆质量。封孔措施在加压注浆前进行可采用胶球止浆,来保证注浆压力或注浆过程的连续性。
1.5 注浆结束
注浆结束条件:首先，注浆孔口的压力持续维持在0.2MPa 左右,吸浆量小于设计要求。其次，在注浆范围3～5m 出现冒浆点。最后，单孔注浆量达到了平均注浆量的1.5 至2.0 倍,且再难进浆。
1.6 封孔及回填
在注浆完成后为了避免浆液使注浆管凝固住,而造成拔管困难,应立即拔管。每次上拔0.5m 为宜。用C15 混凝土进行封孔。拔管后应及时将浆管清洗。
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2.施工质量控制
2.1 钻孔质量控制
钻孔工作结束后,使用经过校准的测绳量对孔深进行测量,并要经过监理验收合格。施工过程中要严格控制回次进尺、压力等,并详细观测记录换层的厚度及孔内情况。
2.2 注浆质量控制
按注浆的压力由小到大,浆液浓度由稀到稠,注入速度由慢到快的原则进行。整个过程中先采用自流式注浆,当浆液面达到孔口时采用有压注浆,压力逐渐调大,但最大压力不得超过终注压力2 倍。注浆过程中,对各项施工参数要记录齐全,描述详尽。
2.3 灌浆质量控制
由路基坡脚向线路中心的顺序依次进行,以保证注浆质量。并安排专职人员观测压力表,防止出现异常。
2.4 注浆效果检验
分“注水试验、钻孔检查、物探检测”三个项目来检查注浆效果。注水试验,对比注浆前后钻孔注水试验单位长度吸水量,其值应小于注浆前的3%—5%,且不会有明显的漏水现象出现。钻孔检查,检查数量为总数的5%,根据取芯后浆液充填情况来直观判断注浆效果的好坏,检查孔同时兼补浆孔。物探检测,注浆前后须进行物探检测,对比注浆前后物探资料,评价注浆效果。注浆后物探检测面坡频散曲线不存在明显畸变及拐点。如果以上三个检验项均达到要求,则表示注浆整体效果已合格。
3.施工注意事项
(1)注浆钻孔采用钻机成孔,钻机须安装牢固,定位稳妥、固定。注浆孔应跳孔施钻,不应全部钻孔完后再注浆,以免孔位串浆,增加难度及清孔工作量。
(2)各类设备应就近安装固定管线,不宜过长,以防压力和流量消耗。钻机成孔插入注浆管后及时封堵孔口及附近的地面裂缝以防冒浆。注浆用的浆液应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始注浆,并应在注浆过程中不停地缓慢搅拌,搅拌时间应小于浆液初凝时间。浆液在泵送前应经过筛网过滤。注浆施工时,采用自动流量和压力记录表,并及时对资料进行整理分析。开启或关闭注浆泵时必须先开启或关闭化学注浆泵,以免堵塞管路。
(3)注浆过程中尽可能控制流量和压力,防止浆液流失。注浆顺序按跳孔间隔方式进行,并采用自路基坡脚向线路中心的顺序进行。
(4)机电设备固定就位,不可乱堆放、搬动,电动部分设置网罩,电箱电线应悬挂。不得将盛浆桶和注浆管路暴露于阳光下,以防浆液凝。5)注浆全过程应做好技术资料和基础数据记录、整理、分析工作。还应加强地面观测记录(水平位移、冒浆点的位置、地面沉陷等)。
(6)各孔注浆量依据具体地质情况有较大的差异,当连续注浆单孔超过15t 水泥不见升压时,应考虑提高浆液浓度、添加粉煤灰双液注浆,必要时间歇注浆。若注浆量过大时,应采取适当的工程措施进行处理。
(7)对于空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙处的处理方法:空的岩溶通道和较大裂隙处灌注水泥浆,如长期达不到结束标准采用双液注浆;较大溶洞先灌注水泥浆,再灌注砂,然后再灌注水泥浆,如此循环,注浆过程中观测浆面上升高程。
结束语：
岩溶注浆技术具有施工机械体积小,灵活轻便,施工简便,施工工期短,见效快,适用范围广等优点,广泛应用于铁路、公路以及对地基加固并控制地层沉降等的地基加固工程,加固效果甚佳,本文对岩溶注浆技术进行了探讨,为在岩溶条件下修建铁路提供了技术参考,具有十分重要的意义。
参考文献：
【1】张晓华,叶中兵,周扬更新.客运专线路基基底岩溶注浆施工技术[J]. 铁道标准设计. 2008(04).
【2】瞿继平.岩溶注浆在铁路路基处理中的应用[J]. 企业技术开发.2009(01).
【3】尹明春.岩溶注浆在地基加固中的应用及施工工艺[J]. 建筑.2008(08).
论文作者:肖凯
论文发表刊物:《建筑模拟》2015年4月总第100期供稿
论文发表时间:2015-6-19
标签：注浆论文; 岩溶论文; 浆液论文; 钻孔论文; 路基论文; 压力论文; 物探论文; 《建筑模拟》2015年4月总第100期供稿论文;