客运专线岩溶注浆加固地基施工工法.doc

客运专线岩溶注浆加固地基施工工法 一、前言 武广铁路客运专线****标位于****地区，岩溶发育，地质情况复杂，而武广客运专线路基设计标准高，工后沉降控制严格，设计上采用岩溶注浆进行地基的加固处理岩溶注浆加固地基在客运专线上的应用尚属首次，为了真正的保证其加固地基的效果，有很多的技术问题需要施工单位在实践中进行不断的总结与优化本工法即是在武广铁路客运专线岩溶注浆加固地基施工经验的基础上，经总结形成此工法，供类似工程参考借鉴 二、工法特点 1、该工法的施工机械体积小，灵活轻便，施工简便 2、施工工期短，见效快，适用范围广 3、该工法在注浆前期可对地质情况进行复核，并不用另外再上地质钻机，可在钻孔总数的30%中完全复核出该处的地质情况 4、在先导勘探孔探明地质情况下，后续钻机可大量跟进，有利于大面积展开施工 5、可根据探明的地质情况，对于不同的地质条件确定采用不同的注浆方法以及确定浆液配制方法 6、采用较大孔径的注浆孔，91mm～130mm，在有效控制注浆压力及浆液配比的情况下，对注浆效果进行控制 7、采用物探、钻孔、注水试验对注浆前后进行对比，可以有效确定注浆加固地基效果。

8、料源广阔浆液以水泥为主体在地下水流速快或含有腐蚀性元素、土的含水量大或固结体强度要求高的情况下，则可在水泥中掺入适量的外加剂，以达到速凝、高强度、抗冻、耐蚀和浆液不沉淀等效果 三、适用范围 1、适用于岩溶路基需进行地基加固的铁路、公路工程 2、适用于地基条件较差，对路基的工后沉降控制严格的路基工程 四、工艺原理 覆盖型岩溶路基注浆利用惰性材料形成的浆液，在一定压力作用下注入岩溶裂隙、溶洞中以及软塑黏土体孔隙中，首先是填充岩溶溶洞及岩溶裂隙，其次是封闭土、石界面，形成隔水帷幕阻隔上层滞水与岩溶水的联系；如土体中存在着软弱夹层，再进行加固土体软弱夹层通过注浆填充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，强度得到提高，从而达到控制地基整体沉降、减少变形的效果 五、施工工艺流程及操作要点 （一）施工工艺流程 根据武广客运专线的探索与实践，岩溶注浆加固地基施工工艺流程见图1 1 1、施工准备 （1）场地平整：施工场地预先平整，并沿钻孔位置开挖沟槽和集水坑 （2）施工测量：按基准点、施工图标定孔位，并进行复测。

（3）机械设备：在注浆施工前，对钻机、注浆泵、搅拌机等机械进行检查、调试、维修，使其保 2 持良好的状态 （4）施工便道：根据施工总体安排及现场实际，作好施工便道的建设与维护，保证晴雨畅通，不影响施工 （5）施工用电：根据实际情况采用自发电与接引地方电力线相结合的方式，保证施工用电的供应 （6）施工用水：施工用水必须满足砼用水的要求，岩溶注浆施工用水量较大，必须保证供应，采用自打井、已有水井或临近河、渠为水源 （7）施工排水：施工中产生的废水经沉淀、过滤，经检验达到排放标准后排入附近水沟 （8）技术准备：取得详细的岩土工程勘察资料、注浆加固设计文件及图纸、施工现场平面图、控制桩点的测量资料；对水泥强度、安定性及其他必要的性能指标进行复试 2、钻探工艺 （1）定孔位 根据设计要求标出注浆孔位置，并进行复测注浆孔采用正方形或梅花型布置，布孔形式见图2 注浆孔布置示意图（梅花形） 注浆孔布置示意图（正方形） 图2 孔位布置示意图 （2）钻机与注浆设备就位 ①注浆孔位标定后，移动钻机至钻孔位置，完成钻机就位。

②钻机就位后，用倾斜尺、水平尺等工具调整钻机角度，安装牢固，定位稳妥 ③各类设备就近安装，注浆管线固定，不宜过长，一般为30～50m，以防压力损失 （3）钻进 将钻杆对准所标孔位，用φ108钻头开孔钻进，保证开孔直径≮110mm开孔时要轻加压、慢速，防止将孔开斜第四系土层采用干钻 （4）下套管 第四系松散地层，边钻进边下套管；如成孔较好则钻入基岩0.5米后一次性下入套管 （5）封套管 钻至基岩0.5米嵌入套管，用M7.5号水泥砂浆固结；孔口套管露出地面0.2～0.5米，孔口捣实密封 （6）钻基岩 待水泥砂浆初凝后，继续基岩钻进，孔内一般采用清水循环钻进，非特殊情况不采用泥浆循环，如遇硅质灰岩或燧石团块即改用金刚石等钻进工艺钻至溶洞充填物改用干钻并取样鉴定 （7）终孔 钻孔应以实际钻探深度为准，加固厚度满足设计要求加固深度为岩土界面以下5m，即孔深潜入基岩5m，若施工过程中遇溶洞，应至溶洞底板下1.0m钻至设计孔深度，经专业工程师自检后，请监理工程师检查同意方可提钻，用清水洗孔直至返清水，如不返水，冲洗时间不少于30分钟。

然后拧孔口盖准备压浆 （8）记录 3 钻进过程中应注意观察地层变化，详细作好钻孔记录 3、注浆工艺 注浆采用孔口封闭注浆法，即注浆孔成孔后用套管隔离岩层面，先注浆基岩后，起拔套管3.50m，再注岩层面与土层接触面封孔示意图详见图3 图3 孔口封闭注浆法封孔、注浆示意图 （1）试泵 开泵前先将三通转芯阀调到回浆位置，待泵吸水正常时，将三通回浆口慢慢调小，泵压徐徐上升，当泵压达到预定注浆压力时，持续二、三分钟不出故障，即可结束 （2）安装注浆管和止浆塞 钻孔完毕，进行清孔检查，在确认没有坍孔和探头石的情况下，方可下管否则，必须用钻机进行扫孔 在确定注浆管内无阻塞物后，即可进行注浆管安装用沾有CS胶泥的麻丝绳绕成不小于钻孔直径的纺锤形柱塞，把管子插入孔内，再用台车将管顶入孔内到要求深度，使麻丝栓塞与孔壁充分挤压紧实，然后在麻丝与孔口空余部分，填充CS塑胶泥，使注浆管和止浆塞固定注浆管外露的长度不小于30~40cm，以便连接孔口阀门和管路注浆管安放好后，在注浆管管口加上孔口盖，以防止杂物进入 （3）压水试验 注浆前要选取代表性孔进行压水试验，以确定渗透系数、单位吸水量等参数。

压水压力由小逐渐增大到预定注浆压力，并持续15min （4）浆液配制 ①注浆采用单液浆或双液浆单液浆采用水泥浆液，水灰比为0.8:1~1:1双液浆采用水泥水玻璃浆，水泥浆：水玻璃=1：0.1～1：0.05 ②所用浆液随拌随用，采用搅拌机拌合，时间不少于2min将配制好的浆液送入搅拌式储浆桶内备用 （5）注浆 ①注浆管路系统的试运转：用1.5~2倍于注浆终压对系统进行吸水试验检查，并接好水、电；检查管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备机况是否正常；使设备充分热身试运转时间为20min ②注浆顺序：遵循先边排，后内排跳孔注浆顺序；按自路基坡脚向线路中心的顺序进行，先两侧后中间，以保证注浆质量 ③浆液控制：先稀后浓，依吸浆情况逐步加浓浆液，配比控制在1：1～0.8：1 ④注浆压力控制：灰岩中为0.1~0.3MPa，岩土界附近逐步加大至0.3～0.5Mpa，最大应不超过 1.5Mpa 灌浆压力的控制应当结合受灌地层的地质条件和渗透性，灌浆时的吸浆量，以及对浆液稠度的变换等一并考虑一般情况下，当吸浆量较小时，可尽快地达到规定的灌浆压力；而在吸浆量较大时，则可 4 较缓慢的升到规定的灌浆压力。

灌浆过程中，灌浆压力的控制一般采用“一次升压法”和“分级升压法”两种方式 地质条件允许时，优先采用“一次升压法”，就是在灌浆开始后，将压力尽快的升高到规定的压力，使整个灌浆过程尽量是在规定的压力下进行其优点是裂隙不至于在低压下提前被堵塞，能较多地灌进一些浆液，使一些较小的裂隙也能得到充分地灌实 如果吸浆量较大，就应采用“分级升压法”，就是将压力分为几个阶段，逐级升高到规定的压力，先使用最低一级的压力进行注浆，当吸浆量减少到一定限度（例如30L/min），则将压力升高一级，此时吸浆量将会增加，当吸浆量又达到上一限度再将压力升高一级，如此下去，直至升高到规定的压力，并在规定的压力下灌到符合灌浆结束标准时停止注意的是，压力分级不要过多，两个或三个阶段为好 ⑤注浆过程中需加灌砂或水泥砂浆的技术控制 a、根据钻探引孔地层情况，如资料反映地层中存在土洞或岩溶空洞，应首选填灌砂或水泥砂浆 b、灌砂或水泥砂浆过程中，应根据空洞的大小，注浆孔吃砂量的大小及时调整水泥砂浆（灰砂重量比为1：3～1：6）的浓度，按照由稀→稠→稀的顺序进行 c、在灌砂或水泥砂浆过程中，应适当控制灌砂速度和砂流量，避免注浆套管一次性堵塞，增加清孔工作量。

d、灌砂或水泥砂浆在孔内空洞大而灌砂量小的情况下，应该和单、双液注浆交替进行 ⑥ 双液注浆的技术控制 a、双液注浆适用的情况 ●较大的土洞或岩溶空洞、裂隙，灌砂或水泥砂浆结束后，单液注浆量较大而又无法再灌砂时； ●岩溶裂隙通道发育、浆液扩散较远时（施工过程中表现为单液注浆量较大而注浆无压力或压力上升较慢）； ●注浆过程中注浆孔套管或附近地表出现冒浆时； b、双液注浆时应严格控制水泥浆与水玻璃的流量配比（水泥浆：水玻璃=1：0.1～1：0.05），以防止注浆套管被短时间内封死而达不到注浆质量要求 c、双液注浆过程中，应根据注浆效果及时调整水泥浆与水玻璃的流量配比（与地层情况有关），及时总结经验，做到确保注浆质量又不浪费材料 d、双液注浆应和单液注浆交替进行，严禁双液注浆一次封死注浆孔 （6）注浆结束标准 当注浆达到下列标准之一时，可结束该孔注浆： ①注浆孔口压力维持在0.2~0.5MPa左右，吸浆量不大于40L/min，维持30min ②冒浆点已出注浆范围外3~5m时 ③单孔注浆量达到平均注浆量的1.5~2.0倍，且进浆量明显减少时。

④注奖学金钻孔基岩完整，或多次注浆，孔口压力超过1.5MPa时 当达不到上述标准时，应清孔再次注浆 （7）提管、回填 注浆完成后应立即拔管，若拔管不及时，浆液会把注浆管凝固住而造成拔管困难拔管时使用拔管机每次上拔高度为500mm拔出管后，及时刷洗注浆管，以便保持清洁、通畅 （8）封孔 ①注浆结束拔出套管后，用M7.5号水泥砂浆封孔，封孔时必须边灌边插捣，确保孔内密实严禁不封孔或假封孔，以致人为形成竖向水力通道，加重路基岩溶病害 ②封孔完成后，在原孔位处标注注浆孔号，要求字迹工整、清晰 （9）注浆原始记录整编 ①每个注浆作业工班在注浆施工过程中，都必须边施工边记录，当天的注浆施工记录必须当天整理完成，不得积压或遗漏 ②注浆原始记录是竣工文件的重要组成部分，各记录人员应本着认真负责的态度，做到字迹工整、 5 资料整洁无误，填写规范齐全 ③应及时按要求做好注浆资料的统计与汇总（包括注浆孔号、孔数及注浆量等） （三）监测与测试 1、监测 为了对岩溶路基压浆施工的质量进行宏观控制，避免施工造成环境的影响，施工时安排专人进行质量、环境的监测。

施工前，调查每段工地的周边环境特征，依据设计。