喻 英

1 概述

2 洞穴成因

路基表層土屬覆蓋于灰?guī)r之上的次生紅黏土,具有收縮性、上硬下軟、裂隙發(fā)育及較強的膨脹性,在與基巖的接觸面多為軟塑狀,根據(jù)土工試驗報告,其液限為45%左右;不良地質:灰?guī)r、灰色弱風化,節(jié)理裂隙發(fā)育,溶溝溶巢發(fā)育,巖溶發(fā)育,呈串珠狀空溶洞,溶洞一般發(fā)育在巖層面附近,大多全部填充或半填充軟、流塑狀黏土、粉質黏土。地下水不斷變化,特別是雨季,地下水上下波動急驟,在潛蝕、真空抽吸等作用下,基巖面附近的土層易掏空,形成土洞,導致地面塌陷,對路基的穩(wěn)定形成直接威脅。

3 處理方法

3.1 采用的處理方法

一般方法有清除填堵法,跨越法,強夯法,注漿法,深基礎法,旋噴加固法,平衡地下水,氣壓力法,本工程采用注漿法。

本段路基由于面積大,洞穴多,地下情況復雜,故路堤、路塹基底采用壓力注漿加固。

3.2 工藝原理

通過鉆孔注漿及漿液流動、擴散,水泥液漿逐步填滿洞穴及裂隙,能夠在巖土面以下形成一層完整的基巖層,從而降低巖土的滲透性,改善巖土或結構的力學性能,為軟基處理提供穩(wěn)定的持力層。

3.3 工藝流程

巖溶洞穴注漿施工工藝流程:施工準備→先導孔鉆進→注漿前注水試驗→注漿→封孔→一般注漿孔鉆進→一般注漿孔注漿→注漿效果檢測。

3.4 施工要點

1)施工準備。熟悉設計文件和施工規(guī)范要求;做好技術交底,準備好灌漿材料和機械設備(鉆機、攪拌機、泥漿泵);配備好所需勞動力;建立好組織機構;進行崗位培訓;建好配漿灌漿站;完成水、電、路及場地布置與臨時設施修建工作。材料的選擇:普通硅酸鹽超細水泥、膨潤土、注漿管等。2)鉆孔布置。本段路基采用梅花形或正方形布孔,孔間距均為5 m,注漿孔深度一般至基巖面以下5 m,遇溶洞至溶洞底板下2 m。3)鉆進成孔。本段成孔采用旋挖鉆機。根據(jù)測定的孔位,采用泥漿護壁,按照鉆孔操作程序及有關要求進行鉆進作業(yè),并在一定深度范圍內安設好井口套管。鉆進時宜先用小沖程,后用大沖程。鉆進過程中要做好泥漿消耗量觀測,詳細記錄漏水層及漏水量。終孔層位必須符合設計要求,終孔后必須準確丈量鉆具并測量水位。鉆進時,要選取一定數(shù)量的孔位進行全孔取芯鉆進,以取得準確的地質資料。取芯嚴格按操作規(guī)程進行,按照順序放好,清洗干凈,編寫好回次號,以便地質編錄。根據(jù)鉆進情況準確確定上覆松散土層底界面;同時按照規(guī)定格式及要求做好所有鉆進原始記錄,以便進行洞穴狀況分析和優(yōu)化設計方案。4)注漿。a.通過注漿前注水試驗和探灌結合的成果,調整材料配比和注漿壓力等工藝技術參數(shù)。b.注漿孔應跳孔施鉆,不應全部鉆孔完后再注漿,以免孔位串漿,增加難度及清孔工作量。注漿施工應按自路基坡腳向線路中心的順序進行,先兩側后中間,保證注漿質量。c.注漿過程做好地面觀測記錄(豎向及水平位移、冒漿點的位置、地面沉陷等)。d.注漿全過程做好技術資料和基礎數(shù)據(jù)記錄、整理、分析工作。e.各孔注漿量依據(jù)具體地質情況有較大差異,當連續(xù)注漿單孔超過15 t水泥不見升壓時,應考慮提高漿液濃度、添加粉煤灰或雙液注漿。必要時間歇注漿。注漿量過大時,應提請有關四方會勘,采取適當?shù)墓こ檀胧┻M行處理。f.注漿結束后及時采用C15混凝土將注漿孔封填飽滿至孔口。5)注漿結束標準。當注漿達到下列標準之一時,可結束該孔注漿:a.注漿孔中壓力維持在0.5 MPa左右,吸漿量不大于40 L/min,維持30 min。b.冒漿點已出注漿范圍外3 m～5 m時。c.單孔注漿量達到平均注漿量1.5倍～2.0倍,且進漿量明顯減少時。d.注漿孔基巖完整,或多次注漿,孔口壓力超過1.5 MPa時。當達不到上述結束標準時,應清孔再次注漿。注漿結束后及時用水泥砂漿封孔。6)注漿效果檢查。進行注漿施工前后物探成果資料對比,檢查注漿效果;進行注漿前后鉆孔注水試驗的單位長度吸水量對比,檢查注漿效果。注漿后,單位長度吸水量應小于注漿前吸水量的3%～5%,且不存在明顯漏水現(xiàn)象;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;注漿觀察,冒漿點在路基范圍之外3 m～5 m時,可視路基范圍巖溶通道堵塞完畢。

3.5 質量控制措施

1)孔位放樣及測量。施工現(xiàn)場通過測量復核場地平整標高,孔位放樣采用由控制樁引測出具體孔位的辦法,保證孔位放樣的偏差小于50 cm。2)鉆機對位檢查。鉆機就位后,鉆頭對準孔位中心,調整鉆桿垂直度偏差不大于1%后開鉆,孔位偏差不大于0.5 m,確保成孔質量。3)鉆孔深度控制。鉆孔深度按鉆至基巖面以下5 m控制,若遇到溶洞,則鉆孔至溶洞底板下2 m。4)注漿。a.清孔:封孔砂漿凝固后,連接注漿機,泵壓清水進行清孔,直到排漿管排出清水后,完成清孔。b.注漿:當注漿達到下列標準之一時,結束該孔注漿。注漿孔口壓力維持在0.5 MPa左右,維持10 min。冒漿點已出注漿范圍外3 m～5 m時。未達結束條件處理:經(jīng)檢查達不到上述標準時,清孔后再次注漿。

3.6 安全生產(chǎn)及環(huán)境保護

1)加強安全生產(chǎn)管理工作,提高預測預防能力,消除事故隱患。2)施工機械設備使用前進行強制性的安全檢查,加強保養(yǎng),使其保持良好的工作狀態(tài)及具備完好的安全裝置。3)在施工現(xiàn)場和外界通行道路邊界設置醒目的交通行車標志、安全警示標志。4)嚴格按照施工現(xiàn)場安全用電規(guī)程的要求,進行施工現(xiàn)場電力設施的布置和使用。5)施工現(xiàn)場按平面布置圖布置,做到布局合理,機械設備安置穩(wěn)固,材料堆放整齊,用電設施安裝觸電保護器,場地平整,為安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好環(huán)境。6)所有起重設備、電器設備、運輸設備等,加強保養(yǎng),使其保持良好的工作狀態(tài)并具有完備的安全裝置,所有機具設備的操作人員均經(jīng)嚴格培訓,持證上崗,并嚴格遵守操作規(guī)程。7)切實加強雨季施工安全工作,認真執(zhí)行《鐵路實施中華人民共和國防汛條例》細則,落實防洪措施。8)注漿過程加強環(huán)境保護,及時清理漿液污染物。9)施工現(xiàn)場應在注漿場坪四周修建完善的臨時排水設施。10)當施工現(xiàn)場與居住區(qū)較近時,做好現(xiàn)場降噪措施。

4 施工體會

1)巖溶注漿對于洞穴的處理效果較為理想,能夠在巖土面以下形成一層完整的基巖層,為軟基處理如CFG樁、PHC管樁、強夯等可提供較為穩(wěn)定的持力層。2)新建武廣客運專線鐵路路基的沉降要求標準高,經(jīng)過注漿處理完全可以滿足設計及使用要求。

[1]杜 勇.客運專線鐵路巖溶地區(qū)鉆孔樁施工技術[J].山西建筑,2008,34(20):264-265.