徐 升，馬 靜

(1.中鐵二十四局集團(tuán)江蘇工程有限公司，南京210000;2.上海三維工程建設(shè)咨詢有限公司，上海200060)

1 工程概況

新建南京樞紐大勝關(guān)長江大橋南京南站及相關(guān)工程系西聯(lián)絡(luò)線工程，為連接京滬高鐵南京南站至滬寧高鐵仙西站之間的聯(lián)絡(luò)線。設(shè)計車速標(biāo)準(zhǔn)為雙線160 km/h，Ⅰ級鐵路標(biāo)準(zhǔn)。其中L1XDK18+950～L1XDK19+350段為巖溶路基，位于既有寧蕪線紫金山站，設(shè)計處理方式為:路基底部先進(jìn)行巖溶注漿加固，而后在巖溶注漿加固區(qū)上端8～15 m范圍內(nèi)進(jìn)行攪拌樁加固處理。巖溶注漿加固區(qū)全長400 m。其中L1XDK18+950～L1XDK19+050段為路塹，采用正方形布置，加固邊線至路塹側(cè)溝平臺外邊緣;L1XDK19+050～+350段為路堤，采用梅花形布置，加固范圍為路堤坡腳外5 m。注漿孔間距5 m，底端伸入基巖以下5 m，當(dāng)5 m范圍內(nèi)遇見溶洞時，加固至溶洞底以下1 m。

圖1 路塹地段注漿孔布置圖

依據(jù)勘察資料顯示，工程地質(zhì)情況由上向下依次為:

0)人工填土;

圖2 路堤地段注漿孔布置圖

(1)粉質(zhì)黏土，褐黃色，硬塑，σ0=180 kPa;

(1)2 粉質(zhì)黏土，褐黃色，軟塑，σ0=120 kPa;

(2)粉質(zhì)黏土，褐黃色，硬塑，σ0=200 kPa;

(6)3 K灰?guī)r，灰白色，弱風(fēng)化，σ0=800 kPa，該層為注漿施工主要加固層。

2 注漿主要目的

巖溶路基對鐵路路基的危害是顯而易見的，地下洞穴的頂板受到荷載作用坍塌引起洞上的鐵路建筑物下沉或破壞;巖溶地區(qū)地下水周期性變化會造成該處的地層強(qiáng)度的下降，從而造成路基承載力的下降，危害到路基的安全，嚴(yán)重的還會影響到鐵路行車安全。

因此注漿目的主要有兩個:

1)根據(jù)施工過程中先導(dǎo)勘探孔揭示的路基地層中巖溶的發(fā)育情況，由探灌結(jié)合孔確定注漿加固的深度范圍，一般為碳酸鹽基巖中第一層溶洞標(biāo)高，或?yàn)閹r土界面以下5 m，如5 m內(nèi)遇見溶洞時，應(yīng)至溶洞底以下1 m。漿液填充巖溶空隙，從而加強(qiáng)巖溶整體承載力。

2)原則上以封閉土、石界面為目的，形成隔水帷幕，阻隔上層滯水與巖溶水的聯(lián)系，保持地下水的穩(wěn)定，從而達(dá)到讓路基穩(wěn)定的目的。

3 施工過程

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 施工用水電、便道及場地準(zhǔn)備

施工用水采用路基邊水塘水源，經(jīng)檢測符合注漿用水要求;施工用電為發(fā)電機(jī)自發(fā)電;便道沿路基外側(cè)順線路方向，滿足機(jī)械設(shè)備及原材料運(yùn)輸條件。施工前將場地內(nèi)整平并沿鉆孔位置開挖溝槽和集水坑。

3.1.2 原材料

3.1.2.1 水泥

注漿用水泥采用復(fù)合硅酸鹽水泥，水泥強(qiáng)度等級為P.C 32.5，水泥保持新鮮，不超過出廠日期3個月，受潮結(jié)塊時不得使用。水泥的各項(xiàng)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，并附有水泥出廠報告。

3.1.2.2 水玻璃

采用符合國家質(zhì)量要求的水玻璃，施工用水玻璃波美度為38°～43°Be，模數(shù)2.4 ～3.0。

3.1.3 施工機(jī)械及機(jī)具

3.1.3.1 主要施工機(jī)具

注漿設(shè)備主要包括鉆機(jī)、注漿泵、攪拌機(jī)、混合器、止?jié){塞、篩網(wǎng)、注漿管、孔口蓋及配套儀表等。

以上設(shè)備進(jìn)場報驗(yàn)合格，符合使用要求。

3.1.3.2 輔助設(shè)備與機(jī)具

機(jī)動小翻斗車、手推車、鐵鍬等生產(chǎn)用小型工具;水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、傾斜尺、水平尺、測繩等檢測工具。

3.1.4 人員配備

表1 注漿人員配備表

3.2 工藝流程

具體工藝流程見圖3。

圖3 巖溶注漿流程圖

3.2.1 鉆孔

根據(jù)設(shè)計給出的樁位用全站儀放出準(zhǔn)確的樁位，并經(jīng)監(jiān)理復(fù)測確認(rèn)。

首先施鉆先導(dǎo)孔，待先導(dǎo)孔完成后，整理資料，上報監(jiān)理和設(shè)計單位，確定相關(guān)注漿深度與范圍。采用φ110 mm鉆頭鉆進(jìn)，保證開孔直徑≮110 mm，每一回次鉆完后，取出土芯和巖芯，擺放整齊，并用標(biāo)簽記錄不同土層的深度，巖性和溶洞的深度。全孔采用φ110 mm套管，護(hù)壁套管露出地面0.2～0.5 m。鉆孔完成后，由地質(zhì)編錄員及時對巖芯進(jìn)行編錄，分層記錄不同土層和巖層的深度，巖溶發(fā)育的情況以及地下水位的深度。采用水泥砂漿對注漿套管進(jìn)行固定。

3.2.2 注漿施工

3.2.2.1 安裝注漿管和止?jié){塞

鉆孔完畢，進(jìn)行清孔檢查，在確認(rèn)沒有坍孔和探頭石的情況下，方可下管。在確定注漿管內(nèi)無阻塞物后，即可進(jìn)行注漿管安裝。為減少拔管時的阻力，在注漿管上可上防水板。注漿管安放好后，在注漿管管口加上孔口蓋，以防止雜物進(jìn)入。

3.2.2.2 注水試驗(yàn)

注漿前需進(jìn)行注水試驗(yàn)，壓水壓力由小逐漸增大到預(yù)定注漿壓力，并持續(xù)15 min，確定注漿前單位長度吸水量。為后期試驗(yàn)效果對比留下參照。

3.2.2.3 漿液配置

水泥漿液水灰比為0.8∶1～1∶1。若遇空的巖溶通道、較大溶洞和裂隙處，視具體情況先灌入中粗砂或稀的水泥砂漿對溶蝕腔體進(jìn)行充填，再采用煤灰水泥漿液或雙液注漿，全填充溶洞一般采用單液注漿。按照設(shè)計要求的水灰比用高速拌漿機(jī)拌合水泥漿液。在濃水玻璃中加水稀釋，邊加水邊攪拌，并用玻美計測試其濃度。施工中采用的水玻璃波美度為38°～43°Be。將配制好的化學(xué)漿液和水泥漿液各送入攪拌式儲漿桶內(nèi)備用。

3.2.2.4 注漿

注漿順序:自路基坡腳向線路中心的順序進(jìn)行，先兩側(cè)后中間，以保證注漿質(zhì)量。

注漿壓力控制:黏土層控制在0.1～0.3 MPa，卵石土層控制在0.1～0.2 MPa，灰?guī)r控制在0.2～0.5 MPa。注漿壓力在注漿過程中視注漿深度和地下水位等情況隨時調(diào)整。

3.2.2.5 結(jié)束注漿

當(dāng)注漿過程中達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)之一時即可結(jié)束注漿:

1)在0.1～0.5 MPa壓力下進(jìn)漿量＜4 L/min，延長30 min。

2)分段注漿時，對基巖采用0.2～0.5 MPa壓力閉漿20 min，土層及卵石土層采用0.1～0.3 MPa壓力閉漿30 min可達(dá)到分段注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

3)冒漿點(diǎn)已出注漿范圍3～5 m時。

3.2.2.6 拔管、封孔

注漿結(jié)束后，經(jīng)質(zhì)檢工程師檢查，通知監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)終孔條件。卸下法蘭盤、立即拔管，若拔管不及時，漿液會把注漿管凝固住而造成拔管困難。拔管時使用拔管機(jī)。每次上拔高度為500 mm。拔出管后，及時刷洗注漿管，以便保持清潔、通暢。拔出管后留下的孔洞，及時用水泥砂漿封孔。

4 注漿效果檢測

路基注漿施工結(jié)束后，在監(jiān)理單位的見證下，對該段注漿加固區(qū)進(jìn)行了檢測:

4.1 注水試驗(yàn)

在注水試驗(yàn)前，量測孔內(nèi)穩(wěn)定水位后，進(jìn)行孔內(nèi)定量注水，觀測單位長度吸水量變化幅度，注漿后試驗(yàn)的單位長度吸水量＜注漿前吸水量的3%～5%，可判定達(dá)到注漿效果。

4.2 綜合物探檢測

對注漿前后的物探資料對比，發(fā)現(xiàn)效果較好。

由于該段路基目前已經(jīng)填筑施工結(jié)束，后期沉降觀測資料表明:該段路基沉降量較小并且穩(wěn)定，可以認(rèn)為注漿效果理想。

5 施工建議

1)由于施工地點(diǎn)臨近既有線，在施工過程中加強(qiáng)防護(hù)，必須堅(jiān)持一機(jī)一人防護(hù)。注漿過程中加強(qiáng)地表變形觀測，實(shí)測地表變形量，做好觀測記錄，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)控制注漿壓力，以免對附近構(gòu)筑物產(chǎn)生不良影響。

2)一般根據(jù)設(shè)計要求，在主要注漿區(qū)上部土層可進(jìn)行適當(dāng)注漿，如果發(fā)現(xiàn)此時注漿壓力較低但進(jìn)漿速度較快時，應(yīng)與下部注漿區(qū)一樣注漿。

3)巖溶注漿施工中，由于水泥漿固結(jié)，體積收縮會造成注漿充填的上部殘存孔洞的現(xiàn)象?？梢圆扇》中蜃{和重復(fù)注漿的方法，在確認(rèn)無殘存的孔洞后再結(jié)束注漿。

4)注漿量大時，可以適當(dāng)摻加速凝劑，但摻量應(yīng)在規(guī)范允許范圍內(nèi)(或設(shè)計要求范圍內(nèi))，以免影響水泥結(jié)晶體強(qiáng)度。

6 結(jié)束語

在施工中我們發(fā)現(xiàn)，通過試驗(yàn)段研究巖溶的發(fā)育情況、填充情況以及裂隙的大小，選擇不同的注漿壓力及不同配合比的漿液，可以在保證注漿效果的同時更經(jīng)濟(jì)合理地進(jìn)行巖溶注漿施工。通過檢測及后期沉降觀測結(jié)果表明，巖溶路基注漿施工工藝滿足設(shè)計及施工要求。巖溶注漿施工工藝會在巖溶地段基礎(chǔ)加固工程中得到廣泛運(yùn)用。

［1］中鐵第四勘察設(shè)計院.新建南京樞紐大勝關(guān)長江大橋南京南站及相關(guān)工程施工圖:NJ-4標(biāo)［R］.武漢:中鐵第四勘察設(shè)計院，2009.

［2］中鐵第四勘察設(shè)計院.新建南京樞紐大勝關(guān)長江大橋南京南站及相關(guān)工程設(shè)計與施工參考圖集:NJ-4標(biāo)［R］.武漢:中鐵第四勘察設(shè)計院，2009.

［3］孫如冪.注漿技術(shù)在客運(yùn)專線巖溶地區(qū)路基處理中的應(yīng)用［M］.長沙:中鐵四局集團(tuán)第六工程有限公司，2007.