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        高速公路路基滑坡路段鋼管注漿加固技術(shù)

        2018-02-17 15:34:34李斌
        珠江水運 2018年15期

        李斌

        摘 要:鋼管注漿是一種壓密注漿和錨桿注漿相結(jié)合的滑坡處理技術(shù),可有效降低不均勻沉降,取得良好的路基滑坡段加固效果。文章以實際工程為例,對高速公路路基滑坡路段鋼管注漿原理進行了分析,然后對高速公路路基滑坡路段鋼管注漿加固施工技術(shù)進行了探討,提升了坡體的承載力,保證了滑坡路段的穩(wěn)定性。

        關(guān)鍵詞:路基滑坡路段 鋼管注漿加固 鉆機鉆孔

        1.工程概況

        K57+184-K57+940段左側(cè)邊坡設(shè)計共二級,邊坡采用臺階型設(shè)計,每10m高設(shè)平臺,一級邊坡平臺2m,邊坡坡率采用1:1~1:1.25。防護形式采用窗孔式護面墻+六棱塊植灌草防護。2016年年底邊坡開挖后先后發(fā)生小范圍滑塌,現(xiàn)場四方確定將在K57+430~K57+510段一級邊坡防護形式變更為路塹擋土墻,二級邊坡適當(dāng)放緩防護形式調(diào)整為實體護面墻。在2017年4月邊坡頂部出現(xiàn)裂縫,四方于現(xiàn)場確定將邊坡二級以上放緩并調(diào)整防護形式,但因征地問題未能實施。2017年7月在連續(xù)暴雨后邊坡進一步發(fā)生破壞,原坡頂裂縫發(fā)展為高1.5~4m不等錯臺,同時K57+430~K57+450段一級邊坡已施工的路塹擋土墻向外推移并下沉,最大處位移>3m、下沉0.6m。對該邊坡進行了補充地質(zhì)勘查,勘查結(jié)果顯示該滑坡范圍為K57+380~K57+510,為小型牽引式滑坡。因該處邊坡地面線過陡,故四方確定采用注漿加固滑體及部分清方的方案。邊坡K57+380~K57+450段一級邊坡及左幅路基(不包含中央分隔帶)采用鋼花管注漿固結(jié)滑體,邊坡K57+425~K57+445段邊坡坡頂采用鋼管加固以確保上部邊坡安全。

        2.鋼管注漿加固原理

        鋼管注漿加固法指的是按照一定的間隔距離在加固區(qū)布置注漿管,在注漿鋼管上設(shè)置注漿孔,并焊接倒刺。使鋼管可以穿入到加固層中,穿入深度要控制在0.5~1m左右。將注漿鋼管打入到地表后,使用水泥漿進行注漿,按照設(shè)計的配比制備好水泥漿,然后利用高壓泵級將水泥漿液壓入到土體中。此方法具有施工速度快、加固見效果好、差異沉降小等優(yōu)點。如圖1所示為鋼管注漿結(jié)構(gòu)示意圖。

        3.鋼管注漿加固技術(shù)

        3.1修整坡面

        在施工前,首先使用挖掘機對坡面進行粗略修整,然后安排作業(yè)人員進行精修。施工期間需將邊坡坡率控制好。邊坡開挖到某標高值后,要立即開展錨桿施工,防止開挖邊坡時出現(xiàn)滑坡的情況。工人進場后,人工從上到下將松動的巖石和坡面雜物清理干凈,將出現(xiàn)松動的巖石塊鑿除,保證施工平面的平整度。在危巖清除過程中,要在平臺的周圍布置安全網(wǎng),每一層平臺都要將跳板鋪滿,避免巖石從施工場地滾出后對機械造成損壞,造成不必要的傷亡事故。

        3.2鋼花管加工

        本工程使用Ф108×8mm無縫鋼管作為注漿鋼管,鋼管使用套管焊接或?qū)诤傅姆绞竭M行連接。分別采用6m和4m兩種規(guī)格的鋼管。管身鉆孔直徑設(shè)計為10mm,鋼管豎向間隔距離為50cm,按照梅花形布置,鋼管底部封閉。

        考慮到鉆孔的底部會出現(xiàn)殘渣,為了防止鋼管直接接觸到殘渣,需在鋼花管的底部焊接錐形頭。在焊接過程中,使用單面滿焊接的方式進行施工。設(shè)計錐頭的長度為200mm,焊接過程中不允許澆水,并在焊接完成后自然冷卻。

        為了確保鋼化管注漿過程中可以放在鉆孔中心位置,需將支撐鋼筋在鋼管上部進行滿焊,鋼管上部采用4根Φ20mm鋼筋作為上部支撐鋼筋,設(shè)計單根鋼筋的長度為340mm。使用雙面焊接的方式進行焊接施工。地面和支撐面的程度控制在140mm,焊接時不允許澆水。

        鋼花管底部使用鋼板密封焊接,設(shè)計鋼板的厚度為5mm,鋼板的中部鉆一個可以由PVC管通過的孔。在注漿鋼管上部管口位置布置一個拆卸方便、密封性良好的注漿口,注漿口位置布置控制閥,確保注漿過程中水泥漿灌注壓力的穩(wěn)定性。為了提升鋼管和水泥砂漿的粘聚力,避免水泥漿液從孔眼處冒漿,需使用鋼絲球或砂紙對鋼管表面進行除銹。

        3.3鉆機鉆孔

        本工程使用機械成孔的方式進行鉆孔施工,成孔直徑控制在Φ130mm,在進行成孔期間要做到無水鉆進,各孔要超鉆20cm。在進行鉆孔時,需根據(jù)數(shù)據(jù)將孔位放出,要求鉆孔孔位誤差≤50mm,將竹簽插入到孔位上,然后使用油漆標出孔號,保證施工時對該鉆孔的位置進行記錄。鉆孔完成后,要求鉆孔的垂直度誤差要控制在1%以內(nèi)。鉆孔至設(shè)計深度值后,對深度進行測量,使用長度為1m,并且直徑和鋼化管相同的鋼管進行一次試放,確定達到設(shè)計深度后即可將鋼花管正式放入。

        3.4鋼花管入孔

        在進行鋼花管下放時,首先從管底孔中穿入首次注漿的PVC管,然后從鋼花管口穿出。PVC管下部要從鋼花管底部伸出管外10cm,并使用一個密封圈套在PVC管外,然后使用膠帶將其固定好。然后再鋼花管底蓋孔中塞入密封圈,并將PVC管和鋼花管結(jié)合處密封好。

        將鋼花管吊入到孔中,然后在上部留出0.4m的管頭。為了避免吊裝過程中不會損壞管壁膠帶,需使用水泥袋或棉紗包裹住套鋼絲繩的地方。在吊裝過程中要做到勻速下放,以免在下放過程中將封眼膠帶損壞。如果出現(xiàn)破洞或損傷的情況,則要重新封閉好后再次進行下管。

        3.5注漿施工

        采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥、重鈣粉復(fù)合漿液、粉煤灰作為注漿填充材料,設(shè)計水灰比為0.75:1~1:1,在注漿過程中將注漿壓力控制在0.25~0.5MPa,注漿初期先采用1:1的稀漿,然后逐步將壓力提升到0.5MPa時,采用0.75:1的漿液進行注漿。使用壓漿泵進行二次注漿,根據(jù)各段的注漿壓力值對注漿壓力進行控制,如果發(fā)現(xiàn)壓漿管抖動劇烈則立即終止壓漿,并將回漿閥門打開。注漿鋼管進行注漿前需對孔口進行封口,在封口的過程中要提前預(yù)埋一根排氣管。選用分次間歇式注漿的方式進行二次注漿施工,待首次注漿穩(wěn)定后即可對排氣孔進行封口,然后進行第二次鋼管壓漿。如果壓漿量>設(shè)計量,但路基、坡面等位置還有水泥漿液滲出或注漿壓力表還沒有穩(wěn)定,此時需暫停注漿,并在水泥初凝后再次進行壓漿。如此循環(huán)直到將水泥漿壓滿到設(shè)計壓力值。當(dāng)壓力值達到穩(wěn)定后,關(guān)閉管口控制閥門,然后將注漿管拆除。注漿完成后,使用清水對管路和注漿泵進行沖洗,避免漿液在管道中凝固,保證管路通暢。在注漿過程中,只有滿足下述條件中的任意一個條件就證明單孔注漿量已經(jīng)達到了設(shè)計要求,此時即可終止注漿作業(yè)。

        (1)注漿壓力達到注漿設(shè)計所規(guī)定的終壓值。

        (2)單孔注漿量達到設(shè)計注漿量的80%以上。注漿量的計算公式見式(1)。

        Q=A×β=π×R×L×β (1)

        式(1)中:Q—總注漿量,m3;A—注漿范圍巖層體積,m3;β—填充率,根據(jù)圖紙及巖石地層的情況而定;R—注漿半徑,M;L—注漿長度,m。

        (3)全地段結(jié)束條件:所有注漿孔均以符合單孔注漿結(jié)束條件,無漏注漿的情況。

        4.結(jié)束語

        綜上所述,該高速公路工程在施工過程中,采用鋼管注漿法對滑坡路段進行加固取得了良好的加固效果,提升了坡體的承載力,保證了滑坡路段的穩(wěn)定性,值得類似工程借鑒和參考。

        參考文獻:

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