李 剛
(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局,四川 彭山 620860)
深茂鐵路五標地處廣東省江門市恩平市至陽江市,標段全長38 km,沿線軟土、松軟土分布廣泛,上部以淤泥、粉土和砂性黃土為主,下伏巖層主要為砂巖、泥巖、花崗巖和石灰?guī)r。線路所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,所處地區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候,冬短夏長,冬暖夏涼,日照充足,雨量充沛,干濕季明顯,年平均氣溫23 ℃,年平均霜期1.5 d,最長8 d,年平均降雨量為2 348 mm。
糖串型巖溶。顧名思義,整個巖溶地區(qū)由多個大小不一、相互串聯(lián)的溶洞構(gòu)成,極像冰糖葫蘆一樣,故起名為糖串型巖溶。
恩平地區(qū)地處沿海地帶,平均海拔較低,軟土、松軟土分布廣泛,上部以淤泥、粉土和砂性黃土為主,下伏巖層主要為砂巖、泥巖。雨季(4~9月)地下水位上升,地表下5~8 m范圍的土壤、風(fēng)化巖層浸入水中,枯水期地下水位下降,水流流失的同時將土壤層(或風(fēng)化巖層)內(nèi)的細小顆粒帶走,日積月累,經(jīng)過千萬年的水位變化,形成了今天的這種巖溶地型。
施工樁基時,經(jīng)常在不同高程處發(fā)現(xiàn)少量的漏漿情況,據(jù)此可判斷出各個高程均有溶洞,由漏漿時長可判斷出各個溶洞較小,不存在大的暗河及大溶洞。
在該處施工樁基時,采用的是沖擊鉆機沖擊成孔。由于樁基地處溶洞發(fā)育地段,一根樁基施工時往往穿透多個溶洞,造成泥漿泄漏、泥漿護壁垮塌,施工極其困難,需要2~3個月才能施工一根樁基,且在泥漿泄漏后需不斷回填片石、充填泥漿等工序,從而造成成本上的浪費。在施工進度及施工成本雙重壓力下,必須改變既有的施工方法,對巖溶進行治理。
通過對該巖溶地段的成因、溶洞分布位置進行仔細分析,結(jié)合水利工程上的帷幕灌漿方案,制定了如圖1所示的注漿方案。
圖1 巖溶治理注漿布置圖
先通過地質(zhì)鉆機核對設(shè)計圖中溶洞的深度,確定注漿孔的深度,一般深入巖層1 m即可。由于工期緊張,需要多臺設(shè)備同時施工,1序注漿孔相互間隔僅為1 m,為避免相互干擾,應(yīng)跳孔施工1序孔。注漿液采用1∶1的水泥漿。由于注漿是通過形成一層層圍墻對施工的樁基進行保護,因而對水泥漿的強度要求偏低,為節(jié)省成本,可采用P.O32.5水泥。為避免樁基施工和注漿施工相互干擾,在施工1序孔的同時,暫停施工樁基。
1序孔施工完成后,即可開始2序孔的施工。由于1序孔成圍墻狀將樁基圍住,可在施工2序孔的同時開始施工樁基1(或樁基5)和樁基8(或樁基4),這樣施做一是為了加快施工進度,二是可以驗證注漿效果。
2序孔施工完成后,同時施工的樁基也驗證了1序及2序孔對巖溶的治理情況,若樁基仍然施工緩慢、存在漏漿現(xiàn)象,則可施工3序孔;若樁基未見漏漿,則表明該處巖溶已治理完畢,剩余的就是盡快將樁基施工完成。
(1)存在流動的地下水,注漿時不返漿。
由于巖溶地段處于地下,難免遇上流動的地下水將水泥漿帶走,造成出漿孔注再多的水泥漿也不會出現(xiàn)返漿的情況。
解決方法:可考慮添加水玻璃的方式予以解決。為保證帷幕的連續(xù)性,在添加水玻璃時,水∶水泥∶水玻璃的比例應(yīng)從1∶1∶0.1逐步增加水玻璃的用量,直至出漿孔出漿。
(2)存在流砂層,注漿孔成孔困難。
若地下存在流砂層,鉆機在鉆孔時穿越過流砂層后、提升鉆桿時,流砂層的物質(zhì)又回流至鉆孔中,反復(fù)鉆孔不能成孔。
解決方法:采用高壓旋噴機注漿。高壓旋噴機鉆至預(yù)定深度后,邊提升邊噴漿,噴漿時壓力不宜過高,一般為1 MPa即可,反復(fù)2~3次注漿后,基本可以達到既定的注漿效果。
筆者所闡述的施工方法僅適用于溶洞較小、數(shù)量較多的橋梁樁梁的巖溶治理。
筆者對粵西地區(qū)糖串型巖溶的成因、結(jié)構(gòu)等進行了分析,得出了采用帷幕注漿的方式將橋梁樁基范圍與外部隔絕,人為創(chuàng)造一個相對封閉的地下工作空間,節(jié)約了大量的工期。以深茂鐵路五標逕塘大橋平均樁長35 m為例,采用常規(guī)的方法施工一根樁基往往需要2~3個月,而通過對該段巖溶進行治理(巖溶治理約需15 d/處),每根樁僅用8~10 d即可完成。類似方法可供同類工程施工參考。