溶巖注漿施工方案

1、巖溶路基注漿一、 工程概況 場地內(nèi)下伏吉言主要為石灰?guī)r，巖溶強發(fā)育，74根樁中有52根的樁位處于溶洞上 ，129鉆孔中有81個鉆孔揭露有土洞或溶洞發(fā)育，鉆孔巖溶間洞隙率為62.5。溶洞充填情況為空洞、半充填、全充填；洞內(nèi)填充物為黏性土、砂粒、石灰?guī)r巖塊（巖塊塊徑多為230cm）等，經(jīng)鉆探揭露溶洞均有漏水、漏漿現(xiàn)象。1.溶洞 溶洞：其充填物主要為軟塑黏性土，松散稍密的粗砂，巖石碎屑，鉆進時速度較快，普遍出現(xiàn)漏水、漏漿現(xiàn)象。整個場地內(nèi)基本均有分布，揭露洞高3.30m0.20,平均3.30m，層頂高程-5.58m-28.47m，層底高程-8.62m-29.67m。2. 土洞 土洞：在ZK062-2號

2、樁和ZK072-1號樁處有揭露。揭露洞高7.00m8.50m，平均7.75m，層頂高程-0.32m3.36m，層底高程-8.82m-3.64m。層高3.030.20，平均3.03m，層頂高程-5.58m-28.47m，層底高程-8.62m-29.67m。其中在22號樁（ZK022-1和ZK022-2)位置處鉆探時未揭露有土洞，但當(dāng)鉆孔終孔后地面出現(xiàn)塌陷，塌陷坑直徑2m，深度4m。 3.巖土工作分析評價 根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及詳勘報告，本項目附近的地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，場地周邊可見數(shù)條小斷裂發(fā)育，斷裂發(fā)育多為北東向，規(guī)模較小，對場地穩(wěn)定性影響不大。 本次勘察揭露影響場地穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用有巖溶（土洞、溶

3、洞）強發(fā)育，且基本為溶洞，部分由充填（有半充填和全充填）、部分為空洞（即洞內(nèi)除水之外幾乎沒有另外的充填物），巖溶是動態(tài)的，會進一步發(fā)展擴大，擬建場地屬建筑不利地段，應(yīng)采用措施對溶洞進行出理，做好預(yù)防地面溶洞塌陷，在鉆孔施工時，22號樁處出現(xiàn)直徑2m，深4m的圓形塌陷坑洞。二、設(shè)計原則及范圍1、巖溶注漿的目的（1）由于巖溶地區(qū)的地下水位隨時間的變化會發(fā)生變化，而水位的改變會造成地層的強度下降，從而導(dǎo)致基底的承載力下降，從而危及基面建筑物的安全，通過巖溶注漿，可以將空洞的水置換成水泥凝固體，同時可以封閉土、石帷幕，阻隔上層滯水與巖溶水的聯(lián)系，保持地下水位的穩(wěn)定。（2） 由于頁巖灰?guī)r中溶溝、溶隙、溶

4、洞發(fā)育，在上部地層受到較大壓力時可能造成該段地層塌陷，從而嚴(yán)重危及建筑物的安全。施工時根據(jù)先導(dǎo)勘探孔揭示地層中的巖溶發(fā)育情況，加固深度由探灌結(jié)合孔確定，對溶巖進行注漿加固，從而確保頁巖灰?guī)r地層的穩(wěn)定。（3）有填充物的溶洞，采用三管高壓旋噴注漿注水泥漿，增強溶洞填充物的剛性。由以上三點可以看出巖溶注漿的目的是形成隔水帷幕，將溶洞固體化、加固地基、減小沉降、達到下一步?jīng)_樁護壁成孔，防止塌孔，提高地基承載力滿足線路運行要求。2、注漿原理（1）巖溶裂隙無論是管道型，還是裂隙型，其中的土顆粒在地下水的帶動下均可自由運移，這是巖溶地區(qū)產(chǎn)生地表塌陷的內(nèi)在原因。而溶洞的形成一般多受構(gòu)造裂隙控制，因此隱伏巖溶溶

5、洞頂板大范圍完整是不可能的。順構(gòu)造裂隙或構(gòu)造復(fù)合部位會產(chǎn)生巖溶裂隙或通道，俗稱土石界面處的巖溶“天窗”。（2）液體從高壓向低壓方向運動，即首先填充地下無壓地帶(如空洞、土洞、或半充填、全充填流動稀泥的溶洞)，當(dāng)空洞充滿之后，漿液必然將通過巖溶“天窗”向壓力最小的地表擴散并涌出地表。在土層或溶洞充填物中漿液流動垂直于土層等壓線，并沿最短或最近的距離流動；在巖層中漿液流動主要順巖溶裂隙擴散。由于巖溶發(fā)育的不均一、土層不均質(zhì)，漿液必將呈不均勻擴散，且漿液擴散不構(gòu)成整體或面狀，在溶洞及土層中多呈脈狀或樹枝狀，僅在空洞及充填松軟的溶洞頂部結(jié)石成塊狀。 （3）在有填充物的溶洞內(nèi)采用三管高壓旋噴注漿，漿體可

6、擴散混合到2.4米范圍內(nèi)，形成剛性物體結(jié)構(gòu)。三、鉆孔設(shè)計與注漿量計算1、鉆孔設(shè)計（1）鉆孔密度的設(shè)計巖溶發(fā)育的復(fù)雜性及不均勻性，使查明巖溶的實際分布、空間形態(tài)及發(fā)育特征難度很大。因此，一般情況下，注漿孔均采用均勻布置，除判明了準(zhǔn)確的土洞和“天窗“位置可集中布孔應(yīng)采取針對性注漿外，注漿布孔原則如下。注漿孔密度適當(dāng)，圍繞工程樁周邊布孔，一般1.0m樁采用等邊三角形布置，1.2m；1.4m樁沿周邊平均設(shè)4個孔，1.6m樁沿周邊平均設(shè)5個孔。注漿孔距、排距應(yīng)小于漿液擴散半徑，并應(yīng)相互搭接。（2）鉆孔深度的設(shè)計根據(jù)巖溶發(fā)育成因及注漿機理，鉆孔深度的設(shè)計原則如下。鉆孔必須鉆入最深層溶洞底，以巖溶發(fā)育標(biāo)高作

7、為設(shè)計孔深的依據(jù)，原則上鉆孔要遇到巖溶通道。（以鉆探資料為依據(jù)）2、注漿量計算（1）注漿量計算公式注漿量計算常采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)法、工程地質(zhì)比擬法、漿液均勻擴散的單孔注漿計算法等方法。鑒于巖溶的不均一性，本次采用整體計算法，計算公如下：P=V/m其中：VAL式中：p注漿折合水泥重量。V一巖溶注漿體積，m3；巖溶中水泥結(jié)石充填系數(shù)，按水平帷幕考慮，空洞=1，充填溶洞=0.70.2；漿液損失系數(shù)，1.1一1.2；m水泥結(jié)石率，指h水泥制成水泥漿后結(jié)石的體積為0.6一0.9；A注漿控制面積，L注漿段長度，m，應(yīng)考慮土石界面處土層厚0.5m；巖溶率或土層裂隙率。四、施工工藝與技術(shù)措施1、施工工藝（1）巖溶注

8、漿要遵循“探灌結(jié)合”原則，封閉土石界面，最大限度將溶洞水置換成水泥固體。形成隔水帷幕。 （2）施工準(zhǔn)備調(diào)查地下管線分布情況，防止鉆孔傷及地下管線和當(dāng)?shù)厮?，防止污染水源；將試驗場地平整，設(shè)置必要的排水坡，防止地表水下滲；完成工藝試驗段全部孔位放樣，并測量、記錄孔口地面高程；接通施工用水、電，鉆機試運行，確保設(shè)備能正常開鉆；準(zhǔn)備灌漿用的水泥、砂、水玻璃等，并對進場原材料進行檢驗；檢測所有注漿設(shè)備狀態(tài)，確保設(shè)備能正常運轉(zhuǎn)；對現(xiàn)場操作人員進行技術(shù)交底、崗前培訓(xùn)。（3）鉆孔注漿孔鉆進：土層、巖層均采用泥漿護壁鉆進。土層鉆孔：首先啟動水泵，開動鉆機鉆進，當(dāng)?shù)谝桓@桿鉆進后,接長鉆桿,繼續(xù)鉆進,直到鉆至土

9、石界限；土層鉆孔過程中,若遇流塑土層,及時用110導(dǎo)管護孔,防止塌孔。巖層鉆孔:土層鉆孔結(jié)束后，清孔。然后采用91鉆頭鉆進,直到鉆至設(shè)計深度。鉆孔過程中,邀請監(jiān)理工程師旁站記錄地質(zhì)變化情況,所有芯樣擺放整齊。當(dāng)遇巖溶時,應(yīng)詳細(xì)記錄巖溶深度、填充情況等。（4）注漿施工試泵開泵前先將攪拌桶中加滿清水，三通轉(zhuǎn)芯閥調(diào)到回漿位置，待泵吸水正常時，將三通回漿口慢慢調(diào)小，泵壓徐徐上升，當(dāng)泵壓達到預(yù)定注漿壓力時，持續(xù)二、三分鐘不出故障，即可結(jié)束。安裝注漿管和止?jié){塞鉆孔完畢，進行清孔檢查，在確認(rèn)沒有坍孔和探頭石的情況下，方可下管。否則，必須用鉆機進行掃孔。注漿套管外露的長度不小于0.3m，以便連接孔口閥門和管路

10、，嵌入基巖大于0.5m，用M7.5水泥砂漿(或用水泥與水玻璃混合漿)固結(jié),并將孔口套管四周搗實封閉,防止?jié){液從套管周圍冒出,影響注漿效果。注漿管安放好后，在注漿管管口加上孔口蓋，以防止雜物進入。壓水試驗用1.52倍于注漿終壓對系統(tǒng)進行壓水試驗檢查；檢查管路系統(tǒng)能否耐壓，有無漏水；檢查管路連接是否正確；檢查設(shè)備機況是否正常；使設(shè)備充分熱身。試運轉(zhuǎn)時壓水壓力由小逐漸增大到預(yù)定注漿壓力，并持續(xù)15min。漿液配制進場注漿材料必須符合要求，注漿用水應(yīng)是可飲用的河水、井水或其他清潔水，水泥采用普通硅酸巖水泥，水泥標(biāo)號為PO42.5。水泥應(yīng)保持新鮮，一般不應(yīng)超過出廠日期三個月，受潮結(jié)塊不得使用，水泥的各項

11、指標(biāo)由實驗室現(xiàn)場抽樣檢驗。施工中采用的水玻璃波美度為3843Be，模數(shù)2.43.0。a 純水泥漿：水灰比0.8:11:1的純水泥漿用于全填充巖溶及巖溶孔土層部分注漿。b 水泥砂漿：水：水泥：砂=1.0：1.0：0.6，用于無填充物的大溶洞。c水泥水玻璃漿：溶巖連續(xù)灌漿仍不見灌漿壓力上升或吸漿量下降及地表冒漿等情況，采用提高漿液濃度或雙液壓漿措施。雙液壓漿時采用水泥漿與水玻璃之體積比1：0.08。如果現(xiàn)場漿液配制不滿足要求時，施工控制可按下列三種方法：a水灰比固定，水玻璃濃度不變，變換雙漿比例。當(dāng)水玻璃溶液所占比例由小到大，凝膠時間則由長到短，初、終凝由慢到快。b水玻璃濃度不變，雙液比例固定，變

12、換水灰比。當(dāng)水灰比由小到大，凝膠時間由短到長，初、終凝由快到慢。c水灰比不變，雙液比固定，變換水玻璃濃度。當(dāng)水玻璃濃度由高到低，凝膠時間由短到長，初、終凝由快到慢。實驗人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場監(jiān)督漿液的拌合并進行抽樣檢測，以保證漿液的拌制質(zhì)量。注漿壓力及順序注漿壓力一般基巖中為不小于0.10.3MPa，巖土界面附近逐步加大到0.30.5 MPa。有填充物的溶洞高壓旋噴注漿壓力不小于3036MPa。注漿孔施工應(yīng)自路基坡腳向線路中心的順序進行，先兩側(cè)后中間，以保證注漿質(zhì)量。注漿施工按照注漿技術(shù)規(guī)程(YBJ44-92或YSJ211-92)有關(guān)規(guī)定與設(shè)計要求進行。 結(jié)束注漿當(dāng)注漿達到下列標(biāo)準(zhǔn)之一時，可結(jié)束該孔注漿

13、：A.注漿孔口壓力維持在0.2MPa左右或者逐漸上升到0.4MPa，吸漿量不大于40L/min，維持30min。B.冒漿點已出注漿范圍外35m時。C注漿鉆孔基巖完整，或多次注漿，孔口壓力超過1.5MPa。D單孔注漿量達到平均注漿量的1.52.0倍，且進漿量明顯減少時。 提管、回填注漿完成后應(yīng)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。拔出管后留下的孔洞，及時用水泥砂漿封孔。（5）注意事項 注漿管線固定，不宜過長，一般為3050m，以防壓力損失。 注漿孔應(yīng)跳孔施鉆,不得全部鉆孔完成后再注漿,以免孔位大量串漿.注漿孔施工應(yīng)自路基坡腳向線路中心的順序進行，先兩側(cè)后中間，以保證注漿質(zhì)量。 當(dāng)出現(xiàn)串漿或地表返漿,采取間歇注漿方式,間隔時間30到60分鐘。五、注漿效果檢查路基注漿完畢后，我們通過4種方式進行注漿效果的檢查：（1）壓漿完工后進行物探檢測對比，物探檢測按設(shè)計要求為