巖溶路基注漿工法(南廣二工區(qū))

1、2009年度科技評(píng)審會(huì)材料年度科技評(píng)審會(huì)材料 鉆孔注漿整治巖溶路基鉆孔注漿整治巖溶路基施工工法施工工法中鐵十七局集團(tuán)第四工程有限公司南廣項(xiàng)目中鐵十七局集團(tuán)第四工程有限公司南廣項(xiàng)目完成人：黨完成人：黨 忠、劉振濤忠、劉振濤二九年十二月二九年十二月目目 錄錄1 1、前、前 言言 332 2、工法特點(diǎn)、工法特點(diǎn) 443 3、適用范圍、適用范圍 554 4、工藝原理、工藝原理 555 5、施工工藝流程及操作要點(diǎn)、施工工藝流程及操作要點(diǎn)666 6、材料與設(shè)備、材料與設(shè)備 13137 7、質(zhì)量控制、質(zhì)量控制 16168 8、安全措施、安全措施 17179 9、環(huán)保措施、環(huán)保措施 18181010、效益分析

2、、效益分析 19191111、應(yīng)用實(shí)例、應(yīng)用實(shí)例 19191、前 言v近年來(lái)，在我國(guó)鐵路建設(shè)中，針對(duì)巖溶路基病害整治相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，一些單位進(jìn)行過(guò)不少研究，取得一些有意義的成果。特別是在武廣客運(yùn)專線和京滬高速鐵路巖溶路基整治注漿加固參數(shù)方面進(jìn)行了一些研究，且整治效果比較理想。v我公司承建的南廣鐵路NGZQ-3標(biāo)位于廣西壯族自治區(qū)南寧市和貴港市境內(nèi)，沿線碳酸巖分布廣泛，可溶巖分布長(zhǎng)度占線路長(zhǎng)度的92.7%，其中覆蓋型巖溶段落長(zhǎng)度占巖溶段落的96.4%，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，易、極易發(fā)生巖溶地面塌陷，因此，巖溶路基整治是南廣鐵路路基修建的關(guān)鍵技術(shù)。v我公司在NGZQ-3標(biāo)DK20+216DK26+230段巖

3、溶路基施工中，積極應(yīng)用鉆孔注漿整治巖溶路基施工工藝，巖溶整治取得了很好的效果。我們通過(guò)對(duì)巖溶路基注漿施工的總結(jié)和提煉而形成本工法。2、工法特點(diǎn)法特點(diǎn)2.0.1該注漿工藝在可注性、可行性、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性及工藝實(shí)施難該注漿工藝在可注性、可行性、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性及工藝實(shí)施難 易度等特性方面均能很好的滿足巖溶路基整治要求。易度等特性方面均能很好的滿足巖溶路基整治要求。2.0.2施工設(shè)備配套簡(jiǎn)單、易操作，施工成本較低，施工安全簡(jiǎn)便、施工設(shè)備配套簡(jiǎn)單、易操作，施工成本較低，施工安全簡(jiǎn)便、 快速，工期短，質(zhì)量好，效果快?？焖伲て诙?，質(zhì)量好，效果快。2.0.3該注漿工法可以廣泛應(yīng)用于鐵路工程施工中，既可適用于巖該

4、注漿工法可以廣泛應(yīng)用于鐵路工程施工中，既可適用于巖溶路基破碎帶的加固，也用于巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地段橋梁鉆孔樁超前溶路基破碎帶的加固，也用于巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地段橋梁鉆孔樁超前注漿。注漿。3、適用范圍該工藝適用于巖溶地區(qū)路基巖溶整治施工。 4、工藝原理該施工工藝主要通過(guò)對(duì)巖溶路基進(jìn)行鉆孔注漿，以填充土洞、溶洞和溶蝕裂隙；封閉土、石界面，形成隔水帷幕，阻隔上層滯水與巖溶水的聯(lián)系，防止路基塌陷。5 5、施工工藝流程、施工工藝流程 及操作要點(diǎn)及操作要點(diǎn)施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備先導(dǎo)勘探孔鉆進(jìn)先導(dǎo)勘探孔鉆進(jìn)注漿前注水試驗(yàn)注漿前注水試驗(yàn)安裝注漿管、回漿管并封孔安裝注漿管、回漿管并封孔勘探孔注漿勘探孔注漿一般注漿孔鉆進(jìn)與注漿一般

5、注漿孔鉆進(jìn)與注漿注漿效果檢測(cè)注漿效果檢測(cè)不不合合格格路基填筑施工路基填筑施工合合格格圖圖5.1 5.1 巖溶路基注漿施工工藝流程圖巖溶路基注漿施工工藝流程圖5.1施工工藝流程施工工藝流程5.2操作要點(diǎn)操作要點(diǎn) 5.2.1施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備v 1、技術(shù)交底：、技術(shù)交底：熟悉各巖溶注漿工點(diǎn)工程概況，提前作好施工方案、巖溶注漿孔位布置平面圖、施工技術(shù)交底等技術(shù)工作。v2、場(chǎng)地平整：、場(chǎng)地平整：路塹段為設(shè)計(jì)路肩標(biāo)高，路堤段為設(shè)計(jì)基底標(biāo)高以上50cm；設(shè)置必要的排水坡和四周的排水溝，形成有組織排水，防止地表水下滲。v3、測(cè)量放線：、測(cè)量放線：根據(jù)巖溶注漿孔位平面布置圖，對(duì)各孔位進(jìn)行放樣，并測(cè)量、記錄對(duì)應(yīng)的

6、孔口地面高程。v4、鉆機(jī)試運(yùn)行：、鉆機(jī)試運(yùn)行：接通施工用水、電，確保設(shè)備能正常開(kāi)鉆；v5、原材進(jìn)場(chǎng)及檢驗(yàn)：、原材進(jìn)場(chǎng)及檢驗(yàn)：準(zhǔn)備注漿用的水泥、砂、水玻璃、粉煤灰，進(jìn)場(chǎng)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)；v6、完善配套設(shè)施：、完善配套設(shè)施：檢測(cè)所有注漿設(shè)備狀態(tài)，確保設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，合理設(shè)置水泥棚和攪拌站及附屬設(shè)施。v5.2.2先導(dǎo)勘探孔鉆進(jìn)先導(dǎo)勘探孔鉆進(jìn)v根據(jù)探灌相結(jié)合的原則，鉆孔分為先導(dǎo)勘探孔和一般注漿孔，首先施鉆30的先導(dǎo)勘探孔，待試驗(yàn)段先導(dǎo)勘探孔完成后，整理資料，上報(bào)設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理，確定相關(guān)注漿深度與范圍。v1、鉆進(jìn)：土層和巖層部分均采用水鉆進(jìn)行成孔。v2、鉆孔完成后，由地質(zhì)編錄員及時(shí)對(duì)巖芯進(jìn)行編錄，分層記錄

7、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。鉆孔過(guò)程中,監(jiān)理工程師旁站記錄地質(zhì)變化情況。v5.2.3安裝注漿管、回漿管并封孔安裝注漿管、回漿管并封孔v1、清孔后及時(shí)安裝注漿管、回漿管并封孔，以免垮孔等不利情況的發(fā)生；v2、注漿管管底與孔底留置50cm距離，防止孔壁土、石掉落及沉渣堵塞注漿管；v3、封孔方法和工藝施工中可根據(jù)鉆探地質(zhì)情況進(jìn)行確定：為應(yīng)對(duì)各種特殊情況的處理，原則上優(yōu)先采用孔口管動(dòng)態(tài)阻塞法；對(duì)于鉆探過(guò)程中及沖洗后仍能返水的鉆孔，采用一次性封孔法。v4、封孔采用濃水泥漿或水泥砂漿進(jìn)行封閉，在施工中，可利用廢棄水泥袋堵孔后灌注濃水泥漿或水泥砂漿，封孔厚度為80cm100cm。

8、v5.2.5勘探孔注漿勘探孔注漿v1、調(diào)試注漿機(jī)，對(duì)管路進(jìn)行試壓、檢查管路、接頭的連接、密封質(zhì)量，接好壓力表，作好注漿準(zhǔn)備。v2、注水試驗(yàn)完成后，采用純水泥漿為主的單液注漿材料，水灰比為0.6:1、0.8:1、1:1，開(kāi)始注漿時(shí)采用稀漿灌注，當(dāng)灌注量較大時(shí)采用濃一級(jí)的漿液灌注，如遇巖溶通道、較大溶洞和裂隙處視情況充填中粗砂、水泥砂漿等。如有巖溶發(fā)育但吸漿量少或不進(jìn)漿時(shí)，先采用高壓清水洗孔或鉆機(jī)清孔后疏通巖溶裂隙通道，再注漿。v3、對(duì)溶洞內(nèi)有充填物的注漿孔或者對(duì)注漿質(zhì)量懷疑的注漿孔在注漿完成12小時(shí)后采用鉆機(jī)進(jìn)行清孔再注漿，確保漿液已至溶洞下限或滿足設(shè)計(jì)注漿量和注漿結(jié)束條件。v5.2.45.2.

9、4注漿前注水試驗(yàn)注漿前注水試驗(yàn)選取代表性孔進(jìn)行注水試驗(yàn)，確定注漿前單位長(zhǎng)度吸水量。v5.2.6一般注漿孔鉆進(jìn)與注漿一般注漿孔鉆進(jìn)與注漿v先導(dǎo)勘探孔施工完畢后，對(duì)一般注漿孔進(jìn)行鉆孔、封孔及注漿施工。v5.2.75.2.7注漿效果檢測(cè)注漿效果檢測(cè)v注漿后可以通過(guò)物探、鉆芯、水壓試驗(yàn)法檢測(cè)處理效果，我公司采用注水試驗(yàn)作為自檢項(xiàng)目，中鐵一院采用瞬態(tài)面波法檢測(cè)作為第三方檢測(cè)。v1、注水試驗(yàn)：在注水試驗(yàn)前，量測(cè)孔內(nèi)穩(wěn)定水位后，進(jìn)行孔內(nèi)定量注水，觀測(cè)單位長(zhǎng)度吸水量變化幅度，注漿后試驗(yàn)的單位長(zhǎng)度吸水量應(yīng)小于注漿前吸水量的35%，即可判定達(dá)到注漿效果。v2、瞬態(tài)面波法檢測(cè)：主要通過(guò)檢波器接收擊振波，并通過(guò)同一平

10、面位置注漿前后波速變化進(jìn)行注漿質(zhì)量評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分位定性和定量部分，定性標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計(jì)注漿部位注漿后波速明顯提高，頂量標(biāo)準(zhǔn)為檢測(cè)點(diǎn)波速應(yīng)滿足下表要求。表表5.2 巖溶路基注漿質(zhì)量定量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)巖溶路基注漿質(zhì)量定量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)別類(lèi)別評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)土V=29.297H+100巖石V=23.998H+360(H10m)V=23.998H+290(H10m)溶洞V=16.67H+246注：V注漿后波速；H距地表深度。6、材料與設(shè)備、材料與設(shè)備v6.1鉆孔設(shè)備和機(jī)具鉆孔設(shè)備和機(jī)具v6.1.1注漿鉆孔宜采用Hy-150型地質(zhì)鉆鉆機(jī)回旋鉆進(jìn)，也可采用沖擊式或沖擊回旋鉆進(jìn)。v6.1.2覆蓋層鉆孔采用跟管鉆進(jìn)，成孔直

11、徑不小于130mm，基巖段終孔直徑不得小于91mm。v6.2注漿材料注漿材料v6.2.1水泥v1、本工程采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)為42.5級(jí)。v2、注漿用水泥應(yīng)妥善保存，嚴(yán)格防潮并縮短存放時(shí)間，不得使用受潮結(jié)塊的水泥進(jìn)行注漿。v6.1.2注漿用水v1、注漿用水宜采用飲用水。v2、當(dāng)采用其它來(lái)源水時(shí)，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)（JGJ163）的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。 v6.1.3充填料v根據(jù)地質(zhì)情況，對(duì)于大體積溶洞，可通過(guò)巖溶通道采用碎石、砂等骨料進(jìn)行充填后注漿，以防止水泥漿液的無(wú)效流失，填充骨料要求如下：v1、砂：質(zhì)地堅(jiān)硬的天然砂或人工砂，SO3含量不宜大于1%（以重量計(jì)，下同），

12、含泥量不宜大于3%，有機(jī)物含量不宜大于3%；v2、碎石：質(zhì)地堅(jiān)硬的天然礫石或人工碎石，SO3含量不宜大于1%（以重量計(jì)，下同），含泥量不宜大于3%，有機(jī)物含量不宜大于3%。v6.3注漿設(shè)備和機(jī)具注漿設(shè)備和機(jī)具v6.3.1攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速和拌合能力應(yīng)分別與所攪拌漿液的類(lèi)型和注漿泵的注漿量相適應(yīng)，保證能均勻、連續(xù)地拌制漿液， HJ800型及以上攪拌機(jī)基本能滿足注漿需要；v6.3.2注漿泵的技術(shù)性能與所注漿液的類(lèi)型、濃度相適應(yīng)，額定工作壓力應(yīng)大于注漿壓力的1.5倍，且排漿量能滿足注漿最大注入率的要求， GZJB型液壓雙液注漿泵基本能滿足巖溶路基注漿要求。v6.3.3在注漿泵和注漿孔口均應(yīng)設(shè)壓力表，壓力表

13、根據(jù)注漿泵最大壓力進(jìn)行確定，選用量程為1.6MPa抗震壓力表即可。v6.3.4在注漿管上應(yīng)安裝電子流量計(jì)，以便對(duì)注漿量進(jìn)行準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)。7、質(zhì)量控制、質(zhì)量控制v7.0.1為防止泥漿堵塞孔壁及沉渣過(guò)厚，應(yīng)加強(qiáng)成孔清洗，對(duì)沖洗返水的鉆孔以清洗液變清為結(jié)束條件，對(duì)巖溶、溶蝕破碎帶發(fā)育、沖洗時(shí)不返水的鉆孔，使用流量大于泵送流量80%以上，沖洗不少于10min。v7.0.2自注漿加固范圍周邊向中間進(jìn)行，對(duì)注漿范圍周邊形成封閉面，防止注漿過(guò)程中漿液超出有效注漿范圍。v7.0.3在邊孔注漿過(guò)程中應(yīng)特別注意控制注漿壓力并加強(qiáng)注漿孔周?chē)r(nóng)田、水源的巡視，避免污染環(huán)境，發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停止注漿。注漿過(guò)程中，使用低

14、壓、濃漿進(jìn)行灌注，多次間歇反復(fù)注漿直到達(dá)到終注條件。為防止?jié){液終凝堵塞注漿管道，間歇時(shí)間一般不超過(guò)1小時(shí)。v7.0.4對(duì)于部分孔位塌孔引起注漿管埋管，注漿孔堵塞后，可利用回漿管進(jìn)行二次注漿，有效改善漿液無(wú)法注入現(xiàn)象，提高注漿效果。8、安全措施、安全措施v8.0.1漿液不得溢出地面和超出有效注漿范圍，防止出現(xiàn)人身傷害事故；v8.0.2注漿范圍和建筑物的水平距離很近時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)臨近建筑物和地下埋設(shè)物的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控；漿液的注漿壓力應(yīng)控制在有效范圍內(nèi)，如果周?chē)慕ㄖ锱c被注點(diǎn)距離較近，有可能發(fā)生地面隆起、墻體開(kāi)裂等工程事故。所以，在注漿作業(yè)時(shí)要定期對(duì)周?chē)慕ㄖ锖蜆?gòu)筑物以及地下管線進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，保證施工安

15、全。v8.0.3 注漿點(diǎn)距離飲用水源或公共水域較近時(shí)，注漿施工如有污染應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)措施，為防止污染地下水，施工期間應(yīng)定期檢查地下水的水質(zhì)。9、環(huán)保措施、環(huán)保措施v9.0.1在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立環(huán)保標(biāo)示牌，標(biāo)示牌明確施工段環(huán)保負(fù)責(zé)人，以便監(jiān)督。v9.0.2嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方政府的環(huán)境保護(hù)法規(guī)。對(duì)臨時(shí)使用的材料棚，水池等盡量在鐵路征地范圍內(nèi)，少占或不占農(nóng)田。對(duì)冒漿污染及時(shí)清理，水泥漿拌合點(diǎn)挖好沉淀池、排污溝，保證水泥漿不四處漫溢。v9.0.3施工現(xiàn)場(chǎng)要文明施工，保持場(chǎng)地干凈整潔；與當(dāng)?shù)鼐用窠⒘己藐P(guān)系，遵守當(dāng)?shù)卣疀Q定。v9.0.4加強(qiáng)對(duì)噪聲、粉塵、廢氣、廢水的控制和治理，對(duì)廢棄漿液進(jìn)行有效圍護(hù)，禁止亂排，造成環(huán)境污染。v9.0.5運(yùn)輸土方或廢棄物時(shí)，車(chē)輛應(yīng)覆蓋，嚴(yán)禁遺撒，并派專人及時(shí)清理。v9.0.6加強(qiáng)對(duì)施工人員環(huán)保教育，強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)，碴土和生活垃圾實(shí)行定點(diǎn)傾倒，集中處理，嚴(yán)禁將廢棄物倒于水渠、河床內(nèi)。10、效益分析、效益分析v巖溶注漿工藝在施工工期、整治效果、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性及工藝實(shí)施難易度等特性方面綜合考慮，