路基巖溶注漿工藝試驗方案

1、魯南高速鐵路路基巖溶注漿工藝試驗方案1編制依據(jù)相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)章制度。鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程(TB10106-2010)。鐵路工程不良地質(zhì)勘察規(guī)程(TB10027-2012)。鐵路工程地質(zhì)鉆探規(guī)程(TBJ10014-2012)水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范(DL/T5148-2012)硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥(GB175-2007)水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范(DL/T5055-2007)高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)(TB10751-2010)鐵路工程物理勘探規(guī)程(TB10013-2010)多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)規(guī)程(JGJ/T143-2004)相關(guān)地質(zhì)資料。新建魯南高速鐵路費縣北站D

2、K168+706.692D1K170+061.800段路基巖溶整治設(shè)計圖(魯南臨曲施路(巖)-05)。新建魯南咼速鐵路費縣北站站場設(shè)計圖(魯南臨曲施(站)-02)。魯南高速鐵路臨沂至曲阜段指導(dǎo)性施工組織設(shè)計。現(xiàn)場調(diào)查報告、施工能力及類似工程施工工法、科技成果和經(jīng)驗；本單位為完成本標(biāo)段工程擬投入的管理人員、專業(yè)技術(shù)人員、機械設(shè)備等資源情況。2工程概述2.1工程概況費縣北站概況費縣北站位于山東省費縣北部城北鎮(zhèn)南側(cè)、永清莊北側(cè)，S234省道以西，車站距既有費縣站約6km,距費縣政府約8mk。車站設(shè)到發(fā)線4條(含正線2條)，設(shè)450mx9.0mx1.25m旅客站臺2座，站臺均設(shè)置等長度雨棚。8m寬旅客

3、進出站兼行包功能Z魯南高速鐵路gw標(biāo)段路基巖溶注漿工藝試驗方案地道1座，車站設(shè)65mx45m配電所、35mX30m給水所、35mX30m污水處理站，另設(shè)信號樓場坪、單身宿舍、工區(qū)場坪各一處。費縣北站為中間站，站房中心里程DK169+400，車站平面設(shè)計范圍為DK168+706.69（橋臺）DK170+061.8（橋臺），全長1335.108m;路基工點設(shè)計范圍DK168+706.692DK170+061.8,全長1335.108m,其中DK169+097DK169+237段，長140m,采地基用CFG樁加固，其余段地基采用換填處理。主要項目為地基處理、填挖土石方、旅客進出站地道1座、邊坡防護等

4、附屬工程。巖溶注漿設(shè)計范圍巖溶注漿設(shè)計范圍及概況DK168+706.692D1K170+061.800段雙線填方（速度目標(biāo)值350Km/h）無砟軌道地段巖溶路基，整治段落路基長度1355.108m。DK168+953DK169+053段、DK169+747DK169+847段為車站道岔區(qū)注漿加固加密區(qū)域。巖溶注漿主要設(shè)計參數(shù)（1）注漿孔按孔間距由大到小分序布置，巖溶整治區(qū)域按分序注漿布置。（2）I序孔（先導(dǎo)孔）間距7m,正方形均布；H序孔在I序孔（先導(dǎo)孔）正方形中心內(nèi)插加密，I序孔（先導(dǎo)孔）、序孔形成菱形布置，I序孔（先導(dǎo)孔）與H序孔間距為5mo（3）DK168+953DK169+053段、D

5、K169+747DK169+847段，為H序孔注漿加密地段，其平面布置方式為在I、H序孔中間內(nèi)插加密，加密后的孔間距為3.5mo（4）鉆孔注漿按“探灌結(jié)合”分序（I、H序）分階段進行，先施工I序孔（先導(dǎo)孔），其中I序孔（先導(dǎo)孔）的30%為勘探孔，勘探孔應(yīng)均勻分布在整治段落內(nèi)。I序孔（先導(dǎo)孔）中的勘探孔在施工過程中按勘探孔技術(shù)要求施鉆，取芯并編制柱狀圖，根據(jù)揭示的地下巖溶形態(tài)由地質(zhì)專業(yè)作出判定，再確定H序孔具體實施范圍。（5）正線路堤地段加固范圍至路堤坡腳外5.0m，車站站線整治至路堤坡腳處。注漿深度鉆孔深度以費縣北站左線、右線、2股道及4股道注漿加固縱斷面圖標(biāo)注范圍為準(zhǔn)，具體以實際鉆探地質(zhì)情況

6、進行調(diào)整，由設(shè)計單位具體決定。設(shè)計原則：裸露型巖溶：基底有溶洞時注漿加固至洞底以下不小于2m;基底不存在溶洞時，處理至路肩高程下5米。覆蓋型巖溶：地表覆蓋層厚度小于30m地段，以鉆孔壓密注漿封閉土石界面(基巖面上3m,下5m)，形成隔水帷幕。在加固深度范圍內(nèi)有溶洞時，則鉆孔注漿至溶洞底板以下2m,上部鉆孔米取充填注漿封孔充填注漿封孔土層和巖溶發(fā)育破碎帶注漿孔孔徑徑91mmI序先導(dǎo)孔1062個，先導(dǎo)勘探孔130mm基巖注漿孔孔319個，注漿孔10622.2地質(zhì)概況該段上覆第四系全新統(tǒng)洞穴堆積層(Q/4ca)空洞、半充填溶洞、溶洞(黏性土充填)、溶洞(碎石土充填)，坡殘積(Q/4dl+el/)粉質(zhì)

7、黏土，局部分布種植土(Q/4pd/);下伏基巖為奧陶系中下統(tǒng)馬家溝組五陽山段(0/2+1mw/)泥晶灰?guī)r。地表水對混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用等級為L1。結(jié)合調(diào)查測繪綜合評價：本段巖溶屬強烈發(fā)育，易塌陷。3試驗?zāi)康母鶕?jù)設(shè)計及驗收標(biāo)準(zhǔn)，施工前應(yīng)進行工藝性試驗，通過試驗確定相關(guān)施工參數(shù)以指導(dǎo)我區(qū)段內(nèi)所有巖溶路基施工。(1)通過試驗核實設(shè)計地質(zhì)情況；通過試驗確定相關(guān)設(shè)備的組合模式及配備數(shù)量;(3)通過試驗確定相關(guān)工藝性參數(shù)。即選擇代表性場地進行注漿、注水試驗，確定注漿壓力、注漿量、水灰比、外加劑類型及摻量等施工參數(shù)。魯南高速鐵路LQTJ-1標(biāo)段路基巖溶注漿工藝試驗方案4試驗地點D

8、K169+400DK169+600，長200m,為試驗段，以確定本段注漿參數(shù)。按巖溶注漿施工圖進行施工放樣。確定I序孔(先導(dǎo)孔)的平面施工位置，確定先導(dǎo)孔探查孔并編號，按設(shè)計技術(shù)要求先開展I序孔(先導(dǎo)孔)中勘探孔的成孔施工，根據(jù)鉆孔結(jié)果一溶蝕破碎、鉆孔見洞等情況，經(jīng)設(shè)計院地質(zhì)情況分析，對勘探孔進行分類，按類型進行封孔、壓水、注漿工藝試驗，每一類型鉆孔試驗孔數(shù)不少于3孔。本次試驗擬選取巖溶發(fā)育區(qū)3個點，溶蝕破碎帶區(qū)3個點，進行壓水、注漿工藝試驗。編號現(xiàn)場決定。試驗段進行注漿時(僅施工該范圍內(nèi)I序孔)，設(shè)計、施工、監(jiān)理及業(yè)主四方必須到場見證注漿過程。5試驗時間2017年4月10日開始實施試驗工作，

9、至2017年5月10日完成現(xiàn)場試驗工作，待達到一定強度后組織相關(guān)檢驗工作(加固地基采用面波檢測或壓水試驗配合鉆孔取芯等綜合方法進行注漿效果檢測及評價)，及時完成相關(guān)總結(jié)報告以指導(dǎo)大面積施工。6試驗方案6.1施工總體方案巖溶整治施工按“先探后灌、探灌結(jié)合”的原則進行，通過先導(dǎo)探查孔鉆探，對巖溶段路基整治范圍的覆蓋層、巖層進一步探察，充分了解并掌握該區(qū)域下伏巖溶發(fā)育程度、巖溶空間分布情況，為后續(xù)巖溶注漿提咼充分、準(zhǔn)確的探察資料。注漿采用普通硅酸鹽水泥，水灰比0.6:1-1:1，注漿壓力：巖溶發(fā)育時0.30.5MPa，極發(fā)育時0.10.3MPa，在巖土界面時逐漸加大注漿壓力至0.30.5MPa,最大

10、不超過1.5MPa。6.2材料機械設(shè)備人員配置材料及機械設(shè)備(1)水泥選用袋裝普通硅酸鹽水泥、砂、粉煤灰；鉆機選型：根據(jù)地質(zhì)情況及選定的試驗點擬采用X-150地質(zhì)鉆機6臺；注漿泵：采用3SNS型注漿泵3臺，該泵為三缸單作用柱塞式定量泵，最大工作壓力可達10Mpa,注漿機的注漿壓力一般控制在0.5I.OMPa之間，注漿套管采用90無縫鋼管；帶攪拌裝置的攪漿桶：使用射流式攪拌機，能使水泥漿液攪拌均勻，容量為500L。主要人員配置成立工藝試驗方案領(lǐng)導(dǎo)小組組長：常立軍副組長：劉春亭、張續(xù)文組員：陳樺錕、徐國清、王位圣、何海玉、蘭天、王偉超、于廷洋、謝高歌、陳振、孫茂珍。成立工藝試驗方案實施工班由五工區(qū)

11、架子隊負責(zé)本次工藝試驗任務(wù)具體管理工作，地基處理鉆探注漿工班負責(zé)該段先導(dǎo)孔鉆孔、先導(dǎo)勘探孔勘探及注漿試驗孔注漿工藝試驗。鉆探注漿工班人員配置見表6-1。表6-1鉆探注漿工班人員配置表序號名稱人數(shù)工作內(nèi)容1現(xiàn)場負責(zé)人1全面負責(zé)整個施工過程2技術(shù)負責(zé)人1負責(zé)現(xiàn)場施工技術(shù)3鉆機機長6負責(zé)鉆機操作，現(xiàn)場記錄4鉆機工人6協(xié)助機長進行鉆機操作5注漿工人12進行洗孔和注漿工作6安全員1負責(zé)現(xiàn)場施工安全7質(zhì)量員1負責(zé)現(xiàn)場施工質(zhì)量8測量員3對注漿孔位進行放樣和沉降觀測漿液配比選用水泥凈漿：水：水泥=0.81.0;巖溶注漿過程中漿液配的合比應(yīng)按實際情況進行調(diào)整，遵循先稀后濃的原則，依吸漿情況逐步加濃液；當(dāng)灌入量較

12、大時可據(jù)情況采用濃一級的漿液灌注。通常當(dāng)連續(xù)注漿單孔超過15噸水泥不見升壓或吸漿量下降時，采用提高漿液濃度措施。6.3巖溶路基注漿施工工藝先導(dǎo)孔鉆探時按設(shè)計圖統(tǒng)一編號，利用30%的注漿孔做為補充勘探孔進一步查清巖溶發(fā)育情況，勘探孔宜均勻布置，其具體布置按工點設(shè)計圖布置（魯南臨曲施路（巖）-05）。補充勘探時詳細描述勘探情況（勘探孔位置、水位、覆蓋層厚，并完成補充勘2.0m?？碧窖a充勘探結(jié)果在未確定巖溶地基，并完成補充勘2.0m?？碧窖a充勘探結(jié)果在未確定巖溶地基試驗結(jié)果報設(shè)計單度、巖溶溶蝕情況、溶洞高度及溶洞充填情況等）探報告，孔底遇有溶洞時，應(yīng)鉆入洞底不小于路塹地段應(yīng)開挖至路基面后進行補充勘探

13、。報設(shè)計單位以便進一步確定巖溶地基處理措施，處理措施前不得進行巖溶注漿施工。本試驗點擬選擇6個孔做注漿工藝性試驗,位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位審批后大面積施工。巖溶注漿要遵循“探灌結(jié)合”原則，封閉土石界面，形成隔水帷幕。要求：路堤地段加固范圍至路堤坡腳外約5m,路塹地段加固范圍至側(cè)溝平臺外邊緣。裸露型巖溶為消除地基不均勻性并防止地面塌陷及變形，采用挖除換填或注漿相處理方案。當(dāng)基底存在溶洞時，注漿加固至洞底以下不小于2m。當(dāng)基底不存在溶洞時，處理至路肩高程下5m。溶洞頂板厚度大于15m地段一般不作整治設(shè)計。當(dāng)頂板破碎、溶洞跨度較大時，采取安全頂板厚度法判別確定是否需要注漿整治。若頂板厚度達不到要求（完

14、整頂板厚跨比不小于0.5，非完整頂板厚高比不小于5.0），則要采取鉆孔注漿至溶洞底板以下2m。覆蓋型巖溶地表覆蓋土厚度小于30m地段，以鉆孔壓密注漿封閉土石界面（基巖面上3m,下5m），形成隔水帷幕；在加固深度范圍有溶洞時，則鉆孔注漿至溶洞底板以下2m上部鉆孔采取充填注漿封孔。注漿孔按設(shè)計要求采用正方形布置，先導(dǎo)孔間距7X7.0m;施工工藝流程巖溶地段632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；魯南高速鐵路LQTJ-1標(biāo)段路基巖溶注漿工藝試驗方案施工前進行場地清理，完善臨時防、排水設(shè)施，水田地段應(yīng)疏干地表水。場地平整，設(shè)置必要的排水坡，防止地表水下滲；完成

15、工藝試驗段全部孔位放樣，并測量、記錄孔口地面咼程；接通施工用水、電，鉆機試運行，確保設(shè)備能正常開鉆；準(zhǔn)備注漿用的水泥等，并對進場原材料進行檢驗；按漿液配比制備注漿液；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)。633鉆孔依據(jù)注漿平面布置圖施放鉆孔位置，鉆機就位對中，孔位偏差不大于10cm,垂直度偏差不大于1%開鉆前必須保證機身平穩(wěn)。當(dāng)因避讓管、線等客觀原因需對孔位進行調(diào)整，且距離大于50cm時，需報設(shè)計、監(jiān)理單位核準(zhǔn)。準(zhǔn)確測量鉆孔前原始地面高程。鉆孔到一定深度，可采取鋼護管護壁，鉆孔深度按設(shè)計要求入基巖不小于5m若遇溶洞鉆孔至底板下2m即可終孔。注漿套管嵌入

16、基巖0.5m。土層和巖溶發(fā)育破碎帶注漿孔終孔孔徑不小于130mm基巖注漿孔終孔孔徑不小于91mm注漿孔應(yīng)進行統(tǒng)一編號，注明施工次序。鉆孔采用跳孔施鉆，首先在兩側(cè)外緣進行注漿，再在中部進行，中部鉆孔一方面作為兩側(cè)注漿效果的檢查孔，又作為下道工序的注漿孔。在兩側(cè)進行注漿時，必須采用間隔注漿的方法，以提高注漿的效果。不能全部鉆完再注漿，以免引起孔位串漿，增加注漿難度和清孔工作量。沿線路方向每100m左右設(shè)一帷幕區(qū)域，先進行帷幕孔鉆孔注漿，再進行帷幕內(nèi)部的鉆孔注漿。為防止覆蓋層土層和巖溶發(fā)育破碎帶塌孔，采用跟管干鉆，Z魯南高速鐵路gw標(biāo)段路基巖溶注漿工藝試驗方案土層段終孔直徑不得小于130mm，基巖段

17、終孔直徑不得小于91mm并固結(jié)在基巖上。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)詳細記錄巖溶深度、填充情況等。施鉆完成后采用鉆桿注水清孔，如因鉆孔較深，土層較厚，泥漿含碎石顆粒沉渣較多，可采用50mm的導(dǎo)管，插入鉆孔底部。用注漿泵大壓力大流量清孔，以保證清孔質(zhì)量。所有鉆孔必須按要求做好勘探記錄。尤其對于土石分界面、覆蓋層中的松散層和土洞、基巖中的溶蝕裂隙發(fā)育帶、溶洞及充填物要詳細記錄。634封孔孔口采用孔口管動態(tài)阻塞法封口。當(dāng)覆蓋層為黏性土?xí)r封孔深度不小于4m;當(dāng)覆蓋層為砂性土及卵石土?xí)r，應(yīng)封至土石界面，4m以下孔口管設(shè)置為花管。注水（壓水）試驗按孔數(shù)的

18、10%均勻選定注水孔，以調(diào)整注漿段的單位長度吸水量和漿液配方、配比、泵壓等參數(shù)。壓水試驗：壓力壓水由小逐漸增大到預(yù)定注漿壓力。制漿按選定的水泥漿配比，進行水泥漿的拌制。據(jù)制漿機容量稱取定量水，注入制漿機內(nèi)，據(jù)水灰比稱取對應(yīng)重量的水泥，開啟制漿機，邊攪拌邊加入水泥，攪拌時間要大于3分鐘，漿液無明顯的沉淀即可，完后將水泥漿倒入儲漿桶，并不停的人工攪拌，防止沉淀離析。制漿應(yīng)先加水后加水泥及外加劑，拌和10-20分鐘，將漿液流入過濾篩進行二次過濾，放存漿池備用。注漿開始注漿時采用稀漿灌注，當(dāng)灌入量較大時可據(jù)情況采用濃一級的漿液灌注。注漿處理采用分層分段注漿，注漿時采用純壓注漿的方式，自下而上進行,先對

19、土層帷幕注漿完畢后，然后再對巖層（或溶洞）孔進行注漿。Z魯南高速鐵路gw標(biāo)段路基巖溶注漿工藝試驗方案f8(1)對土層帷幕注漿鉆孔施鉆時當(dāng)鉆孔鉆孔至土石界面時，在土層帷幕分界線3.5m上安裝止水栓塞，進行壓漿；當(dāng)灌漿壓力達到0.5MPa以上，且注漿壓力呈直線上升或吸漿量不大于5L/min，持續(xù)10min以上，方可提塞清孔，清孔完畢后進入巖層鉆孔。巖層注漿先完成土層帷幕注漿，鉆機重新鉆孔至設(shè)計深度后，提鉆清孔，清孔完畢后視鉆孔揭示的地質(zhì)情況及溶洞大小，下注漿管，封閉孔口，最后加壓注水泥漿，直到達到注漿結(jié)束條件為止。終注條件：在終注壓力下連續(xù)注漿10min的注入量不大于5L/min。次性注漿工藝：鉆

20、孔一次性成孔到設(shè)計深度，提鉆清孔，下入注漿導(dǎo)管至孔底或溶洞底板上部0.5m處，封閉孔口，封閉深度當(dāng)覆蓋層為黏性土?xí)r封孔深度不小于4m;當(dāng)覆蓋層為砂性土及卵石土?xí)r，應(yīng)封至土石界面，4m以下孔口管設(shè)置為花管，接通注漿管至注漿機，孔口安裝壓力表，在0.20.5MPa壓力下自下而上進行注漿，直至達到注漿終止條件后結(jié)束注漿，巖溶空洞初期可采用自流注漿。終注壓力0.30.5MPa。對土洞、空溶洞或半充填溶洞，用高壓沖填砂、碎石后再進行注漿處理。對溶蝕裂隙發(fā)育、連通性好、漏液嚴(yán)重時，注漿時可摻入一定量的粉土或粉煤灰，粉土摻入量水泥重量的10%,粉煤灰摻入量不離散ww0.33(1)面波檢查以速魯南高速鐵路LQTJ-1標(biāo)段路基巖溶注漿工藝試驗方案19.7h+58.2度標(biāo)準(zhǔn)為主，輔以頻散曲線。（2）面波檢查與壓水試驗檢測判疋的注漿質(zhì)量結(jié)果不一致時，應(yīng)以壓水試驗檢測判定為準(zhǔn)。X-JU|=t巖層（路塹）V9.8h+342.8不離散wW0.42土層（路堤）V12.0h+58.7不離散wW0.33X-JU|=t巖層（路堤）V9.8h+207.8不離散w0.427工藝性試驗數(shù)據(jù)收集及整理分析試驗成功后及時將原始記錄數(shù)據(jù)進行整理分析，繪制地質(zhì)柱狀圖、先導(dǎo)探察孔平面布置圖、工程地質(zhì)斷面圖，附勘探、測試、試驗、巖芯照片等資料形成書面成果報告，報監(jiān)