路基巖溶注漿試驗專項技術(shù)方案設(shè)計

.11/13路基巖溶注漿試驗段專項施工方案編制：審核：審批：中國鐵建大橋工程局集團有限公司魯南高鐵LQTJ-3標項目經(jīng)理部二○一七年五月目錄TOC\o"1-3"\h\u41701、編制依據(jù)及范圍 1288511.1編制依據(jù) 1242821.2編制范圍1301942、工程概況 174043、整治設(shè)計原則及試驗?zāi)康?2287803.1整治寬度2135933.2整治范圍及深度282483.3試驗?zāi)康?339294、巖溶注漿試驗參數(shù)的初步選定3237244.1注漿壓力3245714.2漿液配合比386804.3注漿深度339754.4注漿范圍3101545、施工布置327346、巖溶注漿施工4133236.1設(shè)備配置46856.2人員配置4124926.3施工準備4107026.4工藝流程5906.5注漿工藝653577、注漿檢查8142687.1瞬態(tài)面波法檢測8292277.2電測深法剖面8197047.3壓水試驗檢測815907.4注水試驗檢測914708、附表9.巖溶注漿工藝試驗施工專項方案編制依據(jù)及范圍編制依據(jù)〔1《路基巖溶整治設(shè)計圖》；〔2魯南高速鐵路有限公司路基巖溶注漿管理辦法〔試行；〔3《高速鐵路路基工程施工技術(shù)規(guī)程》〔TB10751-2010；〔4《高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標準》〔TB10751-2010〔5《鐵路工程地地質(zhì)鉆探規(guī)程》〔TBJ10014-2012；〔6《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》〔TB10106-2010；〔7《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》〔GB175-2007；〔8《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》〔DL/T5055-2007；〔9《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》〔DL/T5148-2012；〔10本項目所在地水文、氣象、地質(zhì)及現(xiàn)場勘測獲得的資料編制范圍DK245+280~DK245+448.2、DK246+380～DK246+471.22、DK249+600～DK249+755、DK250+385～DK250+695、DK250+955～DK251+585路基巖溶整治長度1354.42m。取試驗段為DK245+300~DK245+400；DK249+600~DK249+700；DK250+485~DK250+605；DK251+050~DK251+150。工程概況DK245+280~DK245+448.2段內(nèi)覆第四系全新統(tǒng)坡殘積〔Qd1+e1粉質(zhì)粘土〔膨脹土,基巖局部出露,為寒武系中統(tǒng)張夏組〔∈2jz灰?guī)r,于基巖中分布第四系全新統(tǒng)洞穴堆積層〔Qca黏性土全充填溶洞。DK246+380～DK246+471.22段內(nèi)覆第四系全新統(tǒng)坡殘積〔Qd1+e1粉質(zhì)粘土〔膨脹土,基巖局部出露,為寒武系中統(tǒng)張夏組〔∈2jz泥頁巖。DK249+600～DK249+755段內(nèi)覆第四系全新統(tǒng)沖洪積〔Qa1+p1粉質(zhì)粘土、沙類土,第四系上更新統(tǒng)〔Q3粉質(zhì)粘土、砂類土,基巖局部出露,為寒武系中統(tǒng)張夏組〔∈2jz灰?guī)r。DK250+385～DK250+695、DK250+955～DK251+585段內(nèi)覆第四系全新統(tǒng)坡洪積〔Q4d1+e1粉質(zhì)粘土,第四系全新統(tǒng)坡殘積〔Q4d1+e1粉質(zhì)粘土,下伏奧陶系中下統(tǒng)馬家溝組奧陶系中統(tǒng)馬家溝組八陡石段五陽山段〔Q2mbd灰?guī)r和奧陶系中下統(tǒng)馬家溝組五陽山段泥晶灰?guī)r〔Q2+1mw交替互層。本路基段為丘陵地貌,地形起伏大。第四系上覆土層,分部普遍,含較多砂粒及風化巖屑,基巖局部裸露。沿線多為樹林及耕地,表層薄層耕植土,含植物根系。交通便利。本段地震動峰值加速度為0.1g,地震動反應(yīng)譜特征周期0.40s。本段無明顯地表水,僅在雨季時溝渠內(nèi)形成季節(jié)性水流。本段地下水類型主要為巖溶裂隙水,埋藏深,在勘察期間、勘察深度范圍內(nèi)未揭露。1.該段碳酸鹽地層經(jīng)過長期的溶蝕和侵蝕作用,形成了豐富的地下巖溶巖溶形態(tài)。如溶孔、溶隙、溶洞等,結(jié)合調(diào)查測繪綜合評價：本段巖溶屬中等發(fā)育,易塌陷。地下水類型為基巖裂隙水,埋藏較深。水質(zhì)類型為HCO3NaCa型水、HCO3SO4CaMg型水及HCO3SO4Ca型水,根據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》〔TB10005-2010,在環(huán)境作用類別為化學侵蝕環(huán)境、氯鹽環(huán)境時水中PH值、SO4、Cl、Mg、侵蝕性CO2等對混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性。該段地表覆蓋層為坡殘積粉質(zhì)粘土,為褐棕色粘土,具有吸水顯著膨脹軟化,失水急劇收縮開裂的特性,膨脹性為弱-中等。整治設(shè)計原則及試驗?zāi)康恼螌挾日€路塹地段一般整治至倆側(cè)路塹測溝平臺外側(cè)邊緣。正線路堤地段一般整治至倆側(cè)路堤坡腳外5m；車站站線和聯(lián)絡(luò)線路堤,整治至路堤坡腳外5m。設(shè)置路肩擋土墻、路堤擋土墻的地段,整治加固寬度至墻趾以外5m。整治范圍及深度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的方案。當基底存在溶洞時,注漿加固至洞底以下不小于2m。當基底不存在溶洞時,處理至挖除換填面以下5m。溶洞頂板厚度大于15m地段一般不做整治設(shè)計。當頂板破碎、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,則采取鉆孔注漿至溶洞底板以下2m。地表覆蓋土厚度小于30m地段,以鉆孔壓密注漿封閉層土石界面〔巖土面上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。4.巖溶極發(fā)育或串珠狀熔蝕現(xiàn)象嚴重地段路基采用樁板結(jié)構(gòu)通過。試驗?zāi)康耐ㄟ^設(shè)計確定的相關(guān)注漿加固試驗參數(shù),在本區(qū)段內(nèi)進行現(xiàn)場注漿試驗,總結(jié)出適合該段地質(zhì)情況下合理的工藝性試驗參數(shù)：注漿孔深度、孔距、注漿壓力、漿液配合比、單位注漿量及停止注漿條件等。并通過注漿后對該段采用壓水試驗、注水試驗、電測深法剖面及瞬態(tài)面波法等檢測手段,對注漿后土體、巖溶的注漿加固效果及質(zhì)量進行檢測,最后形成適合本工程試驗段地質(zhì)條件下的施工方案和施工工藝,以指導后續(xù)大面積施工。巖溶注漿試驗參數(shù)的初步選定注漿壓力初步選定為,巖層中不小于0.2～0.3MPa,土層中不小于0.2～0.5MPa,最大不超過1.5MPa。最終注漿壓力值通過現(xiàn)場試驗確定。漿液配合比注漿水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥,水泥漿液水泥漿液水灰比為0.6:1～1:1,初始水灰比為1:1,注漿過程中可通過調(diào)整粉煤灰摻量改善漿液的可泵性、可灌性,但不得大于水泥重量的30%；當注漿過程中,漿液漏失嚴重時,摻入水玻璃〔水玻璃濃度為40Be,模數(shù)2.4～3.4,體積比為1：0.1～1：0.05,當進漿量較大時,應(yīng)逐步提高漿液的濃度,當遇到空的巖溶通道、較大巖洞和裂隙處,注漿壓力持續(xù)較小時,可高壓充填砂、碎石后,再行注漿。注漿深度DK249+600～DK249+755段8-3-2粗砂層也需注漿注漿范圍施工布置巖溶注漿施工設(shè)備配置1鉆機：配置孔徑130mm和91mm地質(zhì)鉆機3臺。2壓漿泵、儲料桶各2臺。3護壁導管采用φ120×4.5無縫鋼管。4注漿導管采用φ25×3.0花管,孔眼加工長度設(shè)置為4.0m,花管孔徑6～12mm,孔間距20cm,呈螺旋狀分布。注漿導管采用螺紋連接。5止水閥栓塞采用操作方便、止水可靠的機械式止水栓塞。人員配置每個工點現(xiàn)場配置專業(yè)工程師2人,操作工8人。施工準備1調(diào)查地下管線分布情況,防止鉆孔傷及地下管線和當?shù)厮闆r,防止污染水源；2將試驗地點場地平整,設(shè)置必要的排水坡,防止地表水下滲；3完成工藝試驗段全部孔位放樣,并測量、記錄孔口地面高程；4接通施工用水、電,鉆機試運行,確保設(shè)備能正常開鉆；5準備灌漿用的水泥、河砂、水玻璃等；6加工注漿用花管、護壁導管等,檢測所有注漿設(shè)備狀態(tài),確保設(shè)備能正常運轉(zhuǎn)；7對現(xiàn)場操作人員進行技術(shù)交底、崗前培訓；8完成全段注漿前物探及靜力觸探,確定注漿前土體物理指標。工藝流程圖6.4注漿加固路基施工工藝框圖注漿工藝1、鉆孔、注漿順序1按《巖溶注漿工藝試驗布孔圖》現(xiàn)場放測孔點。場地平整并確保排水通暢后,準確測量鉆孔前原始地面高程。2注漿孔應(yīng)跳孔施鉆,跟孔注漿。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。3終孔前須進行成孔沖洗。對沖洗時返水的鉆孔,以沖洗液變清為結(jié)束條件。對溶洞、巖蝕破碎帶發(fā)育、沖洗時不返水的鉆孔,要求流量不小于泵送額定流量的80%,沖洗時間不少于10min。2、注漿壓力與注漿方式選用1注漿壓力初步選定為,巖層中不小于0.2～0.3MPa,土層中不小于0.3～0.5MPa,根據(jù)現(xiàn)場實際控制注漿壓力,最大壓力不超過1.5Mpa。2溶洞、土層及無溶洞巖層注漿采用純壓注漿方式,一次注漿到位。3、注漿孔鉆進鉆孔方式采用水鉆。樁機就位后,讓鉆頭對準孔心,確保對準偏差不大于50mm,鉆桿垂直度偏差不大于1％后,即開鉆,開鉆時,注意保持并經(jīng)常校核鉆桿的垂直度,保證垂直鉆孔。當?shù)谝桓@桿鉆進后,取出芯樣,接長鉆桿,繼續(xù)鉆進,直到鉆至設(shè)計加固深度。如有塌孔,應(yīng)采用套管跟進。當遇巖溶時,應(yīng)加固至溶洞底部以下不小于2.0m。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,記錄表上應(yīng)詳細記錄地質(zhì)變化情況,采用搓條法確定土體物理狀態(tài)。當遇溶洞時,應(yīng)詳細記錄溶洞深度、填充情況等。4、注漿1注漿先外后內(nèi)、自下而上進行,一次性全孔注漿,必要時采用分層注漿。2巖層〔巖溶注漿待鉆機鉆至巖溶中設(shè)計標高時,提管至基巖面以上設(shè)計注漿界線處,安裝到位壓漿花管,讓止水栓塞在設(shè)計注漿界線處密貼孔璧。然后開始注漿,向孔洞中注純水泥漿,在終注壓力下連續(xù)注漿10min的注入量不大于5L/min即停止注漿。若遇到溶洞,采用循環(huán)水洗孔完畢,安裝壓漿花管,安裝到位后,讓止水栓塞在設(shè)計注漿界線處密貼孔璧。注漿開始時,根據(jù)地質(zhì)鉆孔揭示的溶洞大小,先向溶洞中快速壓一定數(shù)量的純水泥漿,然后向洞中灌注中粗砂或水泥漿液〔可含碎石,直至溶洞充填后才能進行注漿。在終注壓力下連續(xù)注漿10min的注入量不大于5L/min即停止注漿。3停止注漿的條件巖溶〔巖層注漿當達到下列標準之一時,可結(jié)束注漿：A、在終注壓力下連續(xù)注漿10min的注入量不大于5L/min；B、冒漿點已出漿范圍外3～5m時；C、注漿量達到平均注漿量1.5～2.0倍,且進漿量明顯減少時。當達不到上述結(jié)束標準時,應(yīng)清孔再次注漿。4巖溶注漿注意事項Ａ、當?shù)刭|(zhì)鉆孔發(fā)現(xiàn)巖溶較大,相鄰兩孔可能聯(lián)通時,注漿孔應(yīng)跳2孔施鉆,不應(yīng)全部鉆孔完后再注漿,以免孔位串漿,增加難度及清孔工作量。非探灌結(jié)合孔注漿孔施工應(yīng)自線路坡腳線向線路中心的順序進行,先兩側(cè)后中間,保證注漿質(zhì)量。當遇到空的巖溶通道、較大巖洞和裂隙處,注漿壓力持續(xù)較小時,可先灌注中粗砂或稀的水泥砂漿對溶蝕腔體進行充填,再行注漿。Ｂ、注漿鉆孔孔位偏差不宜超過50mm。開鉆前必須保證機身平穩(wěn),鉆孔偏斜<1％,鉆進時應(yīng)保持中速,遇硬層應(yīng)減速慢鉆,以防卡鉆。Ｃ、采取措施確保注漿連續(xù)進行,盡量不中途中斷。Ｄ、注漿過程中,如壓力驟然上升或漿液流量突然加大,或注漿加固區(qū)外出現(xiàn)跑漿冒漿現(xiàn)象,應(yīng)立即停注,查明原因并處理后再恢復注漿。Ｅ、注漿過程加強地面觀測記錄。在注漿區(qū)域埋設(shè)觀測樁,在注漿前后觀測其水平位移、冒漿點的位置、地面沉陷等。Ｆ、各孔注漿量依據(jù)具體地質(zhì)情況有較大的差異,當連續(xù)注漿單孔超過15噸不見升壓時,應(yīng)考慮提高漿液濃度、添加粉煤灰雙液注漿。必要時間歇注漿。注漿量過大時,應(yīng)提請有關(guān)四方會勘,采取適當?shù)墓こ檀胧┻M行處理。注漿檢查瞬態(tài)面波法檢測電測深法剖面壓水試驗檢測注水試驗檢測附表.附表一鉆孔記錄表里程：