既有鐵路路基邊坡斜打旋噴樁施工工法

既有鐵路路基邊坡斜打旋噴樁施工工法中鐵十二局七公司朔黃鐵路整治工程項目部一、前言近年來因鐵路的提速和運量的增大我國部分既有鐵路技術(shù)要求已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要，造成常見的鐵路路基沉降及由此引發(fā)的一系列路基病害，不僅增加了鐵路養(yǎng)護部門的工作量，而且嚴(yán)重影響鐵路運輸效率和運營安全，整治沉降既有鐵路路基也就成為今后發(fā)展的必然需求。為了合理有效的解決既有鐵路路基沉降，我們進行了大量的研究和試驗，總結(jié)出既有鐵路路基邊坡斜打旋噴樁施工工藝，在試驗段施工實踐中取得良好效果，通過進一步完善，形成本工法。二、工法特點1、施工工藝簡單，易于推廣。2、施工期間不影響線路運營。3、施工效果好。三、適用范圍路基斜打旋噴樁適用于既有鐵路路基填料為砂類土、粘性土和黃土的沉降路段（一般沉降量大于50cm-80cm）。四、工藝原理通過旋噴鉆機在路基兩側(cè)以一定的傾斜角度高壓注入水泥凈漿將既有土體進行切割、置換和擠密，待成樁后樁體對路基起到支撐作用，并且在注入水泥漿的過程中，路基內(nèi)部土體裂縫和孔隙被高壓水泥漿填充，從而大大提高了地基承載力，減小荷載作用下發(fā)生的均勻和不均勻沉降，達到加固目的。五、施工工藝（一）施工工藝流程圖（圖1）（二）施工準(zhǔn)備1、施工前整平場地，在邊坡上挖排漿溝（0.2m*0.2m）以減小返漿對邊坡的污染，于坡腳挖排漿溝和排漿池，合理布置機械設(shè)備，安裝并調(diào)試。2、繪制樁位布置圖，注明樁位編號；向相關(guān)技術(shù)人員進行技術(shù)交底。用細(xì)鋼釬在樁位上做好標(biāo)記3、請電務(wù)工隊協(xié)助探明現(xiàn)場有無電纜、光纜以及走向，挖出電纜槽，采用U型鋼槽對電纜、光纜等進行包裹防護。

圖1工藝流程圖（三）測量放樣按照施工圖紙設(shè)計要求和現(xiàn)場實際情況進行測量放樣。測量放樣后立即于路基兩側(cè)分層搭設(shè)腳手架，腳手架層高根據(jù)樁排距和邊坡坡率而定，腳手架上搭木板做為施工平臺。1、操作要點一般路基兩側(cè)自路肩以下1.0m（給旋噴時上傳壓力預(yù)留放散空間，以防止發(fā)生頂軌現(xiàn)象），沿邊坡方向及線路方向打設(shè)高壓旋噴樁，樁沿邊坡方向每隔2.0m沿線路方向每隔3.0m設(shè)置（經(jīng)我項目部試驗確定，橋臺后和涵身后樁與橋臺、涵身保持1.8m安全距離）。施工時自上而下進行施工。旋噴樁樁徑0.5m，每延米水泥用量一般不小于210Kg，與水平線15°角向下。為加強基床范圍強度，于第一排樁增加傾角為5°旋噴樁，樁間距3.0m，與15°角樁交錯布置。上下兩排及路基兩側(cè)旋噴樁必須交錯設(shè)置，以形成網(wǎng)格狀水泥土體，樁與另側(cè)相對的旋噴樁交于路堤中心。旋噴樁施工應(yīng)從橋臺背向路基方向自上而下進行，同排旋噴樁應(yīng)隔樁施工。布置參數(shù)詳見旋噴樁橫斷面布置圖、旋噴樁平面布置圖和旋噴樁縱向布置圖。

（四）鉆機就位、調(diào)正角度并固定用吊車往平臺上或往下吊設(shè)備時如離供電線路小于2m時必須與供電工隊配合施工。鉆機安放在設(shè)計的樁位上，施工時鉆桿的允許偏斜不得大于1.5度（即26/1000）。鉆孔位置與設(shè)計位置的偏差不得大于100mm。鉆機或旋噴機就位時機座要平穩(wěn)，立軸或轉(zhuǎn)盤與孔位對正，傾角與設(shè)計誤差不得大于1%。旋噴樁橫斷面布置圖旋噴樁平面布置圖注：""為加樁旋噴樁橫斷面布置圖旋噴樁平面布置圖注：""為加樁（五）坡面試噴進行0.5Mp低壓射水試驗，如發(fā)現(xiàn)管路不暢通立即進行檢修直到管路暢通方可進入下道工序。（六）下鉆至設(shè)計深度帶水下鉆，下鉆壓力提高至5Mp。第一根鉆桿鉆入后停止射水，接長鉆桿繼續(xù)下鉆，循環(huán)鉆進至設(shè)計深度。下鉆時注意電纜位置。（七）配漿，提鉆噴漿，膨脹觀測1、按設(shè)計的配合比配制漿液，攪拌時間不少于5分鐘，再經(jīng)0.8mm的篩網(wǎng)過濾兩次。在旋噴樁加固路基的過程中為防止?jié){液凝結(jié)時間過長，漿液中的水浸入路基造成路基軟化，導(dǎo)致路基下沉，一般在漿液配置過程中需加減水劑和速凝劑（速凝劑和減水劑的用量要經(jīng)過試驗確定，一般控制漿液凝結(jié)時間在20-30分鐘）。2、提鉆時主要施工參數(shù)：噴射壓力13?20MPa（根據(jù)我項目部施工經(jīng)驗為防止壓力過大對線路產(chǎn)生的影響第一排樁采用壓力一般為15MPa；第二排17MPa；第三排及以下20MPa);噴嘴孔徑2.5mm；噴漿流量80?90L/min；提升速度16?20cm/min；旋轉(zhuǎn)速度20?22r/min。待第一根鉆桿提出坡面時，停止壓漿，快速卸下鉆桿后恢復(fù)供漿下鉆30cm繼續(xù)提鉆，循環(huán)作業(yè)。噴射作業(yè)噴管由上而下隔樁進行噴射作業(yè)。作業(yè)時必須時刻注意檢查漿液配合比、外加劑量、初凝時間、注漿流量、壓力、旋轉(zhuǎn)和提升速度等參數(shù)是否滿足設(shè)計要求，并做好記錄。在提鉆過程中出現(xiàn)機械故障時維修時間小于1小時時銜接50cm繼續(xù)施工；大于1小時，立刻提出鉆桿清除管內(nèi)余漿，故障排除后重新下鉆。3、冒漿的處理。在旋噴處理中，往往有一部分漿液沿著注漿管壁冒出地面。通過對冒漿的觀察，可以及時了解土層狀況冒漿量小于注漿量的20%為正常。超過20%或完全不冒漿時，應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施。若是地層中有較大空隙引起的不冒漿，可以在空隙地段增加注漿量，填充空隙后再繼續(xù)正常旋噴施工。4、本工程為既有線施工，為防止成樁時的膨脹對線路和既有構(gòu)筑物的破壞，采用水準(zhǔn)儀進行觀測軌道豎直方向位移，卷尺觀測涵臺線路方向位移，并與開工前原始數(shù)據(jù)進行對比，特別是在線路方向第一排和邊坡方向靠近橋臺（涵身）第一排樁施工時，檢查橋臺（涵身）構(gòu)筑物以及軌道、邊坡是否出現(xiàn)位移或變形；提鉆時注意觀察對面邊坡及路基上面是否有漿冒出，如出現(xiàn)較大位移時立即停止作業(yè)，待問題解決后方可繼續(xù)施工。（八）沖洗機具噴射施工完畢后，應(yīng)把注漿管等機具沖洗干凈，管內(nèi)、機內(nèi)不得殘存水泥漿。把漿液換成水，在地面上噴射，以便把高壓注漿泵、輸漿管和鉆桿的漿液全部排除。（九）移機移動機具。將鉆機等機具設(shè)備移到新樁位上。六、勞動力組織（表1）表1勞動力組織（按一臺設(shè)備、一個班組計算）序號人員人數(shù)分工1技術(shù)員2掌握技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)責(zé)施工指導(dǎo)，監(jiān)督施工質(zhì)量2專職安全員2負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場施工安全防護3測量員2測量放樣，既有線路沉降觀測4試驗員1現(xiàn)場試驗5架子工4搭設(shè)及拆除施工平臺6高壓泵操作工2操作高壓注漿泵7鉆機操作工4操作鉆機8其他4機械維護、拌漿、廢漿清理等七、主要機具設(shè)備（表2）表2主要機具設(shè)備序號設(shè)備名稱型號規(guī)格單位數(shù)量1液壓鉆機XP-30臺12高壓注漿泵XPB-90臺13吊車10t臺14發(fā)電機GF200臺15灰漿攪拌機1000L臺2八、質(zhì)量控制施工質(zhì)量嚴(yán)格按照現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、規(guī)定和《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》執(zhí)行，特別要注意：1、水泥及外加劑進場時，派專人檢查其產(chǎn)品質(zhì)量證明文件，現(xiàn)場試驗人員進行抽樣試驗。2、旋噴樁的布置形式和布置數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計要求。3、樁長應(yīng)符合設(shè)計要求。4、鉆機就位后應(yīng)保證平穩(wěn)，鉆桿角度和設(shè)計要求偏差不得大于1%。5、樁體直徑不小于設(shè)計值，樁體間距偏差不得大于100mm。6、水泥漿液嚴(yán)格按照設(shè)計配合比制作。7、施工時，現(xiàn)場技術(shù)員進行旁站記錄，嚴(yán)格按照各項設(shè)計施工參數(shù)控制。8、噴漿時，應(yīng)盡量保證連續(xù)施工。噴注中若遇到故障等特殊情況時，噴管須下降20cm才能開始繼續(xù)噴注，以保證旋噴加固體的豎向連續(xù)性因故障中斷時應(yīng)復(fù)噴，間隔時間超過2個小時后應(yīng)重噴。9、當(dāng)遇到地層中有較大孔隙而無冒漿時，采取措施（如提高旋噴速度、加大壓力或者采用復(fù)噴技術(shù)），直到出現(xiàn)冒漿后方可繼續(xù)施工。10、施工結(jié)束28天后抽取總樁數(shù)1%（且每工點不應(yīng)少于3根）的樁鉆芯取樣，進行無側(cè)限抗壓強度試驗。檢驗點應(yīng)布置在下列部位：有代表性的樁位；施工中出現(xiàn)異常情況的部位；地基情況復(fù)雜，可能對高壓噴射注漿質(zhì)量產(chǎn)生影響的部位。九、安全措施1、所有施工作業(yè)人員進場后立即組織安全教育和培訓(xùn)并考核，考核合格后持證上岡。2、施工前，詳細(xì)查清線路兩側(cè)地下管線情況，對位于邊坡上的地下管線進行防護;施工時，工點兩端800m設(shè)施工作業(yè)標(biāo)，并在路肩處掛好安全防護繩等，嚴(yán)禁作業(yè)人員上道。3、為防止成樁時的膨脹對線路和既有構(gòu)筑物的破壞，采用水準(zhǔn)儀對軌道線路方向高度變化情況進行監(jiān)測，采用道尺對軌道的水平位移進行監(jiān)測，采用卷尺對涵臺線路方向位移進行監(jiān)測。監(jiān)測時，嚴(yán)禁鋼尺等導(dǎo)電體搭接軌道。4、每臺用電設(shè)備有各自專用的開關(guān)箱，開關(guān)箱中必須裝設(shè)漏電保護器，實行一機一閘一保護'制，嚴(yán)禁用同一個開關(guān)電器直接控制兩臺及兩臺以上的用電設(shè)備（含插座）。5、腳手架在使用前應(yīng)進行認(rèn)真檢查驗收，嚴(yán)禁出現(xiàn)探頭板。大風(fēng)大雨后，應(yīng)對腳手架進行嚴(yán)格檢查，是否有傾斜、下沉、崩扣、松扣等現(xiàn)象。腳手架應(yīng)自上而下逐步拆除，嚴(yán)禁推到或拉到。拆下的腳手架材料嚴(yán)禁隨意拋擲，拆除腳手架時，嚴(yán)禁非工作人員進入作業(yè)區(qū)。6、吊裝作業(yè)時，必須由已取得操作資格證的人員操作，全過程必須有專人指揮。7、在施工過程，對機具的運轉(zhuǎn)情況、輸漿管連接情況定期檢查維修，防止設(shè)備構(gòu)件脫落傷人。嚴(yán)禁在機械運轉(zhuǎn)過程中檢修、保養(yǎng)。8、進場后立即對高壓泵的各項儀表進行標(biāo)定，以保證各項數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。施工作業(yè)過程中，設(shè)專人監(jiān)控各項儀表，若儀表讀數(shù)超出設(shè)計范圍立即停止作業(yè)，查明原因后方可繼續(xù)施工。9、定期對輸漿管進行檢查，嚴(yán)禁使用破皮、老化的輸漿管，以防止注漿時爆管。十、環(huán)保措施在邊坡坡腳處挖40cm>40cm的排漿溝，視排漿量和場地大小開挖排漿池。施工時安排專人排漿，防止水泥漿污染。施工完后清除排漿溝和排漿池中的廢漿，再回填，防止污染。十一、經(jīng)濟效益分析1、工期短。施工工藝簡單，施工效率高，所需工期較其他方法短。2、造價低。施工機具輕便，適合施工條件困難、場地有限的地區(qū)施工?？朔舜笮蜋C械設(shè)備施工對施工條件的高要求問題，大大降低了施工成本。3、效果好。旋噴樁成樁后樁體對路基起到支撐作用，改變了既有路基的結(jié)構(gòu)，與漿砌片石骨架護坡、擠密樁等工藝相比，從根本上解決了既有路基和橋涵過渡段的沉降問題。十二、工程應(yīng)用1、2007年6月—007年9月，朔黃鐵路169#、170#橋臺過渡段因路基工后沉降嚴(yán)重，對橋臺30m范圍內(nèi)路基采用旋噴樁加固處理。2、2008年6月—009年6月，朔黃鐵路K70—250段內(nèi)路堤填高6.0?15.0m，路基填料為粉土，部分填土松軟，長時間經(jīng)雨水沖蝕將細(xì)顆粒從路基沖出，引起路基工后沉降，對沉降嚴(yán)重的路堤地段進行旋噴樁加固處理。工程共布樁83