巖溶注漿配合比設(shè)計及路基工程中的應(yīng)用

1、巖溶注漿配合比設(shè)計及路基工程中的應(yīng)用張元凱(中鐵十一局五公司400037)摘要中鐵十一局武廣客運專線五公司項目部承建的路基工程長度4.5 km，針對巖溶發(fā)育廣泛的地質(zhì)條件，施工圖中設(shè)計采用巖溶注漿加固處理，工程量大，是本項目的重點工程之一，結(jié)合凍結(jié)加固法及路基加固建設(shè)的特點，從優(yōu)化注漿的配合比、技術(shù)條件、施工經(jīng)驗及加固檢驗等以確保注漿成功，從而保證整個路基工程質(zhì)量。關(guān)鍵詞巖溶注漿  水灰比  雙液漿體        1注漿配合設(shè)計      &#

2、160; 注漿配合比，必須考慮合理的巖溶地基處理相關(guān)參數(shù)和施工工藝，使用材料、施工機具等加以決定。根據(jù)設(shè)計要求中的規(guī)定，巖溶注漿的技術(shù)條件應(yīng)符合下列規(guī)定：        1、水泥漿液水灰比為0.8:1-1:1。        2、注漿水泥采用PO32.5水泥。        3、雙液注漿采用水玻璃38-43Be，模數(shù)2.4-3.0。    

3、0;   4、拌合水：水質(zhì)應(yīng)符合鐵路砼及砌石工程施工規(guī)范中的各項規(guī)定。        1.1配合比設(shè)計        1m3水泥漿（絕對體積）需要的材料按下式計算：        1000=WPW-CPC+PiPP        式中W水的重量（kg），C水泥重量（kg），Pi緩凝劑重量（kg），P

4、各種材料比重        則：1000=WPW-CPC        設(shè)PW=1.0，PC=3.12則：1000=W+0.32C        由W/C=1.0得        1000=1.0C+0.32C        C=757.6（kg）&

5、#160;       W=757.6（kg）        Pi=757.6×0.0095=7.20（kg）水泥漿：水玻璃=1：0.5（體積比），水玻璃密度為1.38（g/cm3）。根據(jù)此配合設(shè)計雙液漿體稠度為8.4s，水泥漿比重為1.52（g/cm3），滿足施工要求。        2施工工藝        2.1

6、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：巖溶注漿孔要求注漿厚度不小于8m，入基巖5m, 注漿孔按設(shè)計要求采用梅花形或正方形布置，孔間距7.0×7.0m或5.0×5.0m；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。另外，施工中如遇溶洞,孔深至溶洞底板下1m。        2.1.1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?#160;

7、       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；     

8、;   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)。        2.1.2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,直到鉆至土石界

9、限；土層鉆孔過程中,若遇流塑土層,及時用108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。        2.1.3注漿方案本試驗段采取了兩種注漿方式，方案一為分層分段注漿，方案二為一次性注漿：

10、60;       分層分段注漿工藝：        分層分段注漿采用純壓注漿，自下而上進行,對土層帷幕注漿完畢后,再對巖層(或溶洞)孔進行注漿。        A、土層帷幕注漿        鉆孔至土石界面后，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(dá)到0.5MPa以上,且注漿壓力呈直線上升或吸漿量不大于4

11、0L/min，持續(xù)1030min,方可提塞清孔，清孔完畢后進入巖層鉆孔。        B、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，最后加壓注入純水泥漿，直到達(dá)到注漿結(jié)束條件為止。        一次性注漿工藝：      &#

12、160; 鉆孔一次性成孔到設(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1.0m處，采用水泥砂漿封閉孔口，封閉深度進入原生黏土層0.5m以上，待水泥砂漿凝固后，接通注漿管至注漿機，在0.10.5MPa壓力下自下而上進行注漿，直至達(dá)到注漿終止條件后結(jié)束注漿。        以上兩種注漿方式均切實可行，通過試驗檢測，均滿足設(shè)計和規(guī)范要求，但在保證質(zhì)量的前提下，本著省時省力、節(jié)約成本、方便施工的原則，建議采用從下往上，一次性灌注的方式。        注漿

13、加固及嵌補的主要施工機械設(shè)備有鉆機、注漿泵、攪拌機、挖掘機等。        2.2、巖溶注漿施工要點        2.2.1定孔位：按注漿工藝試驗布孔圖，現(xiàn)場測放注漿孔點。注漿鉆孔孔位偏差不宜超過50cm，垂直度偏差不大于1%，開鉆前必須保證機身平穩(wěn)。場地平整并確保排水通暢，準(zhǔn)確測量鉆孔前原始地面高程。        2.2.2鉆進：將鉆桿對準(zhǔn)所標(biāo)孔位（孔位偏差不超過0.5m），用1

14、10鉆頭開孔鉆進，保證開孔直徑110mm。注漿孔終孔直徑91mm。開孔時輕加壓、慢速、大水量鉆進，防止將孔開斜。鉆進至一定深度，采用套管護壁。直至進入巖土界面以下3-5m，基巖裸露地段保證注漿深度不小于8m。遇溶洞，加固深度為至溶洞底板下1.0m。基巖面下孔深5m范圍內(nèi)未遇見溶洞，即可結(jié)束鉆進。        2.2.3注漿加固施工試泵：開泵前先將三通轉(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(dá)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。   

15、0;    安裝注漿管和止?jié){塞：鉆孔完畢，清孔檢查，在確認(rèn)沒有坍孔和探頭石的情況下，下注漿管。否則，采用鉆機掃孔。確定注漿管內(nèi)無阻塞物后，安裝注漿管。為減少拔管時的阻力，在注漿管上可上防水板。用沾有CS膠泥的麻絲繩繞成不小于鉆孔直徑的紡錘形柱塞，把管子插入孔內(nèi)，然后在麻絲與孔口空余部分，填充CS塑膠泥，使注漿管和止?jié){塞固定。注漿管外露長度3040cm，以便連接孔口閥門和管路。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：對注漿管路壓水檢查密封性，壓力由小逐漸增

16、大到預(yù)定注漿壓力，并持續(xù)15min。        漿液配制,施工控制分以下三種：        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。     

17、60;  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。        注漿：根據(jù)現(xiàn)場情況及時調(diào)整雙液漿的配合比，一般在注漿量較大，注漿壓力較低時，漿液的濃度應(yīng)調(diào)高，膠凝時間應(yīng)縮短，以控制漿液擴散范圍和注漿量；在注漿量較小，注漿壓力高的場合，漿液的濃度應(yīng)適當(dāng)降低，膠凝時間也應(yīng)適當(dāng)延長，這樣才能使?jié){液得到充分地擴散，保證注漿質(zhì)量。發(fā)生漏漿時，通過調(diào)整漿液配合比使其濃度加大，膠凝時間縮短，并采取間隔注入的方法，便可有效地將其控制住。   

18、;      注漿壓力控制：灰?guī)r中為0.10.3MPa，巖土界面附近逐步加大到0.30.5MPa。        結(jié)束注漿條件當(dāng)注漿達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)之一時，孔道停止注漿：        A、注漿孔口壓力維持在0.2MPa左右，吸漿量不大于40L/min，維持30min。B、注漿鉆孔基巖完整，或多次注漿，孔口壓力超過1.5Mpa時。C、冒漿點已出注漿范圍外35m時。D、單孔注漿量達(dá)到平均注漿量的1.52.0倍，且

19、進漿量明顯減少時。        未達(dá)結(jié)束條件處理：經(jīng)檢查達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)時，清孔后再次注漿。        注漿完成后立即拔管，以防漿液在注漿管中凝固。每次上拔高度為50cm。拔出管后，及時刷洗注漿管，保持清潔、通暢。拔出管后留下的孔洞，及時用C15混凝土封孔。    3、監(jiān)測與測試        3.1監(jiān)測    &

20、#160;   為了對巖溶路基壓漿施工的質(zhì)量進行宏觀控制，避免施工造成環(huán)境的影響，施工時安排專人進行質(zhì)量、環(huán)境的監(jiān)測。        施工前，調(diào)查每段工地的周邊環(huán)境特點，依據(jù)設(shè)計注漿孔的布置，影響半徑及范圍設(shè)立監(jiān)測點、控制點，注漿過程加強地面觀測記錄。每個壓漿工班的孔口壓漿工負(fù)責(zé)當(dāng)班的地表觀察，一旦有異常即停止注漿，分析原因并調(diào)整壓漿工藝。        調(diào)查施工區(qū)的井、泉、坍坑以及民居的生活水源分布，定期或日常進行水量、水質(zhì)的觀測、訪問，確保生活用水的質(zhì)量，農(nóng)田用水無污染        3.2測試        3.2.1試驗        對壓漿中出現(xiàn)異常的壓漿孔，采用注水試驗，或水位傳遞、指示劑、氣體傳遞等方法確定巖溶通道連通性和壓漿質(zhì)量。