淺析客運專線隧道溶洞處理基底鋼管樁加固處理施工施工技術(shù)

1、淺析客運專線隧道溶洞處理基底鋼管樁加固處理施工施工技術(shù)摘要 : 隨著城市社會化和區(qū)域經(jīng)濟化的迅速發(fā)展，鐵路客運專線將成為社會經(jīng) 濟發(fā)展的有力保障。目前國內(nèi)外公路和鐵路溶洞大廳基底加固一般采用挖除換 填、高壓旋噴樁等方式，工程投入大，施工時間長。本文以滬昆鐵路客運專線 貴州段朱砂堡二號隧道為例對溶洞大廳基底加固施工進行詳細分析。關(guān)鍵詞: 客運專線隧道 溶洞處理 基底加固中圖分類號 : 文獻標識碼 : 文章編號 : 新建鐵路長沙至昆明客運專線玉屏至昆明段朱砂堡二號隧道 I 類變更設(shè)計中D2K473+50& +620段采用圬工回填的方式進行巖溶處理，溶洞大廳底部為串珠狀溶 洞，基底承載能力不

2、能滿足要求。 基底處理采用鋼管樁進行加固， 保證了基底加固施 工質(zhì)量。1工程實例由中鐵三局集團第二工程有限公司承建的滬昆客專貴州段朱砂堡 2 號隧道為新 建滬昆鐵路客運專線雙線隧道，全長 505m線間距5.0m，設(shè)計行車速度為250km/h。 該隧道位于貴州省黔東南州地區(qū)， 地勢東低西高， 北高南低， 山脈和水系多呈西東向 展布。屬溶蝕、剝蝕構(gòu)造中山、低中山地貌。沿線各時代地層分布較為齊全，沉積類 型繁多，其間巖漿活動劇烈，灰?guī)r規(guī)模巨大。沉積巖、早期火成巖因受高溫高壓動力 變質(zhì)作用普遍有不同程度的變質(zhì)。測區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂、褶皺發(fā)育，致使巖體節(jié)理發(fā) 育、破碎。主要不良工程地質(zhì)有富水斷層破碎帶、錯

3、落體、危巖落石、突水、突泥、 巖溶。水文地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水發(fā)育。2. 工藝原理2.1 工藝性試驗施工前首先進行工藝性試驗， 以確定合理的注漿參數(shù)及鉆機。 根據(jù)試驗情況選用 單漿液注漿，水泥為普通硅酸鹽水泥，注漿壓力控制在 1.02.0Mpa,水泥 漿水灰比 W/C=0.6- 0.8。通過跟管鉆進和普通鉆孔兩種鉆機進行對比，在成孔質(zhì)量 和施工效率方面，跟管鉆進具有較大的優(yōu)勢。2.2 鋼花管加工采用76鋼管加工制作，管壁鉆注漿孔，孔徑 810mm孔間距1020cm呈 梅花形布置，前端加工成錐形，便于鋼管的安裝。鋼花管鋼材滿足設(shè)計和規(guī)范要求，鋼花管加工必須符合以下要求:1、尾部長度不小于30cm作

4、為不鉆孔的止?jié){段。2、鋼管壁端頭10cm進行套絲處理，管節(jié)之間采用專用螺紋套管連接。2.3跟管鉆進技術(shù)針對溶洞大廳底部的串珠狀溶洞，由于巖溶發(fā)育采用普通鉆機鉆孔，在成孔后再 安裝鋼花管，很易因塌孔無法安裝。經(jīng)對比采用邊鉆孔邊跟進套管的方式進行鉆進成 孔。1、測量布孔在隧道1#溶洞大廳底部清理至設(shè)計標高后進行鉆孔。根據(jù)設(shè)計要求，孔位按照0.8m交錯測量布置2、鉆機就位鉆機應(yīng)就位在穩(wěn)定的基礎(chǔ)之上， 就位時應(yīng)使鉆機底部平整，支撐牢固，以保證鉆 孔時不發(fā)生下沉、擺動及偏移的情況。鉆孔時采用多臺鉆機同時鉆孔，就位時應(yīng)避免 鉆機相互影響。就位時應(yīng)使鉆機準確對位于經(jīng)測量放樣的點位之上， 以防鉆孔發(fā)生偏 移。

5、3、鉆孔及跟管鉆機開鉆時采用低壓低速，待鉆進至一定深度時可根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整鉆速。鉆進 時鉆孔速度要均勻，遇到夾砂、夾泥及破碎巖層時，應(yīng)注意控制鉆進速度，防止卡鉆。 鉆孔時及時檢查鉆孔的垂直度，及時糾正偏差。鉆進過程中做好記錄，以便于及時判 斷基底地質(zhì)情況用以指導(dǎo)施工。每鉆進一段后根據(jù)設(shè)計圖紙及鉆進情況分析孔位地質(zhì)情況，及時跟進套管。套管跟進深度根據(jù)地質(zhì)情況進行調(diào)整，一般情況每鉆進23m即應(yīng)及時跟進套管，避免發(fā)生塌孔造成二次鉆孔。2.4鋼花管安裝鉆孔結(jié)束后及時安裝鋼花管，同時將鋼套管拔出。采用人工配合鉆機安裝鋼花管， 鋼花管的連接采用螺紋套管連接，安裝完成后及時封好管口，同時要及時安裝注漿所 用

6、進、出漿管，及時進行注漿加固。具體示意圖如下：壓力表2.5注漿施工1、注漿孔設(shè)置鋼花管在制作時按外露長度不小于 3040cm確定管的長度，以便連接孔口注漿 閥門和管路。注漿管安放好后，在注漿管管口加上孔口蓋，孔口蓋與鋼管焊接封密， 以防止雜物進入，同時防止水泥漿從孔口溢出。完成后安裝閥門、注漿管及回漿管。2、注漿機選型 注漿機具包括注漿機、制漿桶、儲漿池、注漿管路、止?jié){塞、孔內(nèi)注漿管、回漿管、自動記錄儀等。注漿機采用XZS230/40活塞式注漿泵，灰漿輸送量：0230L/min ; 工作壓力： 0 4.0MPa。3、注漿1）注漿管路系統(tǒng)的試運轉(zhuǎn)：用 1.52倍于注漿終壓對系統(tǒng)進行吸水試驗檢查;

7、 檢查管路系統(tǒng)能否耐壓， 有無漏水;檢查管路連接是否正確; 檢查設(shè)備機況是否正常; 使設(shè)備充分熱身。試運轉(zhuǎn)時間為 20min。2）注漿壓力控制：注漿壓力控制在1.02.0Mpa。終止注漿的條件為終注漿壓力 達到2.0Mpa時，持續(xù)10分鐘注漿量小于5L/min。3）注漿過程中發(fā)現(xiàn)注漿壓力偏低、 進漿速度過快時， 可采用間歇式注漿、 調(diào)整水 灰比的措施。達到注漿結(jié)束條件后，將注漿孔填實封閉，留下標記備查。2.6 注漿過程中的監(jiān)控 監(jiān)控項目：注漿壓力的變化情況、進漿量的變化情況、壓力的突變情況、注漿管路有無異常情況;監(jiān)測：專人現(xiàn)場檢查、自動進漿記錄儀;監(jiān)控時間：注漿施工過程 中進行全過程監(jiān)測監(jiān)控。

8、2.7 鋼管樁加固效果檢測鋼花管注漿加固完成后， 采用地質(zhì)雷達探測及鉆孔取芯對注漿效果進行檢查， 根 據(jù)地質(zhì)雷達探測情況及鉆孔取芯檢測的填充與膠結(jié)情況綜合分析評定注漿結(jié)果。 評定 合格后進入下一道工序施工。2.7.1 地質(zhì)雷達檢測鋼花管注漿完成后，按里程每 5m設(shè)置一條測線對鋼花管加固區(qū)域進行地質(zhì)雷達 檢測。地質(zhì)雷達探測以未見空洞反應(yīng)為合格標準。2.7.2 鉆孔取芯 鋼花管注漿加固完成后，采用鉆孔取芯對注漿效果進行檢查。鉆孔間距按照 10mX 10 m交錯布置。鉆孔取芯合格標準如下：芯樣采取率在95%以上，溶洞區(qū)段填充飽滿（填充率 95%以上），層理、節(jié)理間膠結(jié)良好。2.8 鉆孔質(zhì)量鉆進如遇溶

9、洞應(yīng)鉆至溶洞底1m以下；對設(shè)計圖紙揭示有不穩(wěn)定溶洞發(fā)育的，鉆 進過程中鉆孔深度不得小于設(shè)計預(yù)計深度，如遇溶洞應(yīng)鉆至溶洞底1m以下；施工過程中若遇規(guī)模較大溶洞、現(xiàn)狀塌陷密集區(qū)、反復(fù)泉與間歇泉出露區(qū)，及時現(xiàn)場核對， 必要時進行加強探灌處理。2.9 注漿配合比及注漿壓力加強注漿參數(shù)的控制與檢查，注漿壓力控制在1.02.0Mpa,水泥漿水灰比W/C=0.4 0.8。終注漿壓力達到2.0Mpa,并持續(xù)10分鐘注漿量小于5L/min后方可 停止注漿。2.10 鋼管質(zhì)量 施工所用鋼管進場必須按批抽樣進行力學性能（屈服強度、抗拉強度和伸長率） 和工藝性能（冷彎）試驗，其質(zhì)量必須符合國家有關(guān)規(guī)定及設(shè)計要求。4.

10、 效益分析4.1 經(jīng)濟效益 該技術(shù)突破了傳統(tǒng)的鉆孔工藝， 采用鋼管樁對基底進行加固處理， 針對串珠狀溶 洞采用跟進套管鉆進技術(shù)， 由于技術(shù)先進， 施工組織科學合理， 節(jié)省了設(shè)備和材料投 入，縮短了工期，直接節(jié)約工程成本約 40 萬元，經(jīng)濟效益明顯。4.2 社會效益 朱砂堡二號隧道一號溶洞大廳采用鋼花管注漿對混凝土回填底部進行基底加固， 針對溶腔底部的串珠狀溶洞采用跟進套管鉆機進行施工。 在施工過程中積極采用了新 技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，保證了工程質(zhì)量、進度和成本，朱砂堡二號隧道一號溶洞大 廳鋼花管注漿加固完成， 為朱砂堡二號隧道巖溶整治 I 類變更設(shè)計巖溶順利完成創(chuàng)造 了條件，贏得了監(jiān)管部門的廣泛贊譽，取得了良好的社會效益。4.3 環(huán)保節(jié)能 采用該技術(shù)進行溶洞大廳基底加固施工， 保證了質(zhì)量降低了能耗， 最大程度減小 了土石方開挖量及混凝土回填量， 同時降低了施工難度， 實現(xiàn)了質(zhì)量與環(huán)保的統(tǒng)一性。5結(jié)語 該技術(shù)在新建鐵路長沙至