某山區(qū)高速公路隧道洞口段路基的注漿處理及效果檢測

某山區(qū)高速公路隧道洞口段路基的注漿處理及效果檢測1工程概況圖1隧道洞口圖某高速公路某標(biāo)段地處山嶺重丘區(qū)，沿線地勢起伏，山高坡陡，河谷深切，山體交錯(cuò)，地形復(fù)雜。該標(biāo)段特長隧道洞口位于懸崖峭壁之上，隧道洞口段路基為分離式路基，寬度為12.25米，左幅LK29+879～ZLK29+900，長21m；右幅LK29+800～LK29+870，長70m。設(shè)計(jì)為填石方路基。圖1隧道洞口圖由于施工場地狹窄、施工機(jī)械前期無法進(jìn)場；特長隧道又面臨著單端進(jìn)洞，施工工期較緊，短期難以形成有效的工作平臺(tái)；隧道洞口與河流（河床為微風(fēng)化花崗巖基巖）緊挨、出渣特別困難等諸多地形、地質(zhì)、水文、施工組織的實(shí)際困難，導(dǎo)致該隧道洞口段填石路基未按設(shè)計(jì)圖紙和施工技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行分層選料及碾壓，而是直接采用隧道棄渣（微風(fēng)化花崗巖）直接堆填而成。該特長隧道經(jīng)過了兩年的施工已經(jīng)順利貫通，該段路基也經(jīng)過了兩年的出渣車等重車碾壓，路基沉降相對較小，但是路基密實(shí)度還是沒有達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，為確保工程質(zhì)量及建成后的運(yùn)營安全，必須對該段路基進(jìn)行有效處理。2方案選擇及確定根據(jù)實(shí)際情況，該段路基處理常用的方案有兩種：翻填夯壓和注漿加固。由于工程地質(zhì)復(fù)雜，施工難度大，工期要求緊，如采用翻填夯壓不僅難以保證工期，而且由于施工場地狹窄，機(jī)械施工難度極大，質(zhì)量也難以保證。經(jīng)業(yè)主單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)咨詢單位及施工單位等多位專家以及領(lǐng)導(dǎo)會(huì)議討論認(rèn)為，對該段路基進(jìn)行注漿加固是行之有效的辦法。通過從地表注漿使填方體之間空隙得以密實(shí)充填，使填方體之間聯(lián)結(jié)力增大，提高路基承載力，從而使路基各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到規(guī)范要求。3注漿設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)原則①結(jié)合該段堆積體的原有地形和地質(zhì)條件，采用注漿措施充填固結(jié)路基，提高路基密實(shí)度；②注漿材料選用擴(kuò)散范圍可控性較好的普通水泥漿液；③鉆孔深度為2～3m，寬度為路基設(shè)計(jì)寬度兩側(cè)各增加5m即22.25m，采用垂直向下至原地面全深度注漿。④先對路基兩側(cè)周邊進(jìn)行帷幕注漿，然后進(jìn)行路基中央部分注漿，以有效控制注漿范圍，達(dá)到注漿效果。⑤采用后退式分段靜壓注漿工藝，要求均勻充填及固結(jié)路基；⑤遵循動(dòng)態(tài)原則，即施工過程中根據(jù)施工實(shí)際對施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保注漿效果。3.2注漿設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)工程類比及施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程特點(diǎn)及注漿目的等因素，確定本工程注漿參數(shù)如表l所示。表1注漿設(shè)計(jì)參數(shù)漿液名稱各材料用量/kkg配比標(biāo)準(zhǔn)稠度/s水水泥水泥單漿液769769w：c=1：110.5水泥采用P.O32.5水泥，水泥單漿液按1：1水泥漿配制,根據(jù)現(xiàn)場注漿情況可適當(dāng)調(diào)整,標(biāo)準(zhǔn)稠度10.5s，滿足充填路基空隙過程中漿液流動(dòng)滲透要求。4施工工藝4.1布眼圖2ZLK29+879～ZLK29+900段鉆孔布置示意圖該段路基為分離式路基，左幅ZLK29+879～ZLK29+900，長21m；右幅LK29+800～LK29+870，長70m。寬度為設(shè)計(jì)路基寬12.25m左、右各加寬5m，即22.25m。布眼間距按1.5～2m，采用梅花狀布置。如圖2所示。圖2ZLK29+879～ZLK29+900段鉆孔布置示意圖4.2鉆孔本工程采用GMY4型潛孔鉆機(jī)，跟管鉆進(jìn)的工藝，配3節(jié)1m長的Φ50mm外絲鉆桿，Φ130mm粗徑鉆具帶硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)成孔，L-22/7型空壓機(jī)送風(fēng)洗孔排渣。按要求由外往內(nèi)分序分段施工。鉆孔深度為2～3m，一次成孔。如圖3所示。4.3下注漿管圖3GMY4型潛孔鉆機(jī)圖采用Φ40mmPVC打孔塑料管，埋入深度根據(jù)鉆孔深度確定，一般為2.5～3.5m，管壁每隔15cm交錯(cuò)打眼，便于漿液的滲透。圖3GMY4型潛孔鉆機(jī)圖4.4注漿4.4.1工藝流程本工程通過ZUB-3型柱塞式灰漿泵進(jìn)行后退式分段注漿，均勻充填及固結(jié)路基，其施工工藝流程如圖4。圖4后退式分段注漿工藝流程圖4.4.2注漿工藝控制：由于注漿不同于其它工藝，施工中存在地層復(fù)雜、漿液流動(dòng)隨意性較大等困難，在嚴(yán)格工藝控制的同時(shí)重視過程控制，根據(jù)現(xiàn)場施工情況及注漿效果分析，施工中采取以下措施以保證注漿質(zhì)量：①第一步帷幕注漿，采用先外側(cè)后中間的注漿順序，然后采用跳孔跳排間隔注漿，第二步注奇數(shù)排奇數(shù)孔，第三步注偶數(shù)排奇數(shù)孔，第四步將余下孔依次由外向內(nèi)注；②定量定壓注漿：外側(cè)先注孔采用以定量為主進(jìn)行控制，而內(nèi)側(cè)后注孔則以壓力控制為主；③結(jié)合注漿壓力分析地層吸漿量，針對注漿不足的孔進(jìn)行補(bǔ)注；④注意觀察壓力、流量、漿液及周圍環(huán)境變化，認(rèn)真記錄并及時(shí)調(diào)整注漿參數(shù)，做到施工過程動(dòng)態(tài)控制。圖5注漿施工=5\*GB3⑤注漿過程應(yīng)派專人負(fù)責(zé)，填寫注漿記錄表，記錄注漿時(shí)間、漿液消耗量及注漿壓力等數(shù)據(jù)，觀察壓力表值，監(jiān)控連通裝置，避免因壓力猛增而發(fā)生異常情況。圖5注漿施工4.4.3注漿結(jié)束條件：應(yīng)根據(jù)注漿壓力和單孔注漿量兩個(gè)指標(biāo)來判斷確定。結(jié)束條件為：注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓0.5～1.0MPa；水泥消耗量滿足設(shè)計(jì)要求，且注入率應(yīng)小于

1L/min

,持續(xù)時(shí)間15min

即可。全段結(jié)束條件為：所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏注。注漿結(jié)束后必須對注漿效果進(jìn)行檢查，若未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。5效果檢驗(yàn)經(jīng)過施工單位15天的施工，完成了對ZLK29+879～ZLK29+900、LK29+800～LK29+870段路基注漿工程的施工，共完成鉆孔287個(gè)，成孔深度574m

，總注漿量564m3

,消耗水泥量434t

。注漿前后，施工單位均委托了監(jiān)控量測單位長安大學(xué)對該段路基注漿效果進(jìn)行了專業(yè)檢測。檢測方法是：沿路基縱向布設(shè)5條檢測路線，運(yùn)用采用SIR-3000地質(zhì)雷達(dá)配400M天線在注漿前后各掃描一次，將兩次檢測結(jié)果進(jìn)行對照并分析確定注漿效果。從圖6的測線4-1中可以推斷出:注漿前探測到回填石料體積較大，細(xì)料較少，形成骨架空隙結(jié)構(gòu)，致使周邊水分滲入，反射信號(hào)較弱，注漿之后，漿液滲透到路基空隙之間并凝固，反射信號(hào)強(qiáng)，注漿效果明顯。根據(jù)檢測成果，施工單位對注漿效果一般的地段進(jìn)行重新鉆眼補(bǔ)注漿，總體上達(dá)到了注漿加固該段路基的目的。圖6圖6LK29+800～LK29+840段路基注漿前后雷達(dá)信號(hào)對比分析圖6結(jié)論（1）通過施工單位實(shí)施注漿后，該段高速公路ZLK29+879～ZLK29+900、LK29+800～LK29+870段路基進(jìn)行了加固處理，效果明顯。漿液填充了路基填料中的孔隙，使路基填料的密實(shí)度提高、孔隙率降低，同時(shí)由于漿液對土體中散狀塊石、土粒的固結(jié)作用，使土體的抗變形能力提高，不均勻沉降得到有效控制。（2）經(jīng)注漿試驗(yàn)后確定的布孔間距（1