巖溶注漿在武廣客專中的應(yīng)用

王擁政

（中鐵三局橋隧公司，河北 邯鄲 056036）

1 巖溶注漿的目的

武廣客運(yùn)專線路基基底巖溶較發(fā)育，地下水位隨季節(jié)變化大，特別是雨季，地下水上下波動(dòng)急驟，在潛蝕、真空抽吸等作用下，易形成土洞，并發(fā)展成坍陷，或由于填筑路堤等原因增加荷載而使溶洞頂板產(chǎn)生坍陷。通過注漿充填土石界面附近的土洞、溶洞和溶蝕裂隙，在地表水和地下水之間形成一道隔水帷幕，阻止地表水和地下水之間的聯(lián)系，防止巖溶地面塌陷。

2 巖溶類型

巖溶類型主要有兩種：一種是覆蓋型巖溶，一種是祼露型巖溶。巖溶注漿主要針對(duì)覆蓋型巖溶。裸露型巖溶，路基本體直接作用在基巖上，對(duì)巖體的沖擊力大，施工中主要是充填溶洞和溶蝕裂隙。

3 巖溶注漿的范圍

加固深度：原則上注漿范圍為基巖面以下5 m，若有溶洞則加深至溶洞底板以下2 m，施工中如在35 m的范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有基巖，即可把35 m確定為加固深度。加固寬度：路堤坡腳以內(nèi)2 m，路塹側(cè)溝平臺(tái)以內(nèi)3 m。加固深度的確定：路堤以原地面為準(zhǔn)，路塹以路肩設(shè)計(jì)高程為準(zhǔn)。

4 主要原材料及機(jī)械設(shè)備

4.1 原材料

水泥選用P.O.42.5袋裝普通硅酸鹽水泥；水玻璃采用38～43Be′，模數(shù)2.4～3.0的桶裝水玻璃；緩凝劑；粉煤灰（二級(jí)粉煤灰）。

4.2 施工機(jī)械設(shè)備

XY－100和XU－100的地質(zhì)鉆機(jī)；工作壓力為2 MPa的BW－150型注漿泵；注漿導(dǎo)管采用φ40鍍鋅管；注漿套管采用φ110無縫鋼管；水泥漿拌制采用桶攪拌過濾灰團(tuán)后流入儲(chǔ)漿池。

5 漿液配合比

純水泥漿：水灰比W/C＝0.8～1.0；雙液（水玻璃與水泥漿混合液）∶水玻璃∶水泥漿（體積比）＝8 %～20 %。

6 注漿施工工藝

6.1 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，調(diào)查當(dāng)?shù)厮?、水源情況，防止污染；試驗(yàn)場(chǎng)地平整，設(shè)置排水溝；孔位放樣，并測(cè)量、記錄孔口地面高程；接通施工用水、電，鉆機(jī)試運(yùn)行，確保設(shè)備能正常開鉆；準(zhǔn)備注漿用的水泥、粉煤灰、水玻璃等，并對(duì)進(jìn)場(chǎng)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)；合理設(shè)置水泥棚和攪拌站；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行技術(shù)交底、崗前培訓(xùn)。

6.2 鉆孔

（1）注漿孔鉆進(jìn)。土層部分采用干鉆，巖層部分采用水沖鉆進(jìn)。

土層鉆孔：采用φ108鉆頭鉆進(jìn)，每一次鉆完后，取出土芯，擺放整齊，并用標(biāo)簽記錄不同土層的深度及其高程。全孔采用φ110套管護(hù)孔。

巖層鉆孔：基巖面以下0.5 m為φ108鉆頭鉆進(jìn)，以下采用φ91鉆頭，鉆至基巖面以下0.5 m時(shí)，將套管嵌入基巖并用水泥砂漿固結(jié)，待水泥砂漿初凝后繼續(xù)鉆進(jìn)。鉆孔過程中均取出巖芯，擺放整齊，用小標(biāo)簽記錄不同巖性和溶洞的深度及其高程。鉆孔確保鉆到溶洞底板以下不小于2.0 m，且進(jìn)入巖層深度不小于5.0 m。鉆至設(shè)計(jì)深度后清孔，保證鉆孔底部的沉渣厚度小于0.2 m，并用清水沖洗鉆孔不小于20 min。

（2）鉆孔完成后，及時(shí)對(duì)巖芯進(jìn)行編錄，分層記錄不同土層和巖層的深度、巖溶發(fā)育的情況以及地下水位的深度。

6.3 注漿

選3個(gè)具有代表性的注漿孔作注漿工藝性試驗(yàn)，根據(jù)鉆孔巖溶發(fā)育以及注水試驗(yàn)的情況采用如下的漿液：

（1）巖芯破碎，巖溶裂隙發(fā)育，鉆孔漏水：清水沖洗鉆孔，然后灌注純水泥漿，根據(jù)注漿量的大小逐步加大漿液濃度或者采用雙液注漿。

（2）有溶洞，溶洞充填或者半充填：先采用純水泥漿，根據(jù)注漿量的大小逐步加大漿液濃度或者采用雙液注漿，滿足注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，間歇3 h以上（漿液初凝后），清孔并進(jìn)行二次注漿，注漿以純漿為主，視注漿量的大小采用雙液注漿。對(duì)溶洞較大的，采用多次注漿。

（3）無充填的溶洞，漏水嚴(yán)重：清水沖洗鉆孔，視溶洞的大小首先灌注粉煤灰，然后采用純水泥漿注漿，視注漿量的大小逐步加大漿液濃度或者采用雙液注漿，或者采用間歇注漿，間歇時(shí)間大于3 h。

注漿壓力不小于0.1 MPa～0.5 MPa，基巖中一般不小于0.1 MPa～0.3 MPa，巖土界面附近逐步加大到0.3 MPa～0.5 MPa。

注漿滿足結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，停止注漿。24 h后，對(duì)試驗(yàn)孔進(jìn)行清孔并作注漿后的注水試驗(yàn)。最后拔出套管，轉(zhuǎn)移鉆機(jī)，鉆孔回填M7.5水泥砂漿，振搗密實(shí)，孔口標(biāo)明鉆孔編號(hào)。

7 施工控制

7.1 鉆孔

（1）按注漿布孔圖現(xiàn)場(chǎng)放樣，準(zhǔn)確測(cè)量鉆孔前原始地面高程。

（2）根據(jù)探灌相結(jié)合的原則，鉆孔分為先導(dǎo)勘探孔和一般注漿孔，首先施鉆30 %的先導(dǎo)勘探孔，先導(dǎo)勘探孔完成后，整理資料，上報(bào)設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理，確定相關(guān)注漿深度與范圍。

（3）鉆孔及注漿順序：為防止鄰孔串漿，增加處理難度，鉆孔及注漿順序原則為：跳孔施鉆和跳孔注漿，自路基坡腳向線路中心的順序進(jìn)行，先兩側(cè)后中間的順序進(jìn)行。

（4）確保孔位移動(dòng)不大于0.5 m，鉆桿垂直度偏差不大于1 %。

（5）鉆孔深度控制：鉆至基巖面以下5 m，遇到溶洞，則鉆孔至溶洞底板以下2 m。

7.2 注漿

（1）注漿前作好注水試驗(yàn)并記錄，根據(jù)鉆孔的地質(zhì)情況和注水試驗(yàn)的情況采用不同的注漿漿液和措施。

（2）注漿過程中，作好記錄，并專人巡視，避免注漿超出加固范圍對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。

（3）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：注漿達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)之一時(shí)，可結(jié)束注漿：①注漿孔口壓力維持在0.2 MPa～0.5 MPa左右，吸漿量不大于5 L/min，維持10 min；②注漿鉆孔基巖完整，或多次注漿，孔口壓力超過1.5 MPa時(shí)；③冒漿點(diǎn)已出注漿范圍外3 m～5 m時(shí)；當(dāng)達(dá)不到上述結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)清孔再次注漿。

8 注漿效果檢驗(yàn)（主要通過三個(gè)對(duì)比來檢驗(yàn)）

8.1 注水試驗(yàn)

注漿前后，抽取5 %的注漿孔，清孔后進(jìn)行注水試驗(yàn)，對(duì)比注漿前后的單位長度吸水量，檢驗(yàn)注漿效果。

8.2 鉆芯取樣

在注漿范圍內(nèi)選取注漿孔數(shù)5 %為驗(yàn)證孔，根據(jù)取芯漿液充填情況直觀判斷注漿效果。

8.3 物探

注漿前物探與注漿后的物探進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)注漿效果。注漿前沿線路中心線布設(shè)一條檢測(cè)線，注漿后在線路的左、右中心線各布設(shè)一條基線，進(jìn)行物探檢測(cè)。

9 施工總結(jié)

（1）施工前對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，如為軟土或淤泥地段進(jìn)行換填，厚度不小于50 cm，并分層進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)系數(shù)不小于90 %。

（2）施工前做好臨時(shí)排水設(shè)施，防止水泥漿污染農(nóng)田及水源。

（3）施工過程中嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，先兩邊后中間，并跳孔施工。

（4）注漿套管嵌入基巖深度不小于50 cm，四周用水泥漿填塞密實(shí)，防止在注漿過程中，漿液從孔口冒出，如發(fā)生孔口冒漿，停止注漿，將套管抽出，孔位用水泥漿填塞，重新進(jìn)行鉆孔及下套管（施工中多次發(fā)生孔口冒漿現(xiàn)象，直接影響注漿效果，采用止?jié){塞或其措施也不是很理想）。

（5）注漿時(shí)串孔現(xiàn)象的處理，在施工中雖然按跳孔方法進(jìn)行了施鉆，但在注漿過程中仍有個(gè)別孔位發(fā)生串孔現(xiàn)象，處理方法是：用止?jié){塞或套管帽封閉一個(gè)串漿孔，待注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再對(duì)另一個(gè)孔位進(jìn)行注漿，或者是加大跳孔的間距，保證注漿質(zhì)量。

（6）施工過程中要有專人對(duì)注漿四周巡視，防止?jié){液流入農(nóng)田或水井中。

（7）注漿效果的控制，施工中孔口壓力作為控制注漿效果的主要手段，按設(shè)計(jì)要求注漿孔口壓力維持在 0.2 MPa～0.5 MPa左右，吸漿量不大于5 L/min，維持10 min；注漿效果就達(dá)到設(shè)計(jì)要求，施工中壓力表采用油壓式，并經(jīng)常檢查壓力表工作正常性，防止水泥漿堵塞。

（8）冒漿，由于巖溶裂隙的發(fā)育程度及走向的分布沒有規(guī)則性，在注漿過程中常發(fā)生冒漿，當(dāng)發(fā)生冒漿時(shí)，停止注漿，對(duì)冒漿點(diǎn)進(jìn)行封閉處理，或采用間隔注漿的方法進(jìn)行注漿，間隔時(shí)間以24 h為宜。

（9）漿液配比的控制，施工中采用桶攪拌的方式進(jìn)行制漿，在桶壁上標(biāo)識(shí)出加水水位，當(dāng)達(dá)到此位置時(shí)停止注水，按配合比加入水泥，一般桶的溶積為1 m3，控制起來比較方便。

（10）配合比的選用：根據(jù)先導(dǎo)孔的鉆探結(jié)果，確定使用的漿液配合比，漿液配合有兩種：1∶1（水泥∶755 kg/m3，水∶755 kg/m3）；1∶0.8（水泥∶866 kg/m3，水∶692 kg/m3）。當(dāng)溶洞較大或巖溶特別發(fā)育時(shí)采用雙液注漿。

（11）施工中如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)的地質(zhì)不相符時(shí)，要及時(shí)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，確定施工方案，杜絕弄虛作假現(xiàn)象。