煤系邊坡鋼花管注漿加固施工技術(shù)

李學(xué)武

（廣東晶通公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510635）

工點(diǎn)分布地層主要有；第四系殘坡積（Qel+dl）粘土及亞粘土，石炭系中上統(tǒng)壺天群（C2+3ht）白云巖，石炭系下統(tǒng)測(cè)水組（C1dc）煤系地層，病害主要發(fā)生在該地層中，該地層從上至下，有砂頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖夾煤、炭質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r四大層。其中炭質(zhì)頁(yè)巖（泥巖）夾煤層，一般厚5-19.0m，最大厚度數(shù)24.5m。

工點(diǎn)范圍內(nèi)主要發(fā)育與區(qū)域性的芙蓉山一龍歸斷裂走向相近的 F1、F2、F3、F4 四條斷層，斷層走向與芙蓉山-龍歸向斜軸向一致。由于受斷層擠壓，巖層破碎，尤其是煤系地層揉皺，褶曲嚴(yán)重，炭質(zhì)灰?guī)r及白云巖裂隙十分發(fā)育，其中尤以F2、F3之間地層擠壓破碎最為嚴(yán)重。

1 設(shè)計(jì)概況

一、二、三級(jí)設(shè)置鋼花管注漿，鋼花管間距2.5m×3.0m,共兩排鋼花管，鉆孔孔深12m，孔徑130mm，花管用φ90 鋼管制作。

鋼花（錨）管注漿注漿采用純水泥漿，用P.O42.5R 普通硅酸鹽水泥，二次劈裂注漿，壓力1～3Mpa，水灰比0.7～0.8?？蚣芰豪唛g距為5.4×4.0m，截面均為0.3×0.3m，用C25 砼灌注。

框架頂橫梁以上，底橫梁以下，采用厚30cm M7.5 漿砌片石嵌邊?？蚣軆?nèi)采用三維網(wǎng)植草。

2 工藝流程

3 鋼花（錨）管注漿施工控制

3.1 鉆孔

鉆孔方法：采用YQ100B 潛孔鉆機(jī)、干鉆法施工,鋼花管成孔孔徑φ130mm，孔深12m；鋼錨管成孔孔徑φ90mm，孔深12m。

鉆孔過(guò)程中，要做到“一聽(tīng)、二看、三記錄”原則。一聽(tīng)：根據(jù)潛孔錘在地層下沖擊時(shí)發(fā)生的聲音，分析地質(zhì)情況；二看：根據(jù)吹出來(lái)的巖塵樣，分析巖層變化情況，決定操作進(jìn)度快慢、進(jìn)給壓力的大??；三記：及時(shí)做好孔位編號(hào)、鉆孔時(shí)間、回次、進(jìn)尺的深度，地質(zhì)、水文情況。

鉆孔施工中遇到的特殊情況及處理方法：鉆孔過(guò)程中，如遇到嚴(yán)重的地下水，應(yīng)先采取仰孔排水后鉆孔。

若遇到破碎帶，破碎塊石卡鉆，淺層時(shí)可用鋼筋鉤子將破碎塊石慢慢鉤出來(lái)，繼續(xù)鉆進(jìn)成孔。

若遇到裂隙出現(xiàn)跑風(fēng)現(xiàn)象時(shí)應(yīng)對(duì)該孔進(jìn)行注漿處理，待漿體凝固并達(dá)到70%強(qiáng)度后，重新開(kāi)孔。

若遇高液限粘土層，換“三葉”鉆頭。

3.2 鋼花（錨）管、注漿管材質(zhì)規(guī)格及加工

鋼花（錨）管規(guī)格：鋼花管及鋼錨桿分別選用Φ90mm×5mm（壁厚）和Φ60mm×4mm（壁厚）無(wú)縫鋼管。

鋼花管及鋼錨管按相同要求加工：a.鋼花管孔眼具體布設(shè)為：從管口以下0.5m 范圍內(nèi)不打眼，管底以上0.3m 不打眼，其余部分螺旋式鉆眼?？紤]到盡量減少對(duì)鋼管強(qiáng)度的影響，用臺(tái)鉆螺旋式鉆孔，鉆孔直徑6mm，孔步距200mm，孔步高94mm，每一截面布一孔。鋼管鉆眼后，用塑料膠帶封住，保證在第一次常壓注漿時(shí)不漏漿，膠帶需位于眼位正中處，兩側(cè)盡量少，以便水泥漿與鋼管盡量多的粘接，同時(shí)又要保證下管時(shí)膠帶不破損。封好膠帶后，在運(yùn)至孔位時(shí)，應(yīng)抬起，不得在地上拖拉擦傷鋼錨管膠帶。b.鋼管每節(jié)長(zhǎng)3～4m，采用絲扣連接，下管時(shí)用管箍接管。c.為保證鋼花管安放在鉆孔中間，確保鋼花管有足夠保護(hù)層，自下而上每隔3～4m 焊一組對(duì)中架，對(duì)中架用φ18～φ20 鋼筋箍焊于鋼花管外壁。d.最下一節(jié)鋼花管末端焊接一厚5mm，直徑與鋼管外徑相等的封端鋼板，鋼板中心留一Φ20mm～Φ22mm 的圓形孔，再在鋼板底焊Φ20mm 鋼筋制作的U型托架，避免鋼花管的端頭直接插入孔底銹蝕，尖端刷防銹漆進(jìn)行防銹處理。

注漿管。第一次注漿管采用φ20PVC 管，一次性使用；第二次劈裂注漿管采用6 分鍍鋅管，壁厚2～2.5mm，長(zhǎng)2m 一節(jié)，兩端加工絲扣以便上下提升，注漿管時(shí)用管箍接管及拆卸。

3.3 鋼花管及注漿管的下管安裝、注漿

注漿工藝。壓漿是保證鋼花管加固效果的關(guān)鍵工序之一。高質(zhì)量的注漿，取決于正確選用水灰比及注漿壓力，漿液配合比的合理性直接影響著漿體的強(qiáng)度、滲透能力及灌漿的難易程度（可灌性）。由于本區(qū)段土層孔隙比較小，進(jìn)行二次劈裂注漿是十分必要的。采用高壓灌漿，可使?jié){液受阻后向土體擴(kuò)散，增加漿體擴(kuò)散半徑，改變土的工程性能，提高土體強(qiáng)度，從而提高土的摩阻力，提高土體的抗滑性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用自孔底反向二次劈裂注漿技術(shù)，較為合理漿液配比為0.7：1，注漿工藝控制按注漿壓力為1～3Mpa 或水泥用量250～300kg/m 雙控。水泥采用P.o42.5R 普通硅酸鹽水泥。

鋼花管的下管安裝。鉆孔成孔后，在最下一節(jié)鋼花（錨）管內(nèi)套裝第一次注漿管(φ20PVC管)，然后下管安裝，操作程序如下：將注漿管的上端從鋼錨管管底圓孔中穿入，從鋼錨管上口穿出。注漿管下端從鋼錨管外留10cm長(zhǎng)，用膠帶封好出口并用鐵絲將注漿管末端固定在U型托架上。用人工吊裝最下端一節(jié)鋼花管入孔，上端留出0.3～0.5m管頭，用管箍箍緊鋼管頂，接著下入第二、三節(jié)鋼管，兩節(jié)之間外加絲扣鋼管連接。下管過(guò)程中注意不要碰壞鋼管外的膠帶。鋼錨管注漿采用第一次靜壓漿和第二次分段劈裂注漿法。

A、鋼錨管入孔后進(jìn)行第一次注漿。第一次注漿是漿液通過(guò)PVC管進(jìn)行常壓注漿，注漿管從孔底自下而上反向壓漿，將孔底殘留的碎碴壓出孔外，當(dāng)孔口流出漿液約10～15秒后，可停止注漿。第一次注漿完成后，立即進(jìn)行封處理。

B、第二次分段劈裂注漿

當(dāng)?shù)谝淮巫{后漿強(qiáng)度達(dá)到5Mpa 或第一次注漿后約12小時(shí)水泥漿初凝即進(jìn)行第二次注漿，第二次注漿是將注漿管下到鋼花管管底按分段要求自下而上進(jìn)行劈裂注漿。采用水灰比0.7～0.8,劈裂壓力2MPa左右。

4 注漿施工體會(huì)

把好鋼花管加工制作質(zhì)量關(guān)，鋼管鉆孔一定用臺(tái)鉆鉆眼孔，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的孔步距和孔步高螺旋式鉆眼，保證每一截面只有一個(gè)孔，不削弱鋼管的強(qiáng)度。鋼花管管壁焊對(duì)中架，保證鋼管能安放在鉆孔正中，同是也確保第一次注漿能使鋼花管管壁形成足夠保護(hù)層。

鋼花管的最末端焊接厚度5mm 的鋼板，并焊上U型托架鋼筋。其作用是：①方便下管安裝；②避免第一次注漿管堵塞；③避免鋼管插入孔底銹蝕。

調(diào)整各孔鋼花管接頭，使同一截面鋼花管接頭不超過(guò)50%。嚴(yán)格控制配合比，水和水泥必須秤量，水泥漿要攪拌均勻，保證攪拌時(shí)間。不得隨意變更漿液濃度、膠凝時(shí)間。注漿時(shí)一定保證注漿的壓力和孔口的壓力，確保劈裂注漿效果。盡量縮短泵送的長(zhǎng)度，減少壓力損耗。試驗(yàn)選定的雙液配比和深度進(jìn)行封孔，保證封孔的質(zhì)量?？刂坪玫诙闻炎{的時(shí)間，以保證劈裂注漿效果。

注漿時(shí)注意觀察注漿泵及孔口壓力值的變化及注漿量的變化，可能出現(xiàn)幾種情況及處理辦法：A、當(dāng)注漿壓力發(fā)生驟降，吸漿量迅速減少和不吸漿，此時(shí)應(yīng)檢查吸漿籠頭或吸漿口球閥是否被堵。B、當(dāng)泵壓突增，而孔口壓力升壓很慢或不升壓，吸漿能力降低或停止，檢查輸漿管是否堵塞。C、當(dāng)壓力突然減少，注漿量突增，注漿孔無(wú)法注滿時(shí)，可能有土洞或遇有大裂隙，此時(shí)注意觀察周圍邊坡附近有無(wú)跑漿、漏漿，防止?jié){液向地表滲出。遇此情況可采取如下措施進(jìn)行處理：①在漿液中加入速凝劑，如在漿液中加入水泥重量2%的氯化鈣。②調(diào)整注漿壓力，調(diào)整水灰比，增加漿液稠度。③采取間隙注漿法。

每注完一次漿，一定要注意清洗注漿管，保持注漿管暢通。

5 結(jié)束語(yǔ)

灌漿技術(shù)加固高邊坡，在技術(shù)上是可行的，在施工質(zhì)量和處理效果上是有效的，對(duì)其穩(wěn)定性將得到較大的提高。灌漿技術(shù)的關(guān)鍵是灌漿壓力的選擇和控制、二次劈裂時(shí)間、漿材配比和灌漿工藝。灌漿參數(shù)的選擇是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)才能切實(shí)地確定。

[1]成萬(wàn)更.鋼花管注漿法在高速公路路基處治中的應(yīng)用[J].寧波大學(xué)學(xué)報(bào).