壓密注漿在粉土路基病害整治中的應(yīng)用

文/王秀麗 西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 土木工程系 陜西西安 710600

壓密注漿在粉土路基病害整治中的應(yīng)用

文/王秀麗 西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 土木工程系 陜西西安 710600

本文依托京廣線，針對長期受水損的粉土路基的病害產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上制定了注漿方案及施工工藝，結(jié)果表明，采用所述處理方法能夠保證粉土路基在受水侵襲的情況下保持完整及承載力要求，可以較好地為類似工程施工提供參考。

粉土路基；腰漏病害；注漿加固；病害整治

1 前言

壓密注漿是用漿液通過鉆孔擠壓路堤土體，在注漿點(diǎn)處形成柱狀、球狀加固體，填充路堤本體內(nèi)孔隙、裂隙，對周圍路堤土體產(chǎn)生擠密效應(yīng)，使土體的密實(shí)度增大，起到加固路堤土體的作用。鉆桿自下而上注漿時形成柱狀漿體，注漿壓力較大，除對周圍土體產(chǎn)生擠密作用外，還將產(chǎn)生加大的上臺力，漿液可以充填道碴囊、道碴陷槽空隙內(nèi)，防止雨水下滲到路堤本體內(nèi)。注漿可以有效地處理路堤內(nèi)的空隙，基床表層的道碴囊、道碴陷槽病害。

2 京廣線K645～K647路基病害概況

該段線路位于黃河特大橋北段，路堤高度5.5～6.5m，雙線電氣化區(qū)段，線間距6.5～7m，既有路肩面距軌頂面0.85～0.95m，上下行路肩寬度2～2.5m，路堤由當(dāng)?shù)攸S河灘地取土填筑而成，部分地段既有漿砌片石骨架護(hù)坡。對既有路堤邊坡土樣檢測：路堤擾動土，土樣粒徑＜0.075mm的顆粒含量86～94%(大于50%)，塑性指數(shù)Ip=6.2～8.2(小于10)，粘粒含量3%～8%(小于10%)，可以判定路堤填土為粉土及砂質(zhì)粉土。

由于該段路堤填料為粉土、粉砂土，雨水經(jīng)道床下滲，造成路堤基床、路堤本體內(nèi)土體流失，在道心出現(xiàn)塌坑，道床邊坡、坡腳出現(xiàn)局部塌陷，雨后線路方向、高低變化明顯；路堤邊坡沖刷嚴(yán)重，路堤邊坡中上部出現(xiàn)腰漏現(xiàn)象。

利用路基電阻率CT技術(shù)探測，布置三條探測縱剖面：上行線右側(cè)枕端，下行右側(cè)枕端，下行左側(cè)枕端，探測深度為枕頂面以下5.0m，探測范圍：上行線路K645+662～K647+172，下 行 線 路K645+647～K647+172， 兩 線間K645+815～K647+015， 探 測 結(jié) 果 表明：路堤內(nèi)存在道碴囊、道碴陷槽，空隙，道碴陷槽分布密集，深度2.5～3.3m(路肩面以下)，長度1～8m不等，下行線病害 主 要 集 中 在K645+700～K645+945、K646+245～K646+655、K646+800～K646+950段，長度805m，上行線病害集中在K645+700～K645+900、K646+235～K645+345段，長度310m，累計長度1115m。路堤內(nèi)部空隙、裂隙發(fā)育，道碴陷槽、道碴囊分布密集，嚴(yán)重危及行車安全。

3 京廣線路基病害原因分析

路堤填料為粉土，粉土在一定條件下會產(chǎn)生液化，當(dāng)降雨量達(dá)到一定程度時，在列車荷載作用下，由于路基不能及時排水而形成孔隙水壓力，當(dāng)孔隙水壓力達(dá)到與圍壓相等時，有效應(yīng)力變?yōu)榱悖弁令w粒處于懸浮狀態(tài)，出現(xiàn)液化，顆粒沿著路堤上的薄弱面(裂縫)流動，導(dǎo)致路基土體流失，在路基下形成空隙、裂隙。

由于粉土粘性弱，在雨水作用下，路堤逐漸出現(xiàn)邊坡沖孔、拉溝，路肩溜坍現(xiàn)象；路基面出現(xiàn)塌坑、下陷，在路堤邊坡形成腰漏現(xiàn)象。粉土是一種無粘性土，易受到大氣降水的沖刷以及道碴囊中積水的滲透破壞，導(dǎo)致路堤中粉砂土流失，引起線路路基下沉以及道碴陷槽與道碴囊病害的進(jìn)一步擴(kuò)大，較大規(guī)模的道碴陷槽與道碴囊又賦存更多的地表水，最終引發(fā)路堤邊坡溜坍、基床及路肩塌陷，危及行車安全。

4 路基病害整治方案

4.1 路基注漿加固范圍：

上下行線路整治長度1115m，注漿深度：注漿頂面控制在軌頂面以下1.40m，底面控制在孔穴、道碴囊、道碴陷槽底部(增加0.5～1m深度)，注漿加固深度3.80m。

加固寬度：單線加固寬度為既有道床坡腳范圍，寬度5.85m，即線路中心至道床坡腳處3.20m，線路中心至兩線間2.65m。

加固地點(diǎn)：上行線路加固以上行右側(cè)枕端CT探測縱剖面為主，下行線加固結(jié)合左、右枕端CT探測縱剖面為主，主要處理路堤本體內(nèi)空隙、裂隙，道碴囊、道碴陷槽地段。

4.2 路基注漿施工方案

(1)在路肩道床坡腳處單側(cè)鉆機(jī)成孔，共五種類型孔，既有道床坡腳為最內(nèi)排孔，其它孔分布于其外側(cè)，滿足限界要求；最外排孔為直孔；注漿擴(kuò)散半徑一般為0.65～0.75m，確定同類型孔中孔間距為1.0m，中間可插斜孔，同一孔位可以成不同類型孔，保證道床范圍內(nèi)的路堤孔穴、道碴囊、深陷槽全部加固。

(2)路基注漿的要求：注漿加固材料為水泥，粉煤灰，注漿壓力控制在0.4～0.6MPa范圍內(nèi)，一般不大于0.5MPa，注漿量控制在0.25～0.30立方米/每立方米加固體，鉆機(jī)成孔。水泥、粉煤灰重量比=1:4，水灰比0.90。

(3)由于壓力注漿，道床下部道碴內(nèi)充填漿液，造成注漿加固區(qū)頂面不平順，雨水經(jīng)道床下滲后，易積水，上下行線路路肩從道床坡腳以外挖除，做橫向4%排水坡，換填碎石層透水料做路肩(碎石粒徑5～8mm)，厚度0.60m，保證道床排水暢通。

5 施工工藝及要點(diǎn)

(1)注漿施工在“施工天窗”內(nèi)進(jìn)行，做好施工期間線路變化應(yīng)急方案，施工期間，加強(qiáng)線路觀測，要求注漿前、注漿中、注漿后多次觀測，發(fā)現(xiàn)問題及時整修，加強(qiáng)線路養(yǎng)護(hù)。

(2)施工步驟：按圖布孔→鉆機(jī)就位→鉆孔→配置漿液→底層注漿(注漿層宜為0.5～1.0m)→拔管→上一層注漿→頂層注漿→拔管→封孔→移機(jī)。

(3)注漿采用跳孔間隔方式進(jìn)行，先注斜孔，后注直孔，外排孔應(yīng)定量注漿，防止?jié){液流失浪費(fèi)。

(4)注漿前應(yīng)對設(shè)計漿液配合比進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，特別是水灰比的調(diào)整，以確保材料及配合比是否能滿足施工要求。

(5)注漿中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況對注漿孔位適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整或必要的補(bǔ)孔；注漿中嚴(yán)格控制注漿壓力在0.5MPa以內(nèi)，防止壓力過大造成線路抬升，危及行車安全，若發(fā)生線路方向、高低變化時，及時采取有力措施，確保行車安全。

6 結(jié)束語

京廣線上下行K645～K647路基病害，采用注漿加固后，基本整治了路堤本體內(nèi)的空隙、裂隙，處理了道碴囊、道碴陷槽，經(jīng)過多來觀測，線路幾何尺寸穩(wěn)定，道床、路肩沒有出現(xiàn)塌坑、塌陷現(xiàn)象，加固效果明顯。