淺析斜向水泥土樁法加固既有鐵路路基施工技術的運用

李向東

（中鐵十六局集團第四工程有限公司 北京 懷柔 101400）

1 引言

斜向水泥土樁法已經被廣泛地應用于鐵路運輸列車通行的情況下的路基加固施工技術，對于現(xiàn)代社會運輸行業(yè)具有關鍵的意義。目前為止，斜向水泥土樁法是唯一一種可以在列車通行狀態(tài)下對鐵路路基進行加固的方法，同時該技術還具備較高的牢固性與效率。斜向水泥土樁法結合了加固技術與單管旋噴高壓注漿技術，進而在路基內部形成斜向柱狀的固體水泥載體，不僅有效加固了鐵路路基，還在較大程度上改善了因鐵路路基承載力不足難以承載較大的、各方面的壓力而導致的一系列危害。該技術最大的特點是操作上的簡便性、適用的廣泛性、列車通行下便可進行施工、安全系數較高、允許在0到90度范圍內的任何加固角度進行一定的調整，總而言之，該技術不管是在強度、效率還是在質量上都達到了較高的水準，是目前應用于鐵路路基加固一種非常有效的方式。

2 斜向水泥土樁法進行鐵路路基加固的結構原理分析

斜向水泥土樁法在加固鐵路路基施工工藝上一般包含兩個主要的程序：（1）噴鉆成孔。在該過程中，一般由施工者應用專用或普通的鉆孔設備進行預成孔，亦或是應用旋噴鉆機驅動噴射管頭直接進行噴射成孔。在第二種直接噴射成孔中，要求噴射管的密封性必須良好，在噴射頭的選擇上必須是1到2個，而且必須要具備橫向噴嘴這個比較特殊的裝置。若是采用第一種預成孔的方式，在普通鉆孔機鉆到原定深度的時候，需要進一步采用旋噴機進行施工，將噴射頭下置到孔洞的底部，將噴射頭直接送至原定的深度再進行施工。（2）噴射鞏固。在該施工過程中，需要使用高壓水泥漿或者是其他類型的固化劑等，此時，需要在大于等于15MPa的壓力下，進行噴射加固，固化劑通過噴射管到達噴射頭再進行土中的橫向噴射。在這個過程中，施工人員在噴嘴的選擇上注意選取直徑大約為2毫米的橫向噴嘴，當噴嘴在途中進行施工作業(yè)時，施工人員要運用鉆桿進行整體性的輔助作業(yè)，一邊上升一邊進行旋轉，使其作業(yè)的效率得到較大的提高。在此施工過程中，由于高壓噴射強流在削削上具有非常大的力度，從而有效結合了中途噴射出來的水泥和周邊土壤，促使二者形成攪拌混合與削切圓滑結合的有利關系，水泥漿與土壤的有效結合形成了“斜向水泥土樁”成型之前的加固體，同時，這也是該項技術對鐵路路基進行加固的根本原理之所在。

3 斜向水泥土樁法施工過程中所需工具分析

（1）噴旋鉆機是該施工技術正常進行的必備工具之一，在對該工具進行選擇時，主要看中工具的鉆進提升速度、提升力、旋轉速度等等相關參數，擇優(yōu)而取，就目前來講，我國在施工過程中主要使用的噴旋鉆機型號主要有M G50-AX、M GJ50A等；（2）高壓注漿泵是進行液態(tài)單管旋噴的專門工具，其在壓力要求上必須大于等于15MPa，施工過程中常使用的高壓注漿泵型號主要有GPB-90、GZB-40C；（3）高壓膠管的主要作用是連接高壓注漿泵與鉆機，其內徑一般在19到25毫米之間，同時采用高壓鋼絲對膠管進行編纏，有效保障工作壓力高于或者等于噴射泵的壓力；（4）噴射注漿管一般包括單管導流器、噴射頭和鉆桿三個部分，是該施工技術的專用器具；（5）泥漿攪拌機，主要是對水泥漿進行攪拌，在此應根據實際注意其容積及其攪拌翼旋轉速度的控制；（6）排漿泵主要用來處理施工現(xiàn)場大量的廢棄泥漿；（7）發(fā)電機主要用于在難以連接外部電源的區(qū)域進行自行發(fā)電，為施工提供電源；（8）其他輔助器具。除以上各類工具外，該技術的正常施工還需要一些監(jiān)測儀表等輔助工具，通過儀表顯示等的報警等及時發(fā)現(xiàn)原定數據與施工數據之間的差異并及時改進及即時控制，也可以通過這些儀表錄入的數據為以后施工設備的選擇提供一些參考依據，避免不必要的麻煩與意外狀況的發(fā)生。

4 斜向水泥土樁法施工工藝分析

4.1 前期準備工作

正式施工前，進行多次現(xiàn)場勘查，掌握詳細的地質狀況、制定施工計劃是十分必要的，最好是制定成冊，以保證整個施工過程能夠順利開展。具體來講，施工前應該按照施工的設計圖紙對施工現(xiàn)場的孔位進行勘察，查看孔位是否存在障礙物影響施工或者因障礙物引起安全問題，如果發(fā)現(xiàn)障礙物存在則應及時制定相關的解決策略進行障礙物的排除，如果存在的障礙物難以移除，那么施工方則應該及時與相關的單位進行協(xié)商，對孔位的選擇設計進行修改；除了對孔位進行詳細的勘察外，對于施工現(xiàn)場的質地進行勘察也是十分必要的，只有在經過前期詳細的勘察、制定了詳細的、符合實際的施工計劃之后才能更好的進行后期的施工工作。

4.2 斜向水泥土樁法具體施工工藝相關程序分析

（1）程序安排：鉆機就位、開孔、放置注漿管、鉆頭到達原定的深度、高壓注漿泵噴射注漿、水泥漿噴射到原定的高度、結束噴射、噴鉆機停滯、拔出注漿管、清潔機具和孔口。

（2）設定施工相關的參數。在斜向水泥土樁法對既有鐵路路基進行加固施工的整個施工過程中，施工方必須根據施工地的質地、想要獲得的加固效果、根據其施工經驗，進行施工技術相關參數的設定，在對各項參數進行設定之后，還要嚴格控制其在整個施工過程中的實際應用。

（3）斜向水泥土樁法施工工藝。

斜向水泥土樁法施工工藝主要包含四大步驟：（1）噴射過程，采用高壓噴射注漿的方式，在噴射管插入后自下而上、自里而外的進行噴射，有時注漿也需要分析，以便以繼續(xù)進行，將噴射管拔出，隨后進行相關搭接，在此應該注意搭接的長度大于等于100毫米，以保證固結體的整體性；（2）第二次噴射，在該過程中，主要是對首次噴射的部位再次進行噴射，需要保證噴到頂之后再將其放下進行該部分的重新噴射，二次噴射的效果主要是增強了固結體的整體效果，所以，在外界條件許可的狀況下，亦可以進行多次噴射；（3）泥漿外冒處理，在該過程中，施工人員應注意觀察外冒泥漿中所摻雜的顆粒狀土塊，并根據其土塊情況進行地質、土層狀況的判定，從而做出是否進行施工參數修改的決定，以保障施工的良好效果及順利進行；（4）防止收縮的處理，在該過程中應注意適當使用搗實并回灌外冒泥漿的方式進行二次注漿，以防止因漿液析水或者地質層性質等因素而出現(xiàn)的凹穴的產生。

[1]宋緒國，王鑄.斜向水泥土樁加固路基設計計算方法探討[J].鐵道工程學報，2013(08).

[2]王鑄，宋緒國.斜向水泥土樁法加固既有鐵路路基施工技術研究[J].鐵道標準設計，2013(01).