二塘站路基巖溶注漿的工程實踐

藍天陽

（南寧局集團公司 建設(shè)管理處，工程師，廣西 南寧 530029）

桂林市二塘地區(qū)地屬低山丘陵侵蝕地貌，南寧局二塘車站內(nèi)地表覆土主要為人工填土和粉質(zhì)黏土，覆土厚為2～10 m，局部稍厚；下伏泥盆系上統(tǒng)（D/3）灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r，中～厚層狀構(gòu)造，巖體較破碎,局部裂隙,節(jié)理較發(fā)育，巖溶發(fā)育，為極易塌陷區(qū)，存在路基下沉引起線路病害的隱患。二塘車站施工前及施工過程中發(fā)生過數(shù)次巖溶塌陷，主要原因是土巖界面地下水溶隙潛蝕作用強烈，溶隙不斷擴大并向上發(fā)展造成覆蓋土層失穩(wěn)，地面塌陷。為防止鐵路行車事故發(fā)生，消除安全隱患，設(shè)計方對存在隱伏溶洞及巖溶裂隙的二塘車站路基基底提出了鉆孔注漿補強方案。

1 工程概況

在該站Ⅰ道衡柳線下行線K 354+497～K 355+192 處、Ⅱ道衡柳線上行線K 354+797～K 355+392處以及Ⅲ道湘桂線K 368+877～K 370+380 處和IV道湘桂線K 369+277～K370+450 處采用股道封鎖、鄰線限速的方案進行逐道鉆孔注漿，根據(jù)中鐵二院《二塘站路基巖溶整治施工圖》，本次鉆孔注漿的工程量見表1：對Ⅰ道、Ⅱ道（衡柳高鐵上下行正線）采用斜孔加密，加密斜孔布置在湘桂上下行線靠近衡柳正線一側(cè)碴腳位置；對Ⅲ道、Ⅳ道（湘桂線上下行正線）采用豎孔加密方式，加密豎孔布置在湘桂上下行線股道位置，如圖1所示。

表1 鉆孔注漿的主要工程量統(tǒng)計

按照施工方案和施工安全有關(guān)規(guī)定，在湘桂正線封鎖施工時，相鄰的衡柳線列車限速為80 km/h，鉆孔施工前要做好硬隔離防護措施，以保證施工及行車安全。

圖1 路基橫斷面鉆孔位置示意圖

2 鉆孔與注漿

鉆孔與注漿是路基巖溶注漿的關(guān)鍵工序，整個施工按照“施工準(zhǔn)備→施做臨時隔離柵欄→找平臺座→支架搭設(shè)→鉆機就位→鉆孔→沖洗與封孔→注漿→質(zhì)量檢測→工程驗收”等步驟進行。每個施工工序完成后由監(jiān)理現(xiàn)場確認后方可進入下一步施工工序。

2.1 施工準(zhǔn)備 路基整治施工前，組織工務(wù)、電務(wù)、信號、通信、給水等相關(guān)設(shè)備管理單位現(xiàn)場調(diào)查、確認地下管線埋設(shè)情況，確定需遷移管線的方案；與設(shè)備管理單位簽訂既有線施工安全協(xié)議，按照規(guī)定申報施工計劃；及時完成管線遷改，做好“通水、通電、通路”工作。

2.2 設(shè)置硬隔離及找平臺座 按照“先防護，后施工”的原則，用鋼管和浸塑鋼絲網(wǎng)做臨時防護柵欄將運營線與施工區(qū)域進行硬隔離。柵欄有效高度必須大于1 m 且穩(wěn)固扎實、不易變形和遭破壞。在路堤段施工前，要在路肩外邊坡上用鋼管搭設(shè)臨時施工平臺及鉆機存放平臺；不施工的時間段內(nèi)要安排專人看守。

為保證營業(yè)線路及設(shè)備不被泥漿臟污，施工中需要將孔位前后各2 m 的硬隔設(shè)施加高至1.5 m 并在靠鉆機側(cè)掛設(shè)土工布、雙層密目防護網(wǎng)或彩條布進行遮擋。如排水設(shè)施發(fā)生堵塞，要及時清理，保證排水暢通。

2.3 支架搭設(shè)及鉆機就位 支架材料采用Φ42 鋼管，扣件采取連接搭設(shè)，鋼管壁厚3.5 mm。支架為井字架，立桿間距50 cm、橫桿步距60 cm，高度為1.5～2 m，之間用扣件連接，并設(shè)斜撐。支架搭設(shè)完成后，要檢查連接點是否牢固，剪刀撐是否按要求設(shè)置，支架下部接觸面是否松動或懸空，經(jīng)檢查合格后方可進入下道工序。

鉆機就位時應(yīng)保證鉆具中心和護筒中心重合，其偏差不大于2 cm；鉆機必須保持整穩(wěn)、牢固、不傾斜、不位移。為控制鉆孔深度，對每樁位地面測設(shè)標(biāo)高，以便施工控制和記錄。

2.4 鉆進及封孔

2.4.1 鉆孔 施工時鉆孔采用潛孔鉆機，孔徑為φ91 mm。先依據(jù)平面圖測放孔位，并在正式鉆孔前找地質(zhì)情況相似且又代表性的地段施鉆試驗孔，獲得試驗參數(shù)以供參考。在施鉆過程中，根據(jù)鉆桿長度來確定土石分界面和鉆孔入巖深度是否達到設(shè)計深度要求，并做好鉆孔記錄。鉆孔深達5 m左右，應(yīng)檢查鉆桿垂直度，發(fā)現(xiàn)不符合要求時，立即查明原因，并采取措施改正。穿過軟弱土層時，鉆進速度不宜過快，要控制泥漿質(zhì)量，防止縮孔或塌孔。檢查終孔孔深，要把鉆機鋼絲繩放松，讓鉆桿放到底，測量方桿殘尺值，計算鉆桿入孔總長度，孔深符合設(shè)計要求才能終孔。終孔后進行封孔，封孔要求如圖2所示。

圖2 注漿孔封孔結(jié)構(gòu)示意圖

2.4.2 封孔

1）在滿足設(shè)計注漿壓力條件下，根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況可采用濃水泥漿（水泥砂漿）進行一次性封閉或采取孔口管動態(tài)阻塞法封孔，同時保證封孔深度不少于2 m。

2）對未遇溶洞的鉆孔采用一次性封閉法封孔，管徑30 mm；為滿足設(shè)計注漿壓力和沖填粗骨料需要，當(dāng)鉆探揭示有溶洞、或漏水嚴(yán)重時，采用管直徑為90 mm 護孔管，鉆孔壁與管間用濃水泥漿或水泥砂漿一次性封孔。當(dāng)覆蓋層厚度小于4 m 時，封孔深度至基巖面；當(dāng)覆蓋層厚度大于4 m時，封孔深度不小于4 m，孔口管護孔段至土石界面，地表4 m 以下孔口管設(shè)置為花管。終孔驗收后及時進行封孔作業(yè)，采用水泥漿加速凝劑凝固。封孔水泥漿（或水泥砂漿）終凝后進行注漿作業(yè)。

2.5 注漿 以純水泥漿為主的單液注漿材料，水泥采用42.5 級普通硅酸鹽水泥，水灰比標(biāo)準(zhǔn)為0.6：1～1：1。開始注漿時采用稀漿灌注，當(dāng)灌入量較大時可據(jù)情況采用濃一級的漿液灌注。注漿壓力為0.2～0.pa，終注壓力0.3～0.5 Mpa。對土洞、空溶洞或半充填溶洞，采用高壓沖填砂、碎石后再進行注漿處理。針對溶蝕裂隙發(fā)育、連通性好、漏漿等情況，注漿時可摻入一定量的粉煤灰，粉煤灰摻入量不宜大于水泥重量的30%。終注條件為：注漿段在終注壓力下連續(xù)注漿10 min 的注入率控制在不大于5 L/min 時，可終止注漿。整個注漿過程配置計量工具，嚴(yán)格按照設(shè)計要求施工。注漿過程中形成的記錄表格報監(jiān)理現(xiàn)場確認。在每個施工單元注漿完成后及時將注漿記錄表報建設(shè)指揮部。注漿量由注漿段巖溶裂隙率、注漿半徑和充填、漏失情況確定?，F(xiàn)場注漿數(shù)量報設(shè)計、監(jiān)理、建設(shè)三方簽字確認，據(jù)實計列。

針對注漿過程中有可能出現(xiàn)的特殊情況，擬定如下備用處理措施：

1）注漿若因故中斷，及時找出注漿中斷原因，盡快采取處理措施，及早恢復(fù)。

2）注漿過程中如出現(xiàn)串漿現(xiàn)象，對串漿孔同時進行注漿處理。

3）注漿過程中如有冒漿、返漿等現(xiàn)象發(fā)生，暫停注漿，盡快采取措施，處理完后立即恢復(fù)注漿。

4）對垮孔嚴(yán)重的溶蝕破碎帶、充填粗粒土的溶洞等實施跟管鉆進極為困難的注漿鉆孔，采用自上而下注漿法復(fù)鉆施工，嚴(yán)禁使用泥漿等影響注漿加固效果的方法護壁鉆進。

5）當(dāng)采用沖填砂、碎石或摻入其他填充物處理后注漿量仍然較大時，采用間歇注漿或雙液注漿處理。

6）如漿液漏失嚴(yán)重，局部使用雙液注漿堵漏時，先根據(jù)試驗確定水玻璃與漿液體積比，再進行堵漏。在雙液注漿堵漏失效的情況下，立即停止注漿，報設(shè)計、建指，必要時請專家進行會審。

在完成一個施工單元的注漿后，要進行質(zhì)量自檢。自檢按注漿孔數(shù)的3%布置檢查孔，且每個施工單元不得少于3 孔。檢查孔位于注漿孔中間，當(dāng)滿足下列條件之一時，報監(jiān)理單位確認后，再轉(zhuǎn)入下一施工單元的注漿施工：

（1）檢查孔巖芯可見多處水泥結(jié)石體，基本填滿可注縫隙。

（2）檢查孔的單位吃漿量不超過周圍4 孔單位平均吃漿量的15%。

3 結(jié)束語

經(jīng)過一個多月的緊張施工，二塘站路基鉆孔注漿得已順利完成，路基巖溶病害整治達到預(yù)期的效果。在組織實施過程中，有以下幾點體會，同時，也期望能對相關(guān)單位解決類似問題提供借鑒：

（1）必須結(jié)合路基巖溶整治工程的特點，建立建設(shè)項目管理的目標(biāo)體系、責(zé)任體系、分級控制系統(tǒng)和評價評估體系，按照計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制等基本環(huán)節(jié)，將質(zhì)量、安全、工期和環(huán)境保護分解細化為實施目標(biāo)。

（2）必須嚴(yán)格按照“邊探邊灌，探灌結(jié)合，分序施工”的原則進行巖溶路基整治施工。結(jié)合分序鉆孔勘探結(jié)果，逐步查清整治范圍內(nèi)隱伏巖溶的分布情況和發(fā)育特征，及時調(diào)整整治措施和施工工藝，提高注漿施工的效果。

（3）必須嚴(yán)格按臨近營業(yè)線施工安全的有關(guān)規(guī)定，做施工安全工作。一是建立完善的安全管理體系，按“安全第一，預(yù)防為主”的思想編制施工方案和安全應(yīng)急預(yù)案；二是配足上崗人員，并做好崗前安全培訓(xùn)；三是做現(xiàn)場硬隔離和各種防護措施；四是每次鉆孔、灌漿完畢后，全面檢查清理現(xiàn)場，排除安全隱患。