巖溶路基施工注漿加固處理技術(shù)

趙勇

（中鐵二十二局集團第二工程有限公司，北京100043）

1 引言

對于巖溶路基施工來說，其風險性較大，在施工過程中容易出現(xiàn)卡鉆、漏漿、坍塌等情況，若不采取有效措施加固地基，將直接影響整體路基穩(wěn)定性和行車安全。所以，要掌握巖溶路基中關(guān)于注漿加固處理技術(shù)的應(yīng)用，從而有效提升路基的安全性與穩(wěn)定性。對此，在對巖溶路基進行注漿加固處理期間，相關(guān)施工單位要正確把握技術(shù)要點，做好施工管理并關(guān)注施工中的注意事項，以保證加固效果。

2 注漿加固處理技術(shù)介紹

在巖溶路基中進行注漿加固處理施工，主要是對地層中巖溶部分和巖溶內(nèi)部裂隙灌注施工漿液，如水泥玻璃漿物質(zhì)或水泥漿物質(zhì)，以實現(xiàn)對地基的有效填充處理。同時，要將巖溶中的天窗結(jié)構(gòu)全部堵塞，以防地層土顆粒在水平與垂直地質(zhì)方向發(fā)生破壞情況。該施工需形成一個水平帷幕結(jié)構(gòu)，以避免土顆粒發(fā)生運移，從而確保路基具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。

巖溶路基的注漿加固處理技術(shù)主要分為高壓噴射注漿加固技術(shù)與靜壓注漿加固技術(shù)。

1）高壓噴射注漿加固技術(shù)基于高壓射流切割原理，通過設(shè)置有噴嘴結(jié)構(gòu)的注漿管，對路基內(nèi)部特定位置進行噴射注漿。高壓噴射設(shè)備發(fā)出高壓射流，可以使施工漿液從設(shè)備噴嘴持續(xù)向外噴射，從而有效沖擊并分解項目地質(zhì)主體。另外，施工漿液完全凝固后，高壓噴射注入的漿液，可在相應(yīng)土層中讓地質(zhì)主體形成固結(jié)體結(jié)構(gòu)。

2）靜壓注漿加固技術(shù)?；陔娀瘜W(xué)、氣壓、液壓等相關(guān)科學(xué)原理，根據(jù)注漿管工作原理，把漿液（具有快速固化穩(wěn)定作用）注入對應(yīng)項目地層當中。在漿液注射過程中，可通過強力擠密、持續(xù)滲透、不斷填充等形式，擠走地基土層中的各種流動物質(zhì)（如空氣、水分等），搶占相應(yīng)空間位置；待漿液固結(jié)之后，該技術(shù)可使裂縫膠結(jié)、松散土地結(jié)構(gòu)凝結(jié)成整體結(jié)構(gòu)，從而促使土層具備更完善的物理力學(xué)性能[1]。

3 注漿加固處理技術(shù)要點

3.1 做好準備工作

在巖溶路基施工作業(yè)前，需要先對施工現(xiàn)場進行處理。具體來說，要將現(xiàn)場的碎石、腐殖土、地表雜草等全面清除干凈，并進行平整處理。完成上述工作后，還要結(jié)合注漿鉆孔平面布置圖，明確部分先導(dǎo)孔位置，并同步在場地中準確地標出孔位。

3.2 鉆孔施工要點

在對巖溶路基注漿加固處理過程中，要把握好鉆孔施工要點。具體包含以下內(nèi)容：

1）鉆孔期間可選擇回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機，同時，開孔孔徑為110 mm。

2）在鉆孔施工期間，需嚴格依據(jù)設(shè)計孔深及要求施工，且需著重對孔口標高、孔深、土石界面、鉆巖期間返水情況、溶洞情況等信息進行完整記錄。

3）針對土層地基，一般選擇合金鉆頭，以確保在鉆進施工中能夠通過泥漿來實現(xiàn)護壁；此外，在開孔作業(yè)期間，鉆機要保持對中，以防鉆孔出現(xiàn)傾斜情況。

4）在鉆孔之初，加壓要輕、水量要大、轉(zhuǎn)速要慢；而針對巖石地基，則主要選擇金剛石鉆頭；值得注意的是，在鉆進施工中，注漿孔徑為110 mm，與此同時檢查孔井，保證孔井直徑為110 mm。

在實際施工過程中，當鉆頭鉆進基巖50 cm后，需套上套管（通常直徑為108 mm）；當鉆頭鉆進基巖達到50 cm時，若出現(xiàn)超出基巖50 cm區(qū)間的溶洞，且已鉆進到設(shè)計深度，即意味著已完成鉆探。

如果遇到溶洞，則需在鉆穿溶洞底板1 m且深度達到設(shè)計值時，可再次跟進套管約50~100 cm，并全面封閉底部，從而使套管外壁和土層保持緊密連接。為確保注漿作業(yè)期間不發(fā)生串漿問題，注漿孔需注意跳級鉆，而后跳級注漿，不可一次完成。即用0.5~0.8 m小沖程，1次無法鉆成后回填沖擊2次，反復(fù)沖擊鉆孔至形成泥石護壁。

在鉆進施工中，要全孔取芯，合理整理并保存芯樣；同時，對芯樣編號與拍照之后，及時開展巖性描述工作。實際操作過程中，鉆孔孔位的移動距離要在50 cm以內(nèi)，且在完成鉆孔后要及時采取保護措施，以防雜物等進入孔內(nèi)。

3.3 合理選擇注漿材料并嚴格控制配合比

對巖溶路基進行注漿加固處理中，需要注意的施工要點有以下4點：

1）做好一系列準備工作，尤其要關(guān)注合理選擇注漿材料，并控制好配合比。在配置注漿材料期間，所用水主要選擇清潔干凈的飲用水，而水泥則大多選擇425硅酸鹽水泥。

2）在準備環(huán)節(jié)，要科學(xué)檢測水泥所處環(huán)境中的濕度、溫度，以免因濕度過大造成水泥結(jié)塊，從而有效避免材料產(chǎn)生的影響。

3）加強對外加劑使用量的控制。比如，在使用氧化鈉外加劑時，用量需＜0.5%，水灰比為1∶1，因為該比例可使混凝土保持較好的凝結(jié)效果[2]。

4）由于巖溶路基在施工處理期間，對水泥的凝結(jié)速度要求較高，因此，需要將適量的水玻璃或氧化鈣添加到水泥中，以保證水泥漿在后續(xù)灌注中具有更好的有效性；若灌注泥漿存在均勻性、穩(wěn)定性不佳的情況，可適量添加KA-1混凝土，以減小分離、沉淀現(xiàn)象出現(xiàn)的概率[3]。

3.4 合理確定注漿參數(shù)

在對巖溶路基進行注漿加固處理期間，需要在注漿加固技術(shù)使用前進行嚴格試驗，以明確注漿段的孔距、長度及注漿壓力等重要參數(shù)。對此，需結(jié)合施工現(xiàn)場的巖溶路基情況，對注漿設(shè)備性能、巖土裂縫的滲透性、發(fā)育程度等進行全面分析后，方可明確路基注漿處理段長度（通常都會控制在5～6 m）；若巖溶松散情況較為嚴重，且縫隙發(fā)育成熟度相對較高、滲透力較強，則需適度縮短距離（一般要控制在2～4 m）[4]。

在確定注漿孔位置時，需結(jié)合空隙、裂縫等情況核對相關(guān)參數(shù)，通?？赏ㄟ^預(yù)注漿法來明確注漿壓力及范圍等。

3.5 注漿作業(yè)

注漿作業(yè)期間常用設(shè)備包括壓力表、閥門、地轉(zhuǎn)機以及攪拌機等。測量人員需結(jié)合圖紙設(shè)計的位置，利用全站儀并基于坐標點放出加固區(qū)域范圍；同時，在注漿范圍內(nèi)，進行全部注漿孔位放線、定位。依據(jù)定位點通過鉆機或手鉆方式打到設(shè)計深度。通常情況下，孔徑保持10 cm；另外，要同步利用探測儀器來掌握當?shù)氐牡刭|(zhì)情況。

在注漿鉆孔施工期間，當鉆機一就位便可開展成孔作業(yè)。這是因為溶洞可在不同深度，可按照鉆孔資料適度調(diào)整注漿管長度。該施工過程要注意固定井壁和注漿管兩者間的距離，一般可通過M10水泥砂漿實現(xiàn)填充處理。

完成上述工作后，要以一次性填充的形式把水玻璃和水泥的混合漿液填充至需加固處理的土體、土洞、溶洞間隙中。若表面存在裂縫，則可采用1∶3的水泥漿進行封堵處理。需要注意的是，水泥漿必須在注漿處理期間一次成型，不可中斷，且注漿需要從稀至濃進行持續(xù)性灌注，在注入至孔口部位并完成注漿后，要及時拔出注漿管。

3.6 施工注意事項

巖溶路基的注漿加固施工，需注意的相關(guān)事項如下：

1）所用原材料必須質(zhì)量達標，并需根據(jù)現(xiàn)場實際情況來選擇強度恰當?shù)乃嗖牧?。在選用水泥原材料時，若發(fā)現(xiàn)材料受潮或結(jié)塊，必須嚴禁使用。

2）在注漿作業(yè)施工前，要在綜合考量基礎(chǔ)上確定清孔作業(yè)頻次，保證清孔質(zhì)量，從而確保后續(xù)注漿作業(yè)的安全性與準確性。若鉆孔施工期間發(fā)現(xiàn)大量孔洞，則需通過水泥漿來進行填充，并在巖溶路基注漿施工中動態(tài)監(jiān)測地表變化情況，及時發(fā)現(xiàn)坍塌或位移隱患，并采取有效措施進行處理。

3）考慮到可溶性巖所形成的巖溶地貌是一種相對特殊的地質(zhì)條件，加固施工中面臨諸多危險因素，且會出現(xiàn)較為嚴重的路基病害問題。對此，要高度重視排水和泄水問題，以確保加固施工的安全與有效。

4）注漿施工期間要密切監(jiān)測巖溶路基的地表變化，以及時發(fā)現(xiàn)路基內(nèi)存在的塌陷或位移隱患，并采取有效措施進行針對性地處理。

5）在整個施工過程中要收集、整理及分析各項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及技術(shù)資料。

6）及時清理注漿施工中所產(chǎn)生污染物，合理修建與應(yīng)用臨時排水設(shè)施，并根據(jù)支擋結(jié)構(gòu)、地層巖性等合理設(shè)計防護施工方案，從而保證邊坡具有更高的穩(wěn)定性，以防對周邊建筑物造成不良影響。

4 結(jié)語

巖溶路基施工普遍具有較高風險，因此，必須采取有效措施對巖溶路基加以處理。注漿加固施工技術(shù)作為巖溶路基施工中常見的處理方法之一，需結(jié)合路基地段的巖溶分布、特征參數(shù)、發(fā)育情況等內(nèi)容，進一步明確注漿深度、水灰比及壓力的數(shù)值，以保證路基的加固效果。對此，相關(guān)施工單位要充分掌握注漿加固處理技術(shù)要點，并在施工期間把握好施工中主要的注意事項，以確保對巖溶路基進行安全、可靠和有效的加固處理。