四子王旗項(xiàng)目市政道路高液限粘土路基沉陷處理

勞艷峰

（中交四公局第二工程有限公司，北京 100000）

1 工程簡(jiǎn)介

中交四公局三公司承建的內(nèi)蒙古四子王旗市政道路工程，和平北路K3+640、K3+700 預(yù)埋管，恰好在平交路口處，在通車一年時(shí)間后出現(xiàn)不均沉降經(jīng)分析回填材料為高液限粉質(zhì)粘土填筑。

2 施工工藝過(guò)程控制

嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)的注漿施工工藝，統(tǒng)一購(gòu)置所必須的注漿設(shè)備。統(tǒng)一驗(yàn)收所有進(jìn)場(chǎng)的工程材料，并進(jìn)行嚴(yán)格的檢查試驗(yàn)，確保工程材料的合規(guī)合格。對(duì)于施工作業(yè)的專業(yè)人員進(jìn)行專項(xiàng)技術(shù)培訓(xùn)，對(duì)于施工過(guò)程中的用水和用電等布設(shè)要派專業(yè)人員布置和檢查，按照注漿施工方案要求進(jìn)行注漿單元的布設(shè)。預(yù)先進(jìn)行測(cè)量放樣并根據(jù)相關(guān)采集數(shù)據(jù)按照測(cè)量點(diǎn)位布設(shè)定位導(dǎo)向拱架。

本工程根據(jù)其施工作業(yè)場(chǎng)地的地質(zhì)地層特征，工程注漿選擇超前小導(dǎo)管高壓注漿預(yù)加固措施，以此保障工程的施工安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在保證質(zhì)量的前提下縮短施工工期，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)不同、巖性的差異，選擇高壓注漿施工方式。

圖1

2.1 注漿孔布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和不均勻沉降原因與程度的實(shí)際情況，制定布孔面積，和平北路采用從路面打垂直孔，前期方案計(jì)劃采用密實(shí)注漿影響半徑一般為0.75m，孔距為1.5m，并呈梅花型布置，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況也是按照方案進(jìn)行施工，為確定實(shí)際影響半徑，對(duì)其附近成三角形的三個(gè)點(diǎn)逐次注漿，發(fā)現(xiàn)三個(gè)點(diǎn)位相鄰孔已注完畢的孔內(nèi)的漿有流出現(xiàn)象，說(shuō)明影響半徑大于0.75 米，又逐次進(jìn)行了影響半徑0.8米的試驗(yàn)，也存在上述情況，注漿完畢后同時(shí)也存在路面上拱的情況，上拱半徑有1.1 米，說(shuō)明影響半徑可達(dá)到1.1 米，由于注漿在土體里是以錐體的形式散布，椎體邊線為拋物線，因此孔間距控制在2 米比較合理。

2.2 鉆孔

采用潛孔鉆及空壓機(jī)成孔，先采用破路面鉆頭將瀝青路面及水穩(wěn)層打穿，然后更換成破土鉆頭繼續(xù)鉆孔，根據(jù)成孔深度逐級(jí)增加鉆桿，鉆頭直徑為9cm，成孔直徑為12cm，鉆頭長(zhǎng)50cm，鉆桿一根長(zhǎng)1.5m，鉆入深度以打入原狀土為準(zhǔn)，而和平路鉆孔深度兩側(cè)控制在5.5 米深，中間為2.5 米。

2.3 注漿管預(yù)埋安裝

將直徑4cmPVC管下入孔底，距孔底保留50cm。在插管時(shí)由于成孔后未及時(shí)安裝注漿管導(dǎo)致坍孔，需重新鉆孔安裝，安裝完畢后采用水泥砂漿封孔，6h 后進(jìn)行壓漿施工。

2.4 注漿管頭安裝

在壓漿管管頭固定好空心塑料螺桿，在靠近路面?zhèn)阮A(yù)埋管管頭位置采用帶有橡膠墊的活動(dòng)塑料螺母套入壓漿管管口，兩側(cè)均固定完畢后擰緊螺母。

2.5 注漿

灌注采用靜壓自流式，水泥采用普硅PO32.5 水泥。水灰比1：0.8。本工程注漿作業(yè)過(guò)程，即先做壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)前先連接好注漿管路，并詳細(xì)檢查注漿管路是否有堵塞，再對(duì)路面路基進(jìn)行濕潤(rùn)；先低壓進(jìn)行起始送漿，根據(jù)實(shí)際狀況逐漸進(jìn)行注漿加壓；注漿選擇隔孔注漿，即自下而上進(jìn)行交錯(cuò)灌注；注漿作業(yè)一啟動(dòng)，必須將回漿閥門閉合，同時(shí)調(diào)整注漿泵調(diào)的速度為低速擋位置，當(dāng)注漿壓力逐漸上升達(dá)到2.0MPa 時(shí)，繼續(xù)緩慢上調(diào)壓力達(dá)到3.5MPa，保持注漿作業(yè)的連續(xù)性。當(dāng)單孔注漿壓力持續(xù)保持穩(wěn)定超過(guò)8min時(shí)，即該單孔注漿完成。立刻使注漿機(jī)轉(zhuǎn)換為空載運(yùn)行，即在將小導(dǎo)管的止?jié){球閥進(jìn)行關(guān)閉的同時(shí)，再將注漿機(jī)離合器松開(kāi)；再將注漿管路轉(zhuǎn)調(diào)整到下一單孔，重復(fù)上述步驟，直至完成所有的單孔注漿。

注漿灌壓力為3Mpa 并持荷至壓不進(jìn)漿為止，出現(xiàn)地面隆起、其他注漿孔有漿液流出的情況下停止注漿，注漿完畢后，立即用清水沖洗注漿管，以防管內(nèi)沉漿凝固。

圖2 壓漿孔布置圖（調(diào)整后孔間距2 米）

2.6 水泥用量理論計(jì)算值與實(shí)際值比較

2.6.1 水泥用量理論計(jì)算。V=L*m*h*N*K，V為待處理體體積的注漿量，L（長(zhǎng)度）、M（寬度)、h（處理深度）、N為孔隙率，取0.4，K為灌入率，取0.8

注漿量即為：L*m*h*0.6*0.8m3，

一道管水泥用量計(jì)算：2*4.6*16*5.5*0.4*0.8+2*16*2.5*0.4*0.8=259.072+25.6=285m3，水灰比為1:0.8，水泥漿密度為1.42g/cm3，水泥漿質(zhì)量為 285m3*1.42t/m3=404.7t, 水泥質(zhì)量為404.7t*0.8/1.8=180t

2.6.2 水泥用量實(shí)際用量統(tǒng)計(jì)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，項(xiàng)目部技術(shù)人員對(duì)水泥的實(shí)際用量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，實(shí)際水泥用量為50t，與理論計(jì)算差別較大。

2.6.3 水泥用量實(shí)際用量與理論用量誤差分析。一是，計(jì)算時(shí)將土體按照長(zhǎng)方體計(jì)算，實(shí)際壓漿時(shí)是形成的倒錐狀；二是，取孔隙率系數(shù)時(shí)在不做土工試驗(yàn)的情況下差別很大，具有一定的浮動(dòng)性；因此水泥用量應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際用量為準(zhǔn)。

3 進(jìn)度情況

2015.7.1 進(jìn)場(chǎng)，由于鉆桿需更換成取土桿以及其他材料準(zhǔn)備，2015.7.5 才能夠正常施工，磨合期為5 天，每道管正常工作時(shí)間需5天時(shí)間，因此完成兩道管壓漿處理總計(jì)需15 天。

4 費(fèi)用計(jì)算

A：潛孔鉆進(jìn)場(chǎng)運(yùn)費(fèi)（西安至內(nèi)蒙古四子王旗）：9000 元；

B：潛孔鉆設(shè)備租賃費(fèi)一個(gè)月：30000 元；

C：機(jī)械操作手月工資：5000 元；

D：水車租賃費(fèi)一個(gè)月：12000 元；

E：壓漿泵和攪漿機(jī)：6000 元；

F：壓漿機(jī)操作人員以及其他管理人員,10 人，人工費(fèi)200 元，一個(gè)月總計(jì)：60000 元；

G：材料費(fèi)：兩道管100t 水泥，每噸300 元，共計(jì)30000 元；

L：燃油費(fèi)，15 天，每天燃油費(fèi)1500，合計(jì)22500 元；

M：PVC管，每米單價(jià)3 元，兩道140 孔，每根長(zhǎng)4 米，1680 元；

成本費(fèi)為A+B+C+D+E+F+G+L+M=0.9+3+0.5+1.2+0.6+6+3+2.25+0.168=17.618 萬(wàn)元。

5 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

5.1 單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，即注漿壓力當(dāng)持續(xù)穩(wěn)定時(shí)，可結(jié)束注漿作業(yè)（以定壓作為判定結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)）。根據(jù)本工程施工環(huán)境的地質(zhì)環(huán)境及地層圍巖的實(shí)際狀況確定注漿壓力，當(dāng)注漿終壓力持續(xù)穩(wěn)定達(dá)到3.5Mpa 時(shí)，并持續(xù)穩(wěn)壓在8min 以上，即結(jié)束單孔注漿。

5.2 當(dāng)分段區(qū)域的單孔注漿均滿足結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，并且注漿單孔全部滿足注漿條件后，即為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 確定設(shè)計(jì)布設(shè)的全部注漿單孔沒(méi)有遺漏。

5.4 專業(yè)人員根據(jù)注漿量的分布差異，檢查孔選擇最薄弱環(huán)節(jié)的注漿孔，并檢驗(yàn)其鉆孔質(zhì)量和注漿效果。

6 注漿施工中需要注意的事項(xiàng)以及質(zhì)量安全管理

6.1 施工注意事項(xiàng)

6.1.1 采用隔孔注漿，由下向上交錯(cuò)進(jìn)行；若注漿量異常，單孔注漿超量，注漿壓力長(zhǎng)時(shí)間無(wú)升高現(xiàn)象，采用間歇注漿；注漿過(guò)程中若壓力突然升高，可能發(fā)生堵管或者壓力表故障，立即停機(jī)檢查。6.1.2 漿液入泵前要經(jīng)過(guò)網(wǎng)篩過(guò)濾。6.1.3 注漿人員配戴護(hù)目鏡、口罩、橡膠手套、安全帶等用品。6.1.4 孔口管安裝必須牢固，球閥要求使用耐高壓的球閥，嚴(yán)格控制注漿工藝，防止漏漿。6.1.5 注漿管路及連接件必須采用耐高壓型，注漿管為內(nèi)附鋼絲的高壓膠管。6.1.6 孔口管要安裝牢固，施工期間嚴(yán)禁人員站在其正前方，以防止孔口管沖出傷人。6.1.7 高壓注漿機(jī)應(yīng)盡可能固定放置在水平位置，避免油管、吸漿管扭曲、打折，吸漿管盡量的縮短，其垂直距離不要超過(guò)一米。6.1.8 定期檢查油箱網(wǎng)、油路濾網(wǎng)，并進(jìn)行清洗，定期更換液壓油，建議一個(gè)月左右更換一次液壓油。6.1.9 工作場(chǎng)地要有充足的水源，以便于工作。6.1.10 各液壓接頭要定期檢查，不得松動(dòng)。6.1.11 高壓注漿機(jī)操作人員要要一定的注漿經(jīng)驗(yàn)，以保順利施工作業(yè)。6.1.12 電控箱、電動(dòng)機(jī)和電器要保持清潔干燥，并經(jīng)常檢查以上各部件的導(dǎo)線不得破損防止漏電。搬運(yùn)高壓注漿機(jī)時(shí)，不要有大的顛簸，不得隨意敲打注漿機(jī)各部件。

6.2 質(zhì)量控制及檢驗(yàn)

針對(duì)注漿的特殊工藝要求，施工過(guò)程中應(yīng)自始至終把好四關(guān)，即材料進(jìn)場(chǎng)關(guān)、施工操作關(guān)、制漿注漿關(guān)和質(zhì)量自檢關(guān)，從而使工程質(zhì)量得到保證。

6.2.1 本工程材料由物資管理員負(fù)責(zé)驗(yàn)收和接收，工程所用水泥、小導(dǎo)管進(jìn)場(chǎng)需附有合格證、材質(zhì)單。6.2.2 本工程應(yīng)嚴(yán)格抓好鉆孔，保證注漿孔的深度。隨時(shí)觀察壓漿情況，防止?jié){液外溢。6.2.3 制漿由專人負(fù)責(zé)，材料準(zhǔn)確計(jì)量，水灰比按現(xiàn)場(chǎng)要求及時(shí)在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整，每桶漿攪拌時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求，注漿過(guò)程中及時(shí)調(diào)整泵壓，保證送漿的連續(xù)、正常；注漿時(shí)，派專人負(fù)責(zé)觀察壓漿情況，發(fā)現(xiàn)冒漿及時(shí)通知送漿人員關(guān)泵。6.2.4 由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、專職質(zhì)檢員、技術(shù)員和班組長(zhǎng)做好質(zhì)量檢查工作，檢查成孔注漿后的注漿壓力情況；做好各類報(bào)表、記錄、掌握漿液配比及壓漿情況，及時(shí)提醒施工操作人員重視質(zhì)量問(wèn)題。

6.3 安全與環(huán)保

6.3.1 施工安全。（1）建立完善的施工安全保證體系，加強(qiáng)施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。（2）為保證施工安全，現(xiàn)場(chǎng)要求專人統(tǒng)一指揮，并設(shè)一名專職安全員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的安全工作，堅(jiān)持班前進(jìn)行安全教育制度。（3）施工區(qū)域設(shè)置警示標(biāo)志，嚴(yán)禁非工作人員出入。（4）施工中對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期檢查、養(yǎng)護(hù)、維修。（5）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求進(jìn)行施工，認(rèn)真執(zhí)行相關(guān)的施工安全規(guī)程。（6）加強(qiáng)對(duì)圍巖及初支進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控量測(cè)，實(shí)行信息化管理，科學(xué)地組織施工。（7）施工現(xiàn)場(chǎng)使用的手持照明燈使用36V 的安全電壓。（8）注漿施工時(shí)由技術(shù)人員統(tǒng)一指揮，各就其位，并嚴(yán)格執(zhí)行注漿管理程序。注漿結(jié)束后需對(duì)注漿設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真清洗，設(shè)備退出現(xiàn)場(chǎng)后及時(shí)保養(yǎng)。全面保證注漿作業(yè)安全、工程環(huán)境安全和設(shè)備人員安全。6.3.2 環(huán)保要求。（1）對(duì)各類施工機(jī)械、機(jī)具采取定人定點(diǎn)控制，對(duì)操作人員進(jìn)行安全、環(huán)保教育。（2）各種作業(yè)人員持證上崗，并對(duì)作業(yè)人員配有相關(guān)的勞動(dòng)防護(hù)。對(duì)可能出現(xiàn)的粉塵采取噴霧降塵的方法。（3）設(shè)立專用排漿溝、集漿坑，對(duì)廢漿、污水進(jìn)行集中沉淀處理后，再進(jìn)行排放至指定位置，認(rèn)真做好無(wú)害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。（4）將施工場(chǎng)地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋、圍護(hù)，做到各種標(biāo)牌清楚、齊全，標(biāo)識(shí)醒目，施工場(chǎng)地整潔文明。

7 結(jié)論

本次施工過(guò)程，更多的結(jié)合了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在施工時(shí)更多的采用了保守的施工原則，通過(guò)實(shí)踐證明，本次施工是在不斷優(yōu)化孔間距的過(guò)程中縮短工期，減少費(fèi)用支出，為以后類似的施工提供參考依據(jù)。