高速鐵路路基巖溶注漿施工技術淺析

楊永海

（中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066）

高速鐵路路基巖溶注漿施工技術淺析

楊永海

（中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066）

巖溶注漿是以堵水、防滲為目的或提高巖溶充填物的力學性質，降低單位長度吸水量，增加地下水的滲透阻力，從而大大減少地下水位波動對土石界面上部土體的侵蝕能力。本文就京滬高鐵DK426＋480～DK426+670段巖溶注漿工程施工技術進行簡要介紹，供同行借鑒。

高鐵 路基 巖溶注漿 施工

1. 程概況

京滬高鐵DK426+480～DK426+670段表層含碎石新黃土,具濕陷性,濕陷系數δs=0.015～0.081,厚0.7～7.4m,其下為粉質粘土,棕褐色～棕色,堅硬～軟塑,厚0.2～3.8m,下為石灰巖,青灰色～灰白色,弱風化,節理發育，有溶洞,屬巖溶弱發育。

2. 溶注漿施工

本文選取有代表性的，地質條件偏劣的地段DK426+480～DK426+670段的施工過程進行闡述。

2.1 注漿范圍及注漿孔布置

根據注漿加固深度原則，本段屬于巖溶弱發育～巖溶中等發育地段，注漿加固地段長度控制在溶洞地段或溶隙發育帶前后10m。土石分界面以上3m,以下6m，注漿孔間距4.5m，正方形布置，如圖1。

圖1 巖溶注漿孔平面布置圖

2.2 施工程序

奇數列為Ⅰ序孔，偶數列為Ⅱ序孔。施工時先Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔。同列注漿孔跳孔施鉆，不得全部鉆完孔后注漿，以免孔位串漿，增加難度及清孔工作量。注漿孔施工自路基坡腳向線路中心的順序進行,先兩側后中間，保證注漿質量。注漿結束后，布置檢查孔進行質量檢查。

2.3 施工工藝流程

巖溶注漿擬采用阻塞式自下而上分段孔內循環注漿，施工工藝流程見圖2。

圖2 巖溶注漿工藝流程圖

2.3.1 測量放線

根據巖溶注漿孔位平面布置圖，對各孔位進行放樣，并測量、記錄對應的孔口地面高程，同時埋設好沉降觀測樁，施工期間進行沉降觀測。

2.3.2 鉆孔

根據探灌相結合的原則，鉆孔分為先導勘探孔和一般注漿孔，首先施鉆30%的勘探孔，待試驗段勘探孔完成后，整理資料，上報設計單位確定相關注漿深度與范圍，再進行一般注漿孔鉆進。

注漿孔均采用XY-130型回轉式地質鉆機鉆孔,開孔孔徑為110mm。其中土層地基采用泥漿護壁合金鉆頭鉆進, 將鉆桿對準孔位，開孔時要輕加壓、慢速、大水量，防止將孔開斜?；鶐r部分采用金剛石鉆頭鉆進,孔徑為Φ108mm，鉆進至設計孔深。

各注漿孔鉆至土層與基巖接觸面時開始取芯，并對芯樣編號、裝箱保存、拍照，及時進行巖性描述。

鉆進過程中要詳細地記錄孔內情況，如換層、掉塊、漏水、脫空等。遇特殊情況，及時向監理工程師報告，并按其指示處理。

鉆孔結束后，對鉆孔進行妥善保護，防止雜物等掉入孔內。

2.3.3 壓水試驗

鉆孔結束經“三檢”驗收合格后，進行壓水試驗，先導孔和一般孔均采用單點法壓水，壓力均為灌漿壓力的80%。在設計壓力下，每5分鐘測一次讀數，連續測記四個流量并達到穩定標準后即可結束，并取最終值計算透水率。

2.3.4 注漿

注漿水泥采用P.O32.5水泥。水玻璃30～40Be，模數2.4～3.4，水灰比為0.8:1～1:1。砂采用中粗砂,細度模數:2.5～3.2,含泥量不大于3%。水泥與水玻璃的重量比初擬為1:0.2,體積比為1:0.05；漿液與中粗砂體積比為1:1。若遇較大溶洞或裂隙處，視具體情況先灌注中粗砂或稀的水泥砂漿對溶蝕腔體進行充填，再采用水泥漿液或雙液注漿，全充填溶洞一般采用單液注漿。

巖溶注漿按分序加密的原則進行，采用阻塞式自下而上分段孔內循環灌漿施工。

(1)注漿段長:基巖部分每5m一段進行注漿,土層部分只分一段進行灌漿。

(2)注漿壓力，一般基巖中為不小于0.1～0.3Mpa，巖土界面附近逐步加大至0.3～0.5Mpa。

(3)漿液水灰比和漿液變換標準

漿液水灰比采用1:1、0.8:1兩個比級，開灌水灰比為1:1；當灌漿壓力不變，注入率持續減小時，或注入率保持不變而壓力持續升高時，不得改變水灰比；當1:1漿液注入量已達3m3以上，而注漿壓力和注入率均無顯著改變時，應換0.8:1漿液繼續灌注直至結束。

(4)注漿結束標準和封孔

注漿結束標準:巖溶注漿在規定的壓力下注漿孔停止吸漿后, 延續灌注不大于10L/min即可結束。當長期達不到結束標準時,采用水泥雙液注漿或灌砂等方式進行處理。處理結束后在該部位附近布置四個補強加固孔繼續灌注水泥漿液，見圖1。

注漿結束后，采用“機械壓漿封孔法”封孔及人工二次手工封孔。即全孔注漿結束后，用膠管下入到鉆孔底部，用灌漿泵向孔內泵入0.5:1濃漿，水泥漿逐漸上升，將孔內稀漿置換出，直到孔口返出與進漿相同比級的濃漿。在泵入漿液過程中，將膠管徐徐上提，但應保證管口保持在漿面以下。封孔做到密實，無孔洞。

2.3.5 注漿效果檢測

注漿結束后通過注水、鉆芯取樣檢測效果。

(1)注水試驗

在注水試驗前，量測孔內穩定水位后，進行孔內定量注水，觀測單位長度吸水量變化幅度，注漿后試驗的單位長度吸水量應小于注漿前吸水量的3～5%，即可判定達到注漿效果。

(2) 鉆芯取樣

檢查孔數為5%，根據取芯漿液充填情況直觀判斷注漿效果。

2.4 現場施工中遇到溶洞處理方法

通過先導孔探明溶洞發育情況，根據溶洞發育特點，將其分為三類：輕微溶蝕、一般溶洞、復雜溶洞。由于溶洞復雜，對于溶洞注漿處理，應遵循先易后難的施工原則，即先處理輕微溶蝕或一般溶洞，摸清溶洞發育情況后再處理復雜溶洞，根據其特點采用相應的處理方案。

2.4.1 輕微溶蝕

輕微溶蝕指節理巖體、巖溶發育輕微及封閉的比較小的溶洞。該類輕微溶蝕吸漿量一般比較小，適合于單液注漿工法。若洞內無填充物或填充物不滿時，注漿開始及前期注漿量較大，可適當添加粗砂擠密填筑溶洞，直至停止漏漿；若填充物呈松散、軟塑或已固結呈硬塑狀態時，直接注漿固結即可。

2.4.2 一般溶洞

一般溶洞指溶洞發育明顯，無大裂隙穿過，鉆機注漿孔鉆進成孔施工時，鉆進冷卻水和泥漿會明顯泄漏，需及時補充。處理方法是施工時鉆機鉆孔穿過溶洞至底部后，再鉆進1.0m。首先選用單液注漿，并且添加中粗砂擠密填筑溶洞。如果注漿流量較大或注漿量超過設計量1.5倍，改用雙液注漿方法。

2.4.3 復雜溶洞

復雜溶洞指溶洞發育明顯或斷裂帶高度發育地區，并有明顯裂隙，空隙相當發育、分布廣泛、孔徑大、連通性好，鉆機注漿孔鉆進成孔施工時，鉆進冷卻水和泥漿泄漏嚴重。處理方法是施工時鉆機鉆孔穿過溶洞至底部后，再鉆進1.0m。先進行溶洞內的充填加固，把溶洞用水泥、中粗砂灰漿填滿。選用單液注漿，并且添加中粗砂擠密填筑溶洞。如果注漿流量較大或注漿量超過設計量1.5倍，改用雙液注漿方法。該地區吸漿量一般比較大，注漿采用雙液注漿方法。

3. 結語

巖溶注漿加固地基施工技術，已成為高速鐵路巖溶地區地基加固的主要措施之一，并被廣泛推廣使用。采用巖溶注漿加固的路基地段，經物探檢測合格率為100%，達到了設計要求的注漿效果。該技術設備簡單，操作方便，為快速、高效、優質地建設京滬高速鐵路提供了技術保障，有效地保證了鐵路路基施工質量。

[1]《巖溶注漿加固設計圖》（京滬高京徐施路通-32）；

[2]《客運專線鐵路路基工程施工技術指南》（鐵建設2010-241號）。

U45

B

1007-6344（2015）12-0335-02

楊永海（1980-），男，四川廣元人，工程師，從事水電及鐵路工程施工技術與管理工作。