探討巖溶路基注漿加固施工技術(shù)

宋賀

【摘要】巖溶地質(zhì)情況一直作為人們長期研究的自然對象，對巖溶地質(zhì)本身的發(fā)育增長過程及形態(tài)發(fā)展特征已經(jīng)開展了長期的研究。本文通過開展路基巖溶地質(zhì)病害常見情況介紹，分析注漿加固技術(shù)中的靜壓注漿加固技術(shù)和高壓噴射注漿加固技術(shù)，論述了注漿加固施工技術(shù)的現(xiàn)場工藝與設(shè)計，在全面掌握巖溶發(fā)育特征的基礎(chǔ)前提下，按照路基項目的基礎(chǔ)形式，有效運(yùn)用各類成熟的施工方法和巖溶地基注漿加固施工處理技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】巖溶路基;注漿加固;施工技術(shù)

路基里面的巖溶地質(zhì)一直是路基長期可靠穩(wěn)定的重大安全隱患。本文對路基巖溶地質(zhì)病害的常見情況和注漿加固施工技術(shù)的現(xiàn)場工藝與設(shè)計進(jìn)行了分析。

1、路基巖溶地質(zhì)病害常見情況

（1）因為地下洞穴內(nèi)部頂板位置產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象，或因為地下溶洞里面大量充填物被當(dāng)?shù)氐叵滤當(dāng)y帶運(yùn)走，導(dǎo)致上方的熔巖路基出現(xiàn)塌陷或開裂等問題。

（2）石芽石地質(zhì)形貌常常造成項目地基局部發(fā)生不均勻變形問題，導(dǎo)致項目路基部分出現(xiàn)嚴(yán)重的差異變形情況，同時石芽周圍存在充填軟塑紅粘土成分，直接影響路基項目的設(shè)計與施工工作。

（3）雨季來臨，這種地形難以快速將水分排出，而這種現(xiàn)象的原因可能在洼地地質(zhì)、槽谷地質(zhì)等凹形地貌出現(xiàn)積水情況，嚴(yán)重影響項目路基自身的可靠穩(wěn)定。因為當(dāng)?shù)氐叵聨r溶水的持續(xù)流動或因為地面水發(fā)生排泄不暢問題，導(dǎo)致項目路基基底位置產(chǎn)生嚴(yán)重冒水、水淹路基問題、水沖路基現(xiàn)象等地質(zhì)病害。

（4）漏斗地質(zhì)導(dǎo)致地面出現(xiàn)凹陷狀，土質(zhì)存在疏松情況，完成路基填筑施工后，易造成路基塌陷。

2、注漿加固技術(shù)的分類介紹

現(xiàn)在熔巖路基土體注漿加固技術(shù)按常規(guī)方式能夠分為兩大類型，也就是靜壓注漿加固技術(shù)和高壓噴射注漿加固技術(shù)。

2.1靜壓注漿加固技術(shù)

靜壓注漿加固技術(shù)是按照液壓、氣壓和電化學(xué)等方面的科學(xué)原理，按照注漿管的原理，將各類具有快速穩(wěn)定固化作用的漿液實施注入到對應(yīng)項目地層內(nèi)部。注射漿液通過不斷充填、持續(xù)滲透、強(qiáng)力擠密等作用方式，有效擠走地基土層內(nèi)部存在的各類水分和空氣等影響物質(zhì)后，實現(xiàn)占據(jù)對應(yīng)的空間位置。漿液固結(jié)作業(yè)結(jié)束后，能夠?qū)⑻貏e松散的土粒結(jié)構(gòu)或裂隙膠結(jié)構(gòu)，充分結(jié)成整體結(jié)構(gòu)，從而完善巖土體本身的物理力學(xué)能力。

2.2高壓噴射注漿加固技術(shù)

高壓噴射注漿加固技術(shù)是按照高壓射流切割的工作原理，利用帶有噴嘴結(jié)構(gòu)的注漿管在項目土層內(nèi)部的預(yù)定位置，通過各類高壓噴射設(shè)備，確保施工漿液或水轉(zhuǎn)化為具有至少20兆帕壓強(qiáng)程度的高壓射流，在設(shè)備噴嘴內(nèi)部向外不斷噴射出來，有效沖擊分解項目地質(zhì)土體。一旦噴射流的實際動壓情況超過項目土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)總體強(qiáng)度時，導(dǎo)致土層內(nèi)部存在的土粒物資開始從當(dāng)?shù)仨椖客馏w中有效剝離。待施工漿液實現(xiàn)全部凝固后，便在當(dāng)?shù)赝林挟a(chǎn)生一個固結(jié)體結(jié)構(gòu)。固結(jié)體屬于漿液成分與土按照半置換過程或全置換過程進(jìn)行有效凝固。

3、注漿加固技術(shù)的施工工藝與設(shè)計

3.1注漿加固技術(shù)的施工工藝

利用不斷灌注各類水泥漿物質(zhì)或水泥玻璃漿物質(zhì)等施工漿液，實施對項目巖溶部分及巖溶內(nèi)部裂隙開展有效的填充處理，進(jìn)一步堵塞巖溶內(nèi)部的天窗結(jié)構(gòu)，防止項目地層土顆粒產(chǎn)生沿著垂直地質(zhì)方向和水平地質(zhì)方向的破壞情況，也就是產(chǎn)生一個避免土顆粒進(jìn)行運(yùn)移作用的準(zhǔn)水平帷幕結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)路基本身的可靠穩(wěn)定。具體的工藝如下：

項目施工準(zhǔn)備→鉆進(jìn)作業(yè)→注漿前開展注水檢查→完成注漿漿液→實施注漿→封孔處理→注漿作業(yè)效果分析

3.2鉆孔設(shè)計與注漿加固量計算

3.2.1鉆孔分布設(shè)計分析

巖溶地質(zhì)發(fā)育過程存在復(fù)雜性特點及不均勻性特點，導(dǎo)致快速確定巖溶地質(zhì)內(nèi)部的實際分布情況、空間表現(xiàn)形態(tài)情況及熔巖發(fā)育成長情況存在一定困難。因此，通常來說，注漿孔應(yīng)按照均勻布置的方式進(jìn)行布孔，除了能準(zhǔn)確的確定地下洞穴的位置和大小而采取針對性的注漿外，具體的鉆孔分布原則如下。

①鉆孔的分布密度應(yīng)該適當(dāng)，如果鉆孔存在過密的情況，注漿時容易發(fā)生漿液串孔，導(dǎo)致注漿加固互相干擾，無法達(dá)到注漿的目的，同時大大提高了工程成本。

②鉆孔的分布孔距應(yīng)小于漿液在地下的擴(kuò)散半徑，確保兩個相鄰鉆孔注漿的半徑能互相搭接。

③當(dāng)鉆孔的分布密度受到外界條件限制時，可適當(dāng)通過增加斜孔、增加鉆孔的長度和改善注漿的施工工藝等措施，確保達(dá)到注漿的效果。

④鉆孔的分布應(yīng)根據(jù)工程項目的類型、標(biāo)準(zhǔn)、所處地段和地質(zhì)情況等情況采取不同的形式進(jìn)行布置，通常來說，可選取等邊三角形的位置布局開展安排。

3.2.2鉆孔深度的設(shè)計分析

按照路基地質(zhì)病害成因及注漿加固工作機(jī)理，鉆孔施工應(yīng)該實現(xiàn)鉆入對應(yīng)的基巖（灰?guī)r）面地層以下，按照巖溶地質(zhì)發(fā)育標(biāo)高作為施工設(shè)計孔深情況的主要依據(jù)，原則上鉆孔過程應(yīng)該要遇到對應(yīng)的巖溶地質(zhì)通道。鉆孔作業(yè)應(yīng)確保鉆入對應(yīng)土層的土石界面以下灰?guī)r部分超過5米，如果未遇巖溶地質(zhì)通道，鉆孔應(yīng)加深2到3米。

3.2.3斜孔的設(shè)計分析

按照相關(guān)資料研究，在各類巖溶地質(zhì)路基病害施工處理過程中，斜孔結(jié)構(gòu)的注漿效果要比直孔結(jié)構(gòu)的好。特別是針對施工線路中心底部位置的塌陷地質(zhì)病害，更應(yīng)該采取設(shè)計斜孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行注漿加固。斜孔結(jié)構(gòu)設(shè)計過程傾向應(yīng)按照垂直線路走向進(jìn)行設(shè)計。

3.2.4注漿加固量計算分析

注漿加固實際的控制面積屬于注漿加固量計算過程的核心數(shù)據(jù)。針對路堤部分，與路堤本身填高之間關(guān)系比較密切，需要計算至對應(yīng)坡腳外2米距離。針對路塹部分，通常按照中線位置兩側(cè)各8米距離、或側(cè)溝位置外4米距離、或擋墻位置頂外2到3米距離進(jìn)行計算。

如果注漿加固的實際范圍存在較大情況時，尤其是針對寬度較大的情況，注漿損失系數(shù)按照1.05到1.10范圍之間選取。如果注漿加固的實際范圍存在較小情況時，針對寬度較窄或巖溶地質(zhì)極發(fā)育時，注漿損失系數(shù)按照1.20選取。

結(jié)語：

總之，針對路基巖溶地質(zhì)病害的治理，應(yīng)在全面掌握巖溶地質(zhì)發(fā)育特征的基礎(chǔ)前提下，按照路基項目的基礎(chǔ)形式，進(jìn)行有效運(yùn)用各類成熟的施工分析方法和巖溶地基注漿加固施工處理技術(shù)。

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