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(tuán)第二工程有限公司，北京100043）

1 引言

對(duì)于巖溶路基施工來(lái)說(shuō)，其風(fēng)險(xiǎn)性較大，在施工過(guò)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(duì)此，在對(duì)巖溶路基進(jìn)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(diǎn)，做好施工管理并關(guān)注施工中的注意事項(xiàng)，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(jìn)行注漿加固處理施工，主要是對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)地基的有效填充處理。同時(shí)，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(gè)水平帷幕結(jié)構(gòu)，以避免土顆粒發(fā)生運(yùn)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(guò)設(shè)置有噴嘴結(jié)構(gòu)的注漿管，對(duì)路基內(nèi)部特定位置進(jìn)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(xiàng)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)。基于電化學(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(duì)應(yīng)項(xiàng)目地層當(dāng)中。在漿液注射過(guò)程中，可通過(guò)強(qiáng)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(dòng)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(diǎn)

3.1 做好準(zhǔn)備工作

在巖溶路基施工作業(yè)前，需要先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。具體來(lái)說(shuō)，要將現(xiàn)場(chǎng)的碎石、腐殖土、地表雜草等全面清除干凈，并進(jìn)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(chǎng)地中準(zhǔn)確地標(biāo)出孔位。

3.2 鉆孔施工要點(diǎn)

在對(duì)巖溶路基注漿加固處理過(guò)程中，要把握好鉆孔施工要點(diǎn)。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(jī)，同時(shí)，開(kāi)孔孔徑為110 mm。

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

3）針對(duì)土層地基，一般選擇合金鉆頭，以確保在鉆進(jìn)施工中能夠通過(guò)泥漿來(lái)實(shí)現(xiàn)護(hù)壁；此外，在開(kāi)孔作業(yè)期間，鉆機(jī)要保持對(duì)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(duì)巖石地基，則主要選擇金剛石鉆頭；值得注意的是，在鉆進(jìn)施工中，注漿孔徑為110 mm，與此同時(shí)檢查孔井，保證孔井直徑為110 mm。

在實(shí)際施工過(guò)程中，當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)基巖50 cm后，需套上套管（通常直徑為108 mm）；當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)基巖達(dá)到50 cm時(shí)，若出現(xiàn)超出基巖50 cm區(qū)間的溶洞，且已鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)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(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，可再次跟進(jìn)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(wèn)題，注漿孔需注意跳級(jí)鉆，而后跳級(jí)注漿，不可一次完成。即用0.5~0.8 m小沖程，1次無(wú)法鉆成后回填沖擊2次，反復(fù)沖擊鉆孔至形成泥石護(hù)壁。

在鉆進(jìn)施工中，要全孔取芯，合理整理并保存芯樣；同時(shí)，對(duì)芯樣編號(hào)與拍照之后，及時(shí)開(kāi)展巖性描述工作。實(shí)際操作過(guò)程中，鉆孔孔位的移動(dòng)距離要在50 cm以內(nèi)，且在完成鉆孔后要及時(shí)采取保護(hù)措施，以防雜物等進(jìn)入孔內(nèi)。

3.3 合理選擇注漿材料并嚴(yán)格控制配合比

對(duì)巖溶路基進(jìn)行注漿加固處理中，需要注意的施工要點(diǎn)有以下4點(diǎn)：

1）做好一系列準(zhǔn)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(zhǔn)備環(huán)節(jié)，要科學(xué)檢測(cè)水泥所處環(huán)境中的濕度、溫度，以免因濕度過(guò)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(qiáng)對(duì)外加劑使用量的控制。比如，在使用氧化鈉外加劑時(shí)，用量需＜0.5%，水灰比為1∶1，因?yàn)樵摫壤墒够炷帘３州^好的凝結(jié)效果[2]。

4）由于巖溶路基在施工處理期間，對(duì)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(duì)巖溶路基進(jìn)行注漿加固處理期間，需要在注漿加固技術(shù)使用前進(jìn)行嚴(yán)格試驗(yàn)，以明確注漿段的孔距、長(zhǎng)度及注漿壓力等重要參數(shù)。對(duì)此，需結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的巖溶路基情況，對(duì)注漿設(shè)備性能、巖土裂縫的滲透性、發(fā)育程度等進(jìn)行全面分析后，方可明確路基注漿處理段長(zhǎng)度（通常都會(huì)控制在5～6 m）；若巖溶松散情況較為嚴(yán)重，且縫隙發(fā)育成熟度相對(duì)較高、滲透力較強(qiáng)，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(shí)，需結(jié)合空隙、裂縫等情況核對(duì)相關(guān)參數(shù)，通?？赏ㄟ^(guò)預(yù)注漿法來(lái)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(jī)以及攪拌機(jī)等。測(cè)量人員需結(jié)合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的位置，利用全站儀并基于坐標(biāo)點(diǎn)放出加固區(qū)域范圍；同時(shí)，在注漿范圍內(nèi)，進(jìn)行全部注漿孔位放線、定位。依據(jù)定位點(diǎn)通過(guò)鉆機(jī)或手鉆方式打到設(shè)計(jì)深度。通常情況下，孔徑保持10 cm；另外，要同步利用探測(cè)儀器來(lái)掌握當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況。

在注漿鉆孔施工期間，當(dāng)鉆機(jī)一就位便可開(kāi)展成孔作業(yè)。這是因?yàn)槿芏纯稍诓煌疃?，可按照鉆孔資料適度調(diào)整注漿管長(zhǎng)度。該施工過(guò)程要注意固定井壁和注漿管兩者間的距離，一般可通過(guò)M10水泥砂漿實(shí)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(jìn)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(jìn)行持續(xù)性灌注，在注入至孔口部位并完成注漿后，要及時(shí)拔出注漿管。

3.6 施工注意事項(xiàng)

巖溶路基的注漿加固施工，需注意的相關(guān)事項(xiàng)如下：

1）所用原材料必須質(zhì)量達(dá)標(biāo)，并需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)選擇強(qiáng)度恰當(dāng)?shù)乃嗖牧?。在選用水泥原材料時(shí)，若發(fā)現(xiàn)材料受潮或結(jié)塊，必須嚴(yán)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(zhǔn)確性。若鉆孔施工期間發(fā)現(xiàn)大量孔洞，則需通過(guò)水泥漿來(lái)進(jìn)行填充，并在巖溶路基注漿施工中動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地表變化情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)坍塌或位移隱患，并采取有效措施進(jìn)行處理。

3）考慮到可溶性巖所形成的巖溶地貌是一種相對(duì)特殊的地質(zhì)條件，加固施工中面臨諸多危險(xiǎn)因素，且會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的路基病害問(wèn)題。對(duì)此，要高度重視排水和泄水問(wèn)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(cè)巖溶路基的地表變化，以及時(shí)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(jìn)行針對(duì)性地處理。

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

6）及時(shí)清理注漿施工中所產(chǎn)生污染物，合理修建與應(yīng)用臨時(shí)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(jì)防護(hù)施工方案，從而保證邊坡具有更高的穩(wěn)定性，以防對(duì)周邊建筑物造成不良影響。

4 結(jié)語(yǔ)

巖溶路基施工普遍具有較高風(fēng)險(xiǎn)，因此，必須采取有效措施對(duì)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(jiàn)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(jìn)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(duì)此，相關(guān)施工單位要充分掌握注漿加固處理技術(shù)要點(diǎn)，并在施工期間把握好施工中主要的注意事項(xiàng)，以確保對(duì)巖溶路基進(jìn)行安全、可靠和有效的加固處理。