浅谈岩溶路基注浆加固施工技术

摘要:结合京沪高速铁路四标段西北上行联络线岩溶路基注浆实例，介绍岩溶注浆施工工艺及注意事项，对今后类似的施工有一定借鉴作用。

关键词:岩溶路基 注浆加固 施工工艺

中图分类号： TU74文章标识码：A文章编号：

1工程概况

江苏省徐州市京沪高速铁路西北上行联络线XBSDK0+965.305～XBSDK1+370.00段岩溶路基地段，总长404.695m。该段路基处在黄淮冲积平原区，地形平坦开阔，辟为农田，上覆地层主要为第四系冲积粉土、粉质黏土、粘土，软塑～硬塑，厚度10.0～13.0米，局部可达15.1米，下伏基岩局部为薄层泥岩，全风化；其下为寒武系灰岩，灰白色、青灰色，弱风化，岩体破碎，岩溶发育，主要以溶槽、溶孔、溶蚀裂隙或溶洞为主，其中，溶洞和溶蚀裂隙全充填或半充填粘土夹碎石，局部地段为泥岩，棕红色，全风化，岩芯呈土夹碎块状。谷地地下水不发育，主要为少量基岩裂隙水和土层裂隙水，补给来源为大气降水。地震动峰值加速度0.1g。根据综合勘探资料评价分析，工点范围属“欠稳定”地基，不能满足高速铁路稳定及变形控制标准，经综合比选采用注浆加固处理。

2施工工艺及质量控制措施

2.1施工准备

（1）放孔：根据设计图要求制作XBSDK0+965.305～XBSDK1+370.00段注浆钻孔的详细平面布置图，在平面布置图内将30％的先导孔按设计图要求分布于该段岩溶注浆设计边界的范围内，并一次性现场测量确定先导孔的钻孔位置，然后放桩、定位。按施工工艺流程先导孔勘探先行、注浆随后的顺序进行施工。

（2）施工工艺流程

施工准备-放孔-平机台-钻机到位-孔口开挖-大口径开孔-打入孔口管-钻至基岩面-下套管至基岩面-岩层钻进-满足设计要求的钻孔-制浆-注浆-达到注浆设计要求-停止注浆-封孔。

（3）材料、设备及施工人员培训准备。

2.2钻孔注浆技术措施

根据桩检孔号及参考地质孔号，取得详细的溶洞资料，确定浆液浓度、注浆压力及注浆量等。根据本工程要求制作XBSDK0+965.305～XBSDK1+370.00段注浆钻孔的详细平面布置图，在平面布置图内将30％的先导孔按要求分布于该段岩溶注浆设计边界的范围内，并一次性现场测量确定先导孔的钻孔位置，然后放桩、定位。按施工工艺流程先导孔勘探先行、注浆随后的顺序进行施工。

岩溶发育地段按照"探灌结合"的原理进行处理，选用地质钻机、压浆泵注浆方法施工，根据先导孔详细查明岩溶发育程度、确定岩溶注浆段落、深度及有关参数，并保证注浆质量。岩溶不发育时，采用水泥浆回填钻孔。需注浆处理的地段，一般注浆厚度不小10.0m，进入弱风化灰岩层不小于5.0m。当遇见溶洞时，至溶洞底以下不小于1.0m。该段路基为填方地段，注浆孔布置采用梅花型布置，孔间距5.0m。

根据先导勘探孔的揭示确认该岩溶路基地段的地层、岩溶特征进行综合分析，然后提供实施性的岩溶注浆参数，确保岩溶注浆工程技术合理、施工到位。施工中要求边钻边探、边注浆边观察，及时发现异常，及时调整工艺。

2.2.1先导孔钻探工艺：

（1）开孔：采用108岩芯管开孔钻进，按取芯、取样要求直接钻至设计深度或地层特征深度（弱风化带、溶洞底板以下一米等）。

（2）下套管：钻至基岩0.5～1.0米后，下入108mm套管，并嵌入基岩；套管出露地表0.2～0.5米。用75号水泥砂浆（或用水泥与水玻璃混合浆更好）固结套管，并将孔口套管四周捣实封闭，防止浆液从套管周围冒出，影响注浆效果。

（3）基岩钻进：待固结套管水泥初凝后，继续施钻。孔内一般采用清水循环钻进，终孔前用清水冲洗，直至返清。如遇硅质灰岩或燧石团块时即改用金刚石等钻进工艺。钻至溶洞充填物改用干钻并取样鉴定，钻进时注意岩溶空洞会出现掉钻具的危险，应量测空洞的深度、大小，描述充填物的情况，记录要详细。

（4）终孔：①确定孔深；②洗孔；③自检；④经验孔后，拧上孔口盖，准备注浆。

2.2.2先导孔钻孔技术措施

（1）先导孔钻孔严格按照《铁路工程地质钻探规程》执行。

（2）确保钻孔取芯质量：黏性土大于80%；碎石类土大于50%，岩溶、构造破碎带大于50%，完整基岩大于80%，孔底残留岩芯不超过20厘米。

（3）认真作好钻探原始记录，资料完整、准确、干净。

（4） 准确分层。岩芯排放整齐，贴上分层标签，妥善保管并存留代表性先导孔的岩芯照片。

（5）准确描述岩溶发育情况，确定溶孔、溶隙、溶洞位置及尺寸，描述其发育程度及孔内充填物等特征。

2.2.3先导孔注浆工艺和技术措施

（1）按本工程要求，备足42.5级水泥，38~43。Be、模数2.4~3.0的水玻璃以及注浆管材等，并做好小样配比试验。

（2）注浆前准备：根据设计图及注浆孔岩溶发育程度，做好浆液配比用料。检查搅拌机、注浆泵等设备运转情况；注浆孔孔口盖换上混合器(法兰盘)，对管路进行试压、检查管路、接头的连接、密封质量，搅拌浆液不少于5分钟，且制成浆液停留时间不超过4小时。

（3）注浆：先稀后浓，依吸浆情况逐步加浓浆液，配比控制在0.8：1～1.：1；注浆压力应在0.1～0.3Mpa，岩土界附近逐步加大至0.3～0.5Mpa，最大应不超过1.5Mpa。

① 如连续注浆不升压，吸浆量不减少时，采用提高浆液浓度或双液注浆措施。双液注浆时采用水泥浆与水玻璃之体积比1:0.5~1:0.4，总量综合配比控制1:0.2。

② 如遇岩溶空洞或岩溶极发育时，根据其深度在浆液中掺粉煤灰、灌中粗砂等措施。

③ 如有岩溶发育但吸浆量少或不进浆时，先采用高压清水洗孔或钻机清孔后疏通岩溶裂隙通道，再注浆。

2.1.4注浆结束：单孔注浆结束除遵循规范、符合设计意图外，综合以下条件可结束注浆。

① 压力控制标准：在正常压力下进浆量不大时，逐渐加压，当压力为500kpa，进浆量小于4L/min时，持续稳定20分钟。

② 地质条件控制标准：清孔确定浆液已至溶洞下限，达到处理效果时。

③ 注浆范围控制标准：冒浆点超过有效范围，工艺控制无效时。

④ 特殊条件控制标准：当压力不高，注浆量不变，地表出现异常，影响地表环境时。

2.1.5注浆结束后，经检查确认终孔条件。将注浆孔填实封闭，留下标记备查。最后清理场地，去除污染。

2.1.6在施工过程中根据地质条件的变化及特殊情况，在满足设计的情况下及时做好施工方法的调整和处理，做到施工技术到位，确保施工质量。

3施工注意事项

（1）如需钻机清孔的，钻机须安装牢固，定位稳妥、固定。各类设备应就近安装固定管线，不宜过长，以防压力和流量消耗。

（2）当地质钻孔发现岩溶较大，且填充较少时，应先快速灌注中粗砂，再灌注水泥浆。钻进过程中土层和岩溶发育破碎带应采用跟管干钻，钻至岩层后采用饱和水跟进。严禁用泥浆钻、大水冲水钻进。

（3）注浆用的浆液应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始注浆 ，并应在注浆过程中不停地缓慢搅拌，搅拌时间应小于浆液初凝时间。浆液在泵送前应经过筛网过滤。

（4）注浆全过程应做好技术资料和基础数据记录、整理、分析工作。

（5）注浆过程加强地面及桩的观测记录（水平位移、冒浆点的位置、地面及桩下沉

（6）各孔注浆量根据具体地质情况有较大的差异，当连续注浆单孔超过15吨不见升压时，应考虑提高浆液浓度，必要时间歇注浆。注浆量过大时，应提请有关四方会审，采取适当的施工措施进行处理。

（7）注浆前作好注水试验并记录，根据钻孔的地质情况和注水试验的情况采用不同的注浆浆液和施工措施。

（8）注浆过程中，作好记录，并专人巡视，避免注浆超出加固范围以及对环境的污染。

4岩溶路基注浆效果监测

西北上行联络线XBSDK0+965.305～XBSDK1+370.00段岩溶路基岩溶注浆先导孔、一般注浆孔整体施工完成后，进行物探、钻芯和注水试验检测。试验检测通过高密度电法注浆后的物探结果结果分析，该段路基经过注浆加固后，灰岩内的裂隙、溶隙及溶洞得到水泥浆液充填加固，下伏基岩（灰岩）无明显低阻异常现象，整体视电阻率较高，未见溶洞反映。各项指标都满足施工要求，注浆效果良好。

5结语

通过钻芯法和注水法检测注浆后，灰岩内的裂隙、溶隙及溶洞得到水泥浆液充填加固，浆液对岩溶裂隙的充填达到了预期的加固效果。岩溶地区地基通过注浆加固后满足高速铁路稳定及变形控制标准。岩溶注浆施工技术已经成为加固地基的主要措施。

参考文献：

【1】《铁路路基施工规范》（TB10202-2002）.

【2】《客运专线铁路路基工程施工技术指南》（TZ212-2005）.