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注漿在巖溶鐵路路基中的加固技術(shù)

2017-07-09 14:05王建恒
科學(xué)與財(cái)富 2017年18期
關(guān)鍵詞:注漿加固高速鐵路巖溶

摘 要:隨著我國(guó)鐵路建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展,高速鐵路在當(dāng)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)中擔(dān)負(fù)著重要的作用。在高速鐵路修建中,巖溶段鐵路路基采用注漿加固技術(shù),該技術(shù)可克服不良地基的影響,有效提高鐵路路基的施工質(zhì)量。文章從注漿工藝和技術(shù)措施、注漿質(zhì)量控制、施工中常遇問題預(yù)防及處理措施三個(gè)方面進(jìn)行了討論,其目的是為了注漿在巖溶鐵路路基中的加固技術(shù)技術(shù)適用性強(qiáng)、施工成本更低、加固效果更明顯。

關(guān)鍵詞:高速鐵路;巖溶;注漿加固

隨著我國(guó)高速鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展,高速鐵路在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著巨大的作用。而鐵路路基作為高速鐵路的關(guān)鍵部位,在高速鐵路建設(shè)中顯得至關(guān)重要。鐵路路基的加固程度直接影響著高速鐵路的使用質(zhì)量。在鐵路路基建設(shè)中經(jīng)常會(huì)穿越一些不良地質(zhì)帶,如巖溶路基段,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、承載力低,使路基建成后產(chǎn)生不均勻沉降。結(jié)合巖溶路段下的鐵路路基施工,工程實(shí)踐表明,注漿加固技術(shù)是鐵路路基施工中一種有效的質(zhì)量控制技術(shù),可較大程度地提高路基承載能力。因此,須不斷加強(qiáng)注漿加固技術(shù)中的操作規(guī)范,優(yōu)化施工步驟、提升施工水平,以提高不良地質(zhì)條件下的路基施工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益,推動(dòng)鐵路建設(shè)事業(yè)的良性發(fā)展。

1注漿工藝和技術(shù)措施

根據(jù)施工設(shè)計(jì),預(yù)先準(zhǔn)備注漿管材、模數(shù)在2.4~3.0之間的水玻璃、和38~43°Be、2.5級(jí)水泥等,提前進(jìn)行小樣配比試驗(yàn)。

1.1注漿前準(zhǔn)備

參照設(shè)計(jì)圖和注漿孔巖溶發(fā)育狀況,將漿液配比用料提前準(zhǔn)備出來。確保注漿泵和攪拌機(jī)等設(shè)備狀態(tài)良好;注漿孔孔口蓋換上混合器(法蘭盤),進(jìn)行管路試壓,并對(duì)管路和接頭等部位進(jìn)行檢查,漿液的攪拌時(shí)間至少為5min,漿液制備好以后將停留時(shí)長(zhǎng)控制在4h以內(nèi)。

1.2注漿

按照先稀后濃的順序注漿,然后根據(jù)吸漿情況逐步對(duì)漿液加濃度,保持0.8:1~1:1之間的配比值;注漿壓力不得超過0.1~0.3Mpa,巖土界周圍的注漿壓力逐漸加大到0.3~0.5Mpa,但不得超過1.5Mpa。a若連續(xù)注漿不升壓,吸漿量不減少,則改用雙液注漿的方式或加大漿液濃度。如果采取雙液注漿的方式,則水泥漿和水玻璃的體積比以及總量綜合配比分別為1:0.5~1:0.4和1:0.2。b若存在巖溶極發(fā)育和巖溶空洞的情況,則要按照巖洞深度將中粗砂或粉煤灰摻入漿液中。c若碰到有巖溶發(fā)育但不進(jìn)漿或吸漿量較少的情況,先要進(jìn)行高壓清水洗孔或鉆機(jī)清孔將巖溶裂隙通道疏通,然后注漿。

1.3注漿結(jié)束

除設(shè)計(jì)要求結(jié)束單孔注漿外,還可通過下列條件結(jié)束注漿。a壓力控制標(biāo)準(zhǔn):若壓力正常,但進(jìn)漿量較少,需要逐步增大注漿壓力,待注漿壓力達(dá)到500Kpa、進(jìn)漿量不超過4L/min,使這種穩(wěn)定狀態(tài)維持20min。b地質(zhì)狀況控制標(biāo)準(zhǔn):清孔確定漿液已達(dá)到溶洞下限。c注漿范圍控制標(biāo)準(zhǔn):冒漿點(diǎn)超出控制范圍,無法進(jìn)行工藝控制。d特殊情況的控制標(biāo)準(zhǔn):如果注漿壓力不符合運(yùn)行要求,注漿量不變,出現(xiàn)在地表的不正常現(xiàn)象對(duì)地表環(huán)境造成影響時(shí)。

1.5完成注漿后,經(jīng)質(zhì)檢部門檢驗(yàn)合格后,再由監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)終孔情況。密封處理注漿孔,并留下備查的標(biāo)記,結(jié)束上述工作后清場(chǎng)。

2注漿質(zhì)量控制

注漿加固技術(shù)屬隱蔽工程,對(duì)其質(zhì)量控制至關(guān)重要。為確保路基施工質(zhì)量,路基施工中應(yīng)采用多角度、多時(shí)段、多方法對(duì)注漿效果進(jìn)行檢測(cè)。常用的注漿加固質(zhì)量檢測(cè)方法包括:注漿前后鉆孔注水試驗(yàn)對(duì)比法和面波檢測(cè)法。

1.1注漿前后鉆孔注水試驗(yàn)對(duì)比法

注漿加固施工完成后,對(duì)該段進(jìn)行了95次壓水試驗(yàn)。結(jié)果顯示:注漿完成后土體和巖層中的平均單位吸水率較注漿前分別下降了92.86%和82.65%,具體檢測(cè)指標(biāo)見表1,表明注漿完成后漿液有效充填了土體和巖層中的空洞和裂隙,提高了巖土體強(qiáng)度。

1.2面波檢測(cè)法

面波檢測(cè)法是通過無線面波儀對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。該儀器使用無線傳輸設(shè)備,配備高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和專用電源高度集成電子測(cè)試系統(tǒng)。其原理示意圖見圖1。注漿加固施工完成后,對(duì)該段選取了1500孔進(jìn)行面波檢測(cè),對(duì)注漿效果的檢測(cè),不能單從面波速度或頻散比較結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),應(yīng)綜合二者進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示:滿足表2,達(dá)到好、良好以上的樁孔1435個(gè),占選取樁孔總數(shù)的95.64%,表明該巖溶路基段注漿加固效果明顯,滿足設(shè)計(jì)要求。

3施工中常遇問題預(yù)防及處理措施

1.1在注漿過程中,發(fā)現(xiàn)漿液冒出地表即冒漿

采取如下控制性措施:適當(dāng)降低注漿壓力,提高漿液濃度,必要時(shí)在漿液中摻入砂或水玻璃;限量注漿,控制單位吸漿量;采用反復(fù)注漿的方法,即出現(xiàn)冒漿后就停止注漿,待15min左右后再進(jìn)行灌注。

1.2在注漿過程中,當(dāng)漿液從附近其他鉆孔流出即串漿

采取如下方法處理:用止?jié){塞將冒漿孔堵上,后在原注漿孔再繼續(xù)注漿;可將注漿孔與冒漿孔并聯(lián),進(jìn)行同時(shí)灌注。

1.3在注漿過程中,出現(xiàn)地層隆起

可根據(jù)其產(chǎn)生原因來處理:由于注漿過程中產(chǎn)生水平劈死,在漿液壓力的作用下,對(duì)地層產(chǎn)生影響。采取限壓、限流或在保持注漿壓力的前提下,控制注入率;在注漿過程中漿液壓力作用下,對(duì)濕陷性大的土層產(chǎn)生擠壓變形,造成局部隆起。在這種情況下,應(yīng)該降低注漿壓力。

1.4在注漿過程中,出現(xiàn)吸漿量過大

可根據(jù)產(chǎn)生的原因來處置:由于注漿土層過于疏松,在漿液壓力作用下,出現(xiàn)土體的壓縮變形,使裂縫變寬,導(dǎo)致吸漿量過大。這種情況下,應(yīng)繼續(xù)灌注至壓力上升到設(shè)計(jì)壓力或反復(fù)灌注到地層不吸漿為止;由于地層存在掏刷而形成的空洞。這種情況下,就一直灌注到空洞填滿為止。

1.5安全及環(huán)保措施

施工過程中需安排專職安全人員,協(xié)調(diào)安全作業(yè);三腳架及鉆機(jī)安裝牢固穩(wěn)妥;注漿管路拆除時(shí),打開回漿閥釋放壓力。施工現(xiàn)場(chǎng)的材料、構(gòu)件、工具必須按施工平面圖規(guī)定的位置堆放;施工產(chǎn)生的水泥漿應(yīng)通過預(yù)設(shè)的排水溝排入預(yù)定位置。

4結(jié)語(yǔ)

注漿加固技術(shù)在不改變地層組織的情況下,應(yīng)用于巖溶發(fā)育路段內(nèi)路基施工時(shí),可快速增強(qiáng)其地基承載力,提高其力學(xué)強(qiáng)度和變形模量,優(yōu)化路基施工質(zhì)量。該技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)效益好、污染小、施工質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn),具有較高的推廣與運(yùn)用價(jià)值。同時(shí)巖溶注漿能夠及時(shí)改善巖溶地層狀態(tài),起到了加固地基作用,提高了地基承載力,避免了溶洞、溶蝕破碎帶頂板坍塌、下沉現(xiàn)象的出現(xiàn),滿足了路基穩(wěn)定性要求,且具有施工簡(jiǎn)便、施工工期短、見效快等諸多優(yōu)點(diǎn)。對(duì)鐵路路基巖溶注漿施工技術(shù)進(jìn)行分析探討,為在巖溶情況下修建鐵路路基提供一定的技術(shù)參考,具有十分重要的實(shí)踐意義。

參考文獻(xiàn):

[1].梁沫.巖溶路基注漿加固施工技術(shù)[J].科技與企業(yè),2016(02):144,146.

[2].王建忠.路基注漿加固技術(shù)在玉鐵鐵路工程中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場(chǎng),2015(01):52-53.

[3].李福林.鐵路路基注漿加固施工技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),2015(01):91-92.

作者簡(jiǎn)介:

王建恒,男,(1982.01-),漢族,陜西寶雞人,本科,中鐵二十一局集團(tuán)第三工程有限公司項(xiàng)目副經(jīng)理。

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