路基DK249+600至DK249+744巖溶注漿試驗(yàn)專項(xiàng)方案

1、中國(guó)鐵建大橋工程局集團(tuán)有限公司 魯南高速鐵路臨沂至曲阜段LQTJ-3標(biāo)段DK249+600DK249+744 路基巖溶注漿試驗(yàn)段專項(xiàng)施工方案 編 制： 審 核： 審 批： 中國(guó)鐵建大橋工程局集團(tuán)有限公司魯南高鐵LQTJ-3標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部二一七年五月目錄1、 編制依據(jù)及范圍11.1 編制依據(jù)11.2 編制范圍12、 工程概況13、 整治設(shè)計(jì)原則及試驗(yàn)?zāi)康?3.1 整治寬度23.2 整治范圍及深度23.3 試驗(yàn)?zāi)康?4、 巖溶注漿試驗(yàn)參數(shù)的初步選定34.1 注漿壓力34.2 漿液配合比34.3 注漿深度34.4 注漿范圍35、 施工布置36、 巖溶注漿施工46.1 設(shè)備配置46.2 人員配置46.3

2、 施工準(zhǔn)備46.4 工藝流程56.5 注漿工藝67、 注漿檢查87.1 瞬間面波法檢測(cè)87.2 電測(cè)深法剖面87.3 壓水試驗(yàn)檢測(cè)87.4 注水試驗(yàn)檢測(cè)88、 附表9巖溶注漿工藝試驗(yàn)施工專項(xiàng)方案1、 編制依據(jù)及范圍1.1 編制依據(jù)（1）路基巖溶整治設(shè)計(jì)圖；（2） 魯南高速鐵路有限公司路基巖溶注漿管理辦法（試行）；（3）高速鐵路路基工程施工技術(shù)規(guī)程（TB10751-2010）；（4） 高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB10751-2010）（5）鐵路工程地地質(zhì)鉆探規(guī)程（TBJ10014-2012）；（6）鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程（TB10106-2010）；（7）硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（

3、GB175-2007）；（8）水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范（DL/T5055-2007）；（9）水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范（DL/T5148-2012）；（10）本項(xiàng)目所在地水文、氣象、地質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)獲得的資料1.2 編制范圍新建魯南高速鐵路站前工程LQTJ-3標(biāo)段DK249+600 DK249+755范圍內(nèi)路基巖溶整治。試驗(yàn)范圍為DK249+600DK249+700，長(zhǎng)度為100m。2、 工程概況DK249+600DK249+755段內(nèi)覆第四系全新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)粘土、砂類土，第四系上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、砂類土，基巖局部出露，為寒武系中統(tǒng)張夏組灰?guī)r。1.巖溶該段出露的可溶性地層主要為寒武系中統(tǒng)張

4、夏組灰?guī)r。該段碳酸鹽巖地層經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的溶蝕和侵蝕作用，形成了豐富的地下巖溶形態(tài)。結(jié)合調(diào)查測(cè)繪綜合評(píng)價(jià)；本段巖溶屬中等發(fā)育，易塌陷。2.地下水地下水類型為基巖裂隙水，埋藏較深。水質(zhì)類型為HCO3 Na Ca 型水、HCO3 SO4 Ca Mg型水及HCO3 SO4 Ca 型水，根據(jù)鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10005-2010），在環(huán)境作用類別為化學(xué)侵蝕環(huán)境、氯鹽環(huán)境時(shí)水中PH值、SO4、Cl、Mg、侵蝕性CO2等對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)侵蝕性。3、地表覆蓋層該段地表覆蓋層為坡殘積粉質(zhì)粘土，為褐棕色粘土，具有吸水顯著膨脹軟化，失水急劇收縮開(kāi)裂的特性，膨脹性為弱-中等。3、 整治設(shè)計(jì)原則及試驗(yàn)?zāi)康?.

5、1 整治寬度（1） 正線路塹地段一般整治至倆側(cè)路塹測(cè)溝平臺(tái)外側(cè)邊緣。（2） 正線路堤地段一般整治至倆側(cè)路堤坡腳外5m；車站站線和聯(lián)絡(luò)線路堤，整治至路堤坡腳外5m。（3） 設(shè)置路肩擋土墻、路堤擋土墻的地段，整治加固寬度至墻趾以外5m。3.2 整治范圍及深度1、淺層及開(kāi)口型溶洞溶洞頂板及覆蓋土厚度小于3m時(shí)，一般采取揭蓋回填漿切片石或混凝土處理。2.裸露型巖溶為消除地基不均勻性并防止地面塌陷及變形，采用挖除換填或注漿相處理的方案。當(dāng)基底存在溶洞時(shí)，注漿加固至洞底以下不小于2m。當(dāng)基底不存在溶洞時(shí)，處理至挖除換填面以下5m。溶洞頂板厚度大于15m地段一般不做整治設(shè)計(jì)。當(dāng)頂板破碎、溶洞跨度較大時(shí)，采取

6、安全頂板厚度法判別確定是否需要注漿整治。若頂板厚度達(dá)不到要求（完整頂板厚跨比不小于0.5，非完整頂板厚高比不小于5.0），則采取鉆孔注漿至溶洞底板以下2m。3.覆蓋型巖溶地表覆蓋土厚度小于30m地段，以鉆孔壓密注漿封閉層土石界面（巖土面上3m，下5m）,形成隔水帷幕；在加固深度范圍有溶洞時(shí)，則鉆孔注漿至溶洞底板以下2m。上部鉆孔采取充填注漿封孔。4.巖溶極發(fā)育或串珠狀熔蝕現(xiàn)象嚴(yán)重地段路基采用樁板結(jié)構(gòu)通過(guò)。3.3 試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)設(shè)計(jì)確定的相關(guān)注漿加固試驗(yàn)參數(shù)，在本區(qū)段內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)，總結(jié)出適合該段地質(zhì)情況下合理的工藝性試驗(yàn)參數(shù)：注漿孔深度、孔距、注漿壓力、漿液配合比、單位注漿量、水灰比、外加劑

7、類型、產(chǎn)量以及停止注漿條件等。并通過(guò)注漿后對(duì)該段采用壓水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)、瞬間面波法等檢測(cè)手段，對(duì)注漿后土體、巖溶的注漿加固效果及質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，最后形成適合本工程試驗(yàn)段地質(zhì)條件下的施工方案和施工工藝，以指導(dǎo)后續(xù)大面積施工。4、 巖溶注漿試驗(yàn)參數(shù)的初步選定4.1 注漿壓力初步選定為，巖層中不小于0.20.3MPa，土層中不小于0.20.5MPa，最大不超過(guò)1.5MPa。最終注漿壓力值通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。4.2 漿液配合比注漿水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比為0.6:11:1，初始水灰比為1 :1，注漿過(guò)程中可通過(guò)調(diào)整粉煤灰摻量改善漿液的可泵性、可灌性，但不得大于水泥重量的30%；當(dāng)注

8、漿過(guò)程中，漿液漏失嚴(yán)重時(shí)，摻入水玻璃（水玻璃濃度為40Be，模數(shù)2.43.4，體積比為1：0.11：0.05），當(dāng)進(jìn)漿量較大時(shí)，應(yīng)逐步提高漿液的濃度，當(dāng)遇到空的巖溶通道、較大巖洞和裂隙處，注漿壓力持續(xù)較小時(shí)，可高壓充填砂、碎石后，再行注漿。4.3 注漿深度試驗(yàn)區(qū)屬巖溶中等發(fā)育地區(qū)，按設(shè)計(jì)圖紙土石分界處基巖面下注漿5m。若施工中見(jiàn)溶洞，應(yīng)加固至溶洞底部以下不小于2.0m。4.4 注漿范圍橫斷面方向，對(duì)于路堤地段，加固寬度為坡腳外5.0m；對(duì)于路塹邊坡挖方地段，加固寬度為兩側(cè)塹腳范圍以內(nèi)，設(shè)有路肩擋土墻、路堤擋土墻地段，整治加固寬度至墻趾以外5m。5、 施工布置（1） 注漿點(diǎn)個(gè)數(shù)：本次試驗(yàn)段擬確定

9、90個(gè)孔注漿點(diǎn)，間距7m,正方形均布。按設(shè)計(jì)要求均勻布置在整治段落內(nèi)。（2） 施工平面注漿點(diǎn)布置見(jiàn)巖溶注漿孔布置示意圖。6、 巖溶注漿施工6.1 設(shè)備配置1）鉆機(jī)：配置孔徑130mm和91mm地質(zhì)鉆機(jī)3臺(tái)。2）壓漿泵、儲(chǔ)料桶各2臺(tái)。3）護(hù)壁導(dǎo)管采用120×4.5無(wú)縫鋼管。4）注漿導(dǎo)管采用25×3.0花管，孔眼加工長(zhǎng)度設(shè)置為4.0m，花管孔徑612mm，孔間距20cm，呈螺旋狀分布。注漿導(dǎo)管采用螺紋連接。5）止水閥栓塞采用操作方便、止水可靠的機(jī)械式止水栓塞。6.2 人員配置現(xiàn)場(chǎng)配置專業(yè)工程師2人，操作工8人。6.3 施工準(zhǔn)備1）調(diào)查地下管線分布情況，防止鉆孔傷及地下管線和當(dāng)?shù)?/p>

10、水井情況，防止污染水源；2）將試驗(yàn)地點(diǎn)場(chǎng)地平整，設(shè)置必要的排水坡，防止地表水下滲；3）完成工藝試驗(yàn)段全部孔位放樣，并測(cè)量、記錄孔口地面高程；4）接通施工用水、電，鉆機(jī)試運(yùn)行，確保設(shè)備能正常開(kāi)鉆；5）準(zhǔn)備灌漿用的水泥、河砂、水玻璃等；6）加工注漿用花管、護(hù)壁導(dǎo)管等，檢測(cè)所有注漿設(shè)備狀態(tài)，確保設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；7）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行技術(shù)交底、崗前培訓(xùn)；8）完成全段注漿前物探及靜力觸探，確定注漿前土體物理指標(biāo)。6.4 工藝流程 圖6.4 注漿加固路基施工工藝框圖6.5 注漿工藝1、 鉆孔、注漿順序1）按巖溶注漿工藝試驗(yàn)布孔圖現(xiàn)場(chǎng)放測(cè)孔點(diǎn)。場(chǎng)地平整并確保排水通暢后，準(zhǔn)確測(cè)量鉆孔前原始地面高程。2）注漿孔

11、應(yīng)跳孔施鉆，跟孔注漿。注漿孔施工應(yīng)自路基坡腳向線路中心的順序進(jìn)行，先兩側(cè)后中間，以保證注漿質(zhì)量。3）終孔前須進(jìn)行成孔沖洗。對(duì)沖洗時(shí)返水的鉆孔，以沖洗液變清為結(jié)束條件。對(duì)溶洞、巖蝕破碎帶發(fā)育、沖洗時(shí)不返水的鉆孔，要求流量不小于泵送額定流量的80%，沖洗時(shí)間不少于10min。2、 注漿壓力與注漿方式選用1）注漿壓力初步選定為，巖層中不小于0.20.3MPa，土層中不小于0.30.5MPa，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際控制注漿壓力，最大壓力不超過(guò)1.5Mpa。2）溶洞、土層及無(wú)溶洞巖層注漿采用純壓注漿方式，一次注漿到位。3、 注漿孔鉆進(jìn)鉆孔方式采用水鉆。樁機(jī)就位后，讓鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔心，確保對(duì)準(zhǔn)偏差不大于50mm，鉆桿垂

12、直度偏差不大于1后，即開(kāi)鉆，開(kāi)鉆時(shí)，注意保持并經(jīng)常校核鉆桿的垂直度，保證垂直鉆孔。當(dāng)?shù)谝桓@桿鉆進(jìn)后，取出芯樣，接長(zhǎng)鉆桿，繼續(xù)鉆進(jìn)，直到鉆至設(shè)計(jì)加固深度。如有塌孔，應(yīng)采用套管跟進(jìn)。當(dāng)遇巖溶時(shí)，應(yīng)加固至溶洞底部以下不小于2.0m。鉆孔過(guò)程中，邀請(qǐng)監(jiān)理工程師旁站記錄地質(zhì)變化情況，所有芯樣擺放整齊，記錄表上應(yīng)詳細(xì)記錄地質(zhì)變化情況，采用搓條法確定土體物理狀態(tài)。當(dāng)遇溶洞時(shí)，應(yīng)詳細(xì)記錄溶洞深度、填充情況等。4、 注漿1）注漿先外后內(nèi)、自下而上進(jìn)行，一次性全孔注漿，必要時(shí)采用分層注漿。2）巖層（巖溶）注漿待鉆機(jī)鉆至巖溶中設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，提管至基巖面以上設(shè)計(jì)注漿界線處，安裝到位壓漿花管，讓止水栓塞在設(shè)計(jì)注漿界線處

13、密貼孔璧。然后開(kāi)始注漿，向孔洞中注純水泥漿，在終注壓力下連續(xù)注漿10min的注入量不大于5L/min即停止注漿。若遇到溶洞，采用循環(huán)水洗孔完畢，安裝壓漿花管，安裝到位后，讓止水栓塞在設(shè)計(jì)注漿界線處密貼孔璧。注漿開(kāi)始時(shí)，根據(jù)地質(zhì)鉆孔揭示的溶洞大小，先向溶洞中快速壓一定數(shù)量的純水泥漿，然后向洞中灌注中粗砂或水泥漿液（可含碎石），直至溶洞充填后才能進(jìn)行注漿。在終注壓力下連續(xù)注漿10min的注入量不大于5L/min即停止注漿。3）停止注漿的條件巖溶（巖層）注漿當(dāng)達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)之一時(shí)，可結(jié)束注漿：A、在終注壓力下連續(xù)注漿10min的注入量不大于5L/min；B、冒漿點(diǎn)已出漿范圍外35m時(shí)；C、注漿量達(dá)到平

14、均注漿量1.52.0倍，且進(jìn)漿量明顯減少時(shí)。當(dāng)達(dá)不到上述結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)清孔再次注漿。4）巖溶注漿注意事項(xiàng)、當(dāng)?shù)刭|(zhì)鉆孔發(fā)現(xiàn)巖溶較大，相鄰兩孔可能聯(lián)通時(shí)，注漿孔應(yīng)跳2孔施鉆，不應(yīng)全部鉆孔完后再注漿，以免孔位串漿，增加難度及清孔工作量。非探灌結(jié)合孔注漿孔施工應(yīng)自線路坡腳線向線路中心的順序進(jìn)行，先兩側(cè)后中間，保證注漿質(zhì)量。當(dāng)遇到空的巖溶通道、較大巖洞和裂隙處，注漿壓力持續(xù)較小時(shí)，可先灌注中粗砂或稀的水泥砂漿對(duì)溶蝕腔體進(jìn)行充填，再行注漿。、注漿鉆孔孔位偏差不宜超過(guò)50mm。開(kāi)鉆前必須保證機(jī)身平穩(wěn)，鉆孔偏斜<1，鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)保持中速，遇硬層應(yīng)減速慢鉆，以防卡鉆。、采取措施確保注漿連續(xù)進(jìn)行，盡量不中途中斷

15、。、注漿過(guò)程中，如壓力驟然上升或漿液流量突然加大，或注漿加固區(qū)外出現(xiàn)跑漿冒漿現(xiàn)象，應(yīng)立即停注，查明原因并處理后再恢復(fù)注漿。、注漿過(guò)程加強(qiáng)地面觀測(cè)記錄。在注漿區(qū)域埋設(shè)觀測(cè)樁，在注漿前后觀測(cè)其水平位移、冒漿點(diǎn)的位置、地面沉陷等。、各孔注漿量依據(jù)具體地質(zhì)情況有較大的差異，當(dāng)連續(xù)注漿單孔超過(guò)15噸不見(jiàn)升壓時(shí)，應(yīng)考慮提高漿液濃度、添加粉煤灰雙液注漿。必要時(shí)間歇注漿。注漿量過(guò)大時(shí)，應(yīng)提請(qǐng)有關(guān)四方會(huì)勘，采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┻M(jìn)行處理。7、 注漿檢查7.1 瞬間面波法檢測(cè)在注漿前后，均通過(guò)瞬間面波法檢測(cè)形成物探成果，對(duì)比檢驗(yàn)注漿效果。7.2 電測(cè)深法剖面在注漿前后，均通過(guò)電測(cè)深法剖面檢測(cè)形成物探成果，對(duì)比檢驗(yàn)注漿

16、效果。7.3 壓水試驗(yàn)檢測(cè)注漿前后，鉆孔壓水試驗(yàn)的單位長(zhǎng)度吸水量對(duì)比，檢驗(yàn)注漿效果。壓漿后單位長(zhǎng)度吸水量應(yīng)小于注漿前吸水量的35，且不存在明顯的漏水現(xiàn)象。7.4 注水試驗(yàn)檢測(cè)注漿前后，鉆孔注水試驗(yàn)的單位長(zhǎng)度吸水量對(duì)比，檢驗(yàn)注漿效果。壓漿后單位長(zhǎng)度吸水量應(yīng)小于注漿前吸水量的35，且不存在明顯的漏水現(xiàn)象。8、 附表1、鉆孔記錄表2、壓漿記錄表3、壓水試驗(yàn)記錄表13巖溶注漿處理試驗(yàn)專項(xiàng)施工方案 附表一 鉆孔記錄表里 程： 孔 號(hào)： 孔口高程：時(shí)間深度（m）本 次進(jìn) 尺高程（m）地質(zhì)情況描述備 注起止起止監(jiān)理工程師： 質(zhì)檢工程師： 技術(shù)負(fù)責(zé)人： 記錄： 復(fù)核：注： 1、本表系灌漿前鉆孔記錄。2、地質(zhì)情況描述主要填寫(xiě)巖性及巖土物理狀態(tài)。附表二 灌漿記錄表里 程： 孔 號(hào)： 孔口高程：時(shí)間水灰比壓漿段情況描述注漿壓力