论文(QC).doc

岩溶路基注浆加固施工技术1 工程概况宜（宜昌）万（万州）铁路W9标段DK150+340+590、DK151+570+700、DK152+020+175段高填方岩溶路基加固总长535米，宽约40米。属低山斜坡及岩溶槽谷地区，溶沟、溶槽发育，呈石牙状。岩溶发育，为串株状溶洞。山坡自然坡度020，相对高差约40米，植被发育，长有灌木、杂草，谷区内分布多个落水洞。粉质粘土、褐黄色、硬塑，厚015.6m。T1j2灰岩、深灰色、中厚层厚层状，弱风化，溶蚀严重，节理裂隙发育。地下水埋深较大，浅部仅含少量基岩裂隙水和表层土壤毛细水，层间见基岩裂隙水渗出，地下水较发育。设计对该段岩溶路基采用钻孔注浆加固处理。2 小组成员中铁十七局一公司宜万W9标段项目部QC小组，成立于2005年3月15日，小组向公司安质部注册时间为2005年3月20日。本小组成员2人，平均年龄25岁。接受TQM教育平均98个小时以上。活动时间为2005年11月20日，活动实施记录由苏文东 、黄忠鑫负责编写。姓 名 性别 年龄职称文化程度TQM教育黄忠鑫 男 25副总工大学100小时苏文东男 26质检工程师大学96小时3 选题理由通过注浆,使浆液(水泥浆)填塞充填下伏灰岩的溶洞、溶槽、裂隙及上部土层隙、土洞，使其基本形成水平注浆帷幕。封闭洼地间地下岩溶，落水洞及地表塌陷等不良地质发育，需进行基底加固处理；切断降水或其所形成的地表水沿覆盖土层下渗的可能,有效降低地表水补给地下水时对上部土体的潜蚀和淘蚀能力,减少岩溶水和上部覆盖土层之间地下水的垂直联系,使深层地下水的升降变化不至于直接侵蚀上部土层,同时使得地基土层得到加固,从而起到了加固和稳定路基的作用。4 加固原则(1)注浆孔布置: 根据岩溶注浆图，注浆孔按线路中线及其左5m、右5m梅花型布置，在土石界面处压浆形成水平帷幕，封堵地下水通道，加固厚度一般为灰岩中6米。 (2)注浆孔深度:一般钻至完整基岩面以下6米，在6米内遇到溶洞，应钻至溶洞底板下1米终孔;遇到多层串珠状溶洞,终孔深度不超过25米。 (3)注浆厚度:按基岩面以上至基岩面以下6米为受浆范围;对存在土洞和基岩面以下溶洞发育地段,适当加大注浆层厚度及注浆量,以满足地基稳定为前提。5 施工方案5、1 施工组织及机具配备根据本工程实际情况，设两个施工作业组：钻孔组和注浆组。钻孔组负责钻孔、清孔、固结等一系列工作，为注浆组提供前提条件。注浆组负责压水试验及压浆并处理除钻孔组工作以外的其他工作。施工用电接已有临时电力线，现场搭设材料棚，以堆放水泥及安置水泥浆搅拌站。工程用水采用自来水，修建临时水池一个。设备配置JB2型搅拌机一台，Gzjb型液压双液注浆泵一台，北京探矿机械厂Hy-100型钻机10台，水泵一台，及其他配套和辅助设备。5、2 施工范围确定为使岩溶路基得到确实有效的整治加固,在正式施工前, 按照设计注浆孔中20%先作为施工先导勘探孔，对该工点岩溶（含特殊地质）进行普查。做好钻孔原始记录，并进行钻孔岩芯取样和岩溶发育记录、统计，以便探查确认地质情况及制定注浆方案。5、3 注浆试验及工艺参数先导探察孔通过监理验证、设计院地质确认后,各段选择3%的孔数作现场压水试验和注浆试验,以便合理选择压浆参数,包括注浆压力、压浆深度、浆液扩散半径、最佳注浆量、浆液配合比、凝结时间等以及确定施工工艺。(1)浆液配制：以纯水泥砂浆为主,原则上用先稀后浓，遵循先边排，后内排跳孔注浆顺序；先稀后浓，依吸浆情况逐步加浓浆液，配比控制在1：10.8：1；压浆压力应在0.10.3Mpa，岩土界附近逐步加大至0.30.5Mpa。当连续注浆单孔超过设计单孔注浆量2倍不见升压或吸浆量下降时，采用提高浆液浓度或双液压浆措施。双液压浆时采用水泥浆与水玻璃之体积比1：0.08。如遇岩溶通道、较大溶洞和裂隙处视情况先灌注机制砂或稀的水泥砂浆对溶腔进行充填，再采用粉煤灰水泥浆液或双液注浆。稀的水泥砂浆水灰比与注浆水灰比保持一致（0.8：11：1）、灰砂重量比采用1：31：6。注浆过程中应填写注浆记录表，并针对注浆过程中出现的情况随时调整注浆方案。6 施工技术6.1工艺流程施工准备场地二通一平设备进场、材料就位孔定位、放样钻先导探察孔地质确认注浆孔钻孔注浆清孔、注水试验注浆浆液制备封孔注浆效果检测周围环境调查注浆加固工艺流程图6.2施工工艺6.2.1 注浆孔定位放样临时道路、供水管线、场地平整以及设备进场等前期准备工作完成后,即可进行现场注浆孔定位放样。放样前,应根据路基设计横断面图,注浆孔平面布置图,用全站仪进行放样,并在现场用桩橛标定、编号。当地表、地下有障碍物时,可根据实际情况,适当移动孔位,移动范围不应大于0.5米。6.2.2注浆孔钻孔钻机进场后按操作规程进行组装和调试,保证运行正常、安全。钻孔前,根据图纸进行现场核对。为了更好地利用浆液,不使浆液流散太远,一般应先两侧后中间。钻孔采用干钻法。地表有覆土时,为防止孔口坍塌或缩孔,必要时下较大直径的孔口管或采用跟管钻进。钻孔深度设计与现场情况不符时,应保证深度在基岩面下不小于米。钻进过程中,现场技术人员应及时填写施工记录,并准确测量土石界线及土洞、溶洞、裂隙深度。溶洞、裂隙的充填及水文地质的变化,特别是钻进中漏水情况的描述和绘制柱状图等,以便根据注浆平面图和绘制柱状图等实际情况,可判断出溶洞、裂隙的大小、走向，采取相应注浆措施。6.2.3 注浆孔检查为保证成孔质量和加固的有效性,压浆前必须对注浆孔的孔位、孔深、孔径、孔口管、钻孔记录进行检查,做到设计与现场相符,实际与记录相符。6.2.4 注浆(1)注浆顺序:先外排,后内排;同一排中先两头后中间。(2)注浆方式:根据设计图,结合钻孔深度及基岩面的埋深、裂隙发育等情况,采用全孔一次注浆。(3)注浆流程如图。钻孔清孔验孔封塞孔避管口浆液试验浆液制备连接注浆泵连接、插入注浆管注浆拔导管、封孔口注浆流程图(4)注浆工艺。注浆之前要进行孔深测量和压水试验,一方面是为确保注浆加固深度,检查管路的畅通和密封性,另一方面是掌握孔内吸水量,以及地面有无溢水现象,以保证注浆质量和注浆的顺利进行;采用试验的参数,确定浆液的配合比以及注浆压力;注浆时,按压力由小到大、浓度由稀到稠、速度由慢到快的原则进行,开始先采用自流式注浆,当浆液面达到孔口时采用有压注浆,压力由小到大,最大压力不超过终注压力的2倍;浆液以纯水泥浆为主,对有较大的溶洞、裂隙,且无充填物,须先投入粗粒充填料(如砂、碎石)后再注入浓度较大的水泥浆;当遇到地下水流速较大、裂隙畅通的孔段漏浆、跑浆严重时须停止注浆,视具体情况,通过调整浆液浓度、注浆时间、速率、添加速凝剂（水玻璃）、双浆液注浆或改变注浆方法等措施来解决;注浆过程中,对压力、压浆速率、进浆量、材料、浆液配合比等施工参数要记录齐全,描述详尽;同时,要采取有力措施减少对工程周边环境的污染。7 质量控制7.1 钻孔开钻前,现场技术人员应按设计图与现场标定孔位进行核对、检查无误后方可开钻。当钻到设计深度且符合终孔条件时方能停钻。7.2 注浆7.2.1 原材料制备浆液所需的原材料要严把进料关,如水泥、水玻璃等,须有出厂试验报告或出厂合格证,否则不能进场。进场后的材料按有关规定抽样送有资质的检测单位,进行二次检验,合格后方可投入使用。冬、春多雨季节,要特别注意水泥的防潮、防雨,避免结块失效。7.2.2 浆液制备配制浆液应称量准确,严格按配合比下料,加料顺序一定要在加完水后,在搅拌的情况下方能加入水泥,待搅拌均匀后再加入外加剂,搅拌时间应不少于3min。浆液在特制的贮浆槽内放置时间不宜过长,一般不应超过2h,应随拌随用。7.2.3 注浆过程注浆时,先注稀浆,以防裂隙被堵塞，当注浆压力保持不变,吸水量均匀减少或吸浆量没有变化,压力均匀升高时,应持续注浆,并不得改变浆液的水灰比;当连续注浆而不见压力升高,吸浆量不下降时,应提高浆液浓度;当压力骤然上升或浆液流量突然增大时,应立即停止,适量投入砂或碎石,在浆液中掺入适量速凝剂,并采用间歇式注浆。注浆工作应连续进行,因故中断,应及早采取措施排除故障,恢复注浆;采用间歇式注浆时,间歇时间不超过2h。7.注浆结束：达到以下条件可结束注浆： 注浆孔口压力维持在0.2MPa左右，吸浆量不大于40升/min，维持30 min。 冒浆点超过注浆范围35m时。 单孔进浆量达到平均设计压浆量的1.52倍，且进浆量明显减小。 8、监测与测试8.1监测为了对岩溶路基注浆施工的质量进行宏观控制，避免施工造成环境的影响。施工时安排专人进行质量、环境的监测。调查施工区的井、泉、坍坑以及民居的生活水源分布，定期或日常进行水量、水质的观测、访问，确保生活用水的质量，农田用水无污染。8.2测试1、试验施工进场落实注浆材料源后，即进行不同水灰比的小样配比试验，确定0.8：11：1的材料用量，以及双液压浆时，水玻璃与不同水灰比的水泥浆配比，和缓凝剂的掺量，便于施工工艺控制。对压浆中出现异常的压浆孔，采用注水试验，或水位传递、指示剂、气体传递等方法确定岩溶通道连通性和压浆质量。9、工程效果测试以往对岩溶地基加固效果的检测评价，多偏重钻探取芯方法。但是，鉴于岩溶的复杂性，钻孔取芯仅能以点带面的推断。根据设计要求，为客观、快速、整体地检测与评价岩溶地基加固效果，采用经多年来工程实践证明行之有效的综合物探与注水相结合的测试方法。钻孔检查检查孔数为5%，根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果。土层、裂隙岩溶、洞穴等必须干钻取芯，岩芯采取率90%。检查孔时兼补浆孔。注水试验在注水试验前，量测孔内稳定水位后，进行孔内定量注水，观测单位长度吸水量变化幅度，压浆后试验的单位长度吸水量应小于压浆前吸水量的35%，即可判定达到压浆效果。并填写注水试验记录表。综合物探测试压浆前、完工后遵循铁路工程物理勘探规程(TB10013-2004)采用瞬态面波和四极电测深两种方法为主进行探测。瞬态面波法能快速、有效地对岩溶路基进行整体评价。检测点位置以注浆孔为准，波检波距为0.51m；炮检距510m；四极电测探法采用点距为5m。前后两次在同样的位置采用两种方法进行24个剖面的探测，然后进行对比：瞬态面波VR特征的变化。四极电测深频散曲线特征的变化。电阻率s值特征的变化。结果评价探测值压浆前压浆后结果rSrS压浆前rS压浆后rS压浆前rS压浆后效果好rS压浆前=rS压浆后效果差VRVR压浆前VR压浆后VR压浆前VR压浆后效果好VR压浆前=VR压浆后效果差频散曲线形态形态较差，频散严重形态较好，频散较少或无频散压浆效果好注浆加固完成后,武汉铁路局宜万铁路建设工程指挥部和监理单位,委托铁道第四勘察设计院工程物探技术研究所对该段路基岩溶注浆效果进行检测，采用合理的物探方法在注水和钻探取心检测方法的基础上对注浆效果进行全面和整体的定型评价。(1)根据压水试验结果统计,注浆后比注浆前土层和岩层的平均单位吸水率分别下降98.86%和98.25%,表明注浆后浆液充填了土层和岩层的空洞和裂隙,在岩土结合处形成了有效的隔水帷幕,提高了岩土的强度。(2)面波检测统计结果,好、良好以上的占总孔数的98.84%,也表明注浆效果较好。由此可以判定,该段岩溶路基注浆加固质量是合格的。10 结束语