岩溶路基注浆加固工艺试验总结

1、新建铁路 鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-3标段 路基岩溶注浆加固 试验总结 中国铁建 编制: 审核: 批淮: 中国铁建大桥工程局集团有限公司 鲁南高铁LQTJ-3标项目经理部 二O七年三月 1、编制依据2 2、工程槪况2 2、1地质概况：2 2、2先导孔施工地点 ：2 2、3重要性:2 3、试验目得2 4、工艺试验段及试验参数得初步选定3 5、施工安排4 5、1参加施工人员进场情况4 5、2投入试验施工得机械设备4 5、3测量、检测仪器设备得配备4 6、料源选择及施工准备5 6、1水泥选择与室内试验5 6、2技术指标5 7、注浆处理试验施工5 7、1、施工准备5 7、2施工方法5 8、试验

2、分析10 8、1注水试验注浆效果分析10 8、2先导孔注浆配合比试验 11 8、3注浆试验 11 8、4结论12 9、质量控制要点13 岩溶路基注浆加固工艺试验总结 1、编制依据 (1) 路基设计总说明 (2) 分段路基(施工)设计图 (3) 相关施工规范、检测、验收标准 (4) 类似施工经验 2、工程概况 2、1地质概况： 本路基段为丘陵地貌，地形起伏大。第四系上覆土层，分部普遍， 含较多砂粒及风化岩屑，基岩局部裸霧。沿线多为树林及耕地，表层萍 层耕植土，含植物根系。交通便利。本段地震动峰值加速度为0、1g, 地笈动反应谱特征周期0、40so本段无明显地表水，仅在雨季时沟渠 内形成季节性水流

3、。本段地下水类型主要为岩溶裂隙水,埋藏深，在勘 察期间、勘察深度范围内未揭露。 2、2先导孔施工地点： DK245+280 DK245+448、2、DK246+380 DK246+471 . 22、 DK249+600 DK249+755 、 DK250+385 DK250+695 、 DK250+955 DK251+585路基岩溶整治长度1354、42m。 2、3重要性: 为确保线路得平顺性、稳定性，岩溶先导孔就是软基处理施工重 点。 3、试验目得 3、1、由于岩溶地区得地下水位随时间得变化会发生变化，而水 位得改变会造成该地段地层得强度下降，从而导致路基基底得承载力 下降，从而危及路基得安

4、全，通过岩溶注浆，可以封闭土、石惟幕，阻隔 上层滞水与岩溶水得联系，保持地下水位得稳定。 3、2、由于灰岩中溶沟、溶隙、溶洞发育，在上部地层受到较大 压力时可能造成该段地层塌陷，从而严重危及路基得安全。施工时根 据先导勘探孔揭示路基地层中得岩溶发育情况，加固深度由探灌结合 孔确定，一般为岩土界面以下5m,若在施工过程中遇溶洞，则钻至溶洞 底板以下1、0m,对溶岩进行注浆加固。注浆套管嵌入基岩0、5m,用 水泥浆或水泥砂浆固结成一体，从而确保地层得稳定。 3、3、在大面积施工前通过试验检验注浆处理施工设备、施工工 艺得合理性、适用性以及泵浆压力、注浆流量、入岩深度得判断、注 浆速度等参数，由此确

5、定本标段得注浆处理得施工工艺及施工技术参 数，检验设计参数与地基处理效果，确定机械设备选型及配套组合，探 明地质情况，为下步大面积施工提供依据，以确保大面积施工时注浆 络线路堤，整治至路堤坡脚外5mo (3)、设置路肩挡土墙、路堤挡土墙得地段，整治加固宽度至墙趾以 夕卜5m o 5、施工安排 5、1参加施工人员进场情况 (1) 管理、技术、质检、检测人员已全部到位，人员名单及相关资料 见表一。 (2) 参加试验段施工得生产人员有副经理1名、技术员2名，领工员 2名以及28名机械操作员均已经到位。 表一 主要施工管理人员一览表 序号 姓名 文化程度 职称 职务 1 姜维亮 本科 高级工程师 技术

6、主管 2 张玮 本科 工程师 技术主管 3 邹恒峰 本科 助理工程师 技术员 4 陈泰合 本科 队长 5 闫宁 本科 领班 5、2投入试验施工得机械设备 试验主要包括引孔与注浆。为满足施工需求配备了足够得施工机 械。所需机械设备见表二。 表二主要施工设备一览表 设备名称 设备型号 功率 数量 备注 钻机 XY-1 11KW 3台 钻机 GH-2H 15KW 4台 钻机 GY-1A 20KW 5台 泥浆泵 BW150/15 0、37KW 2台 发电机 STC-20 30KW 2台 浆液搅拌机 SM200 15KW 3台 储料桶 1000L 一 5台 5、3测量、检测仪器设备得配备 表三 主要测量

7、检测仪器设备表 序 号 状 定 检态 1 超高密度电法 勘探仪器 Flash RES 64 套 1 合格 2 钻机 GY-1A 台 1 合格 6、料源选择及施工准备 6、1水泥选择与室内试验 根据沿线勘察，本段路基基底为粉质粘土，岩层裂隙较发育。通过 注水试验发现，吸水量很大。 经设计规范要求及试验检测，水泥采用42、5级普通硅酸盐水泥，其技 术指标如下： 6、2技术指标 42、5级普通硅酸盐水泥 比表而积 (m2/kg) S 标准稠度 用水量 (%) 凝结时间(min) 安定性 (W5mm) 初凝 终凝 345 25、7 198 247 合格 7、注浆处理试验施工 7、1、施工准备 (1)

8、场地平整：用推土机、挖掘机等清除表层土，需要路堑开挖地段, 开挖至设计基底标高。采用平地机进行场地平整，采用压路机进行碾 压，要求达到路基本体压实度要求，并做好场地内得排水系统。 (2) 施工测量：按照设计布孔形式测设出注浆孔位，并打木桩标记。 (3) 设置临时排水系统，根据设计，结合周边环境，建立完整得临时 排水系统，保证在施工过程中，路基基底不被水浸与冲刷破坏。 7、2施工方法 施工准备T布孔位图T测量放线T钻孔、清空T检查岩芯T注浆 (砂)T封孔T注浆完成。 施工工艺流程详见下图：注浆处理施工工艺流程图。 图3 注浆处理施工工艺流程图 压浆施工程序因 7、2、1、钻探工艺 (1) 定孔位

9、 根据设计要求标出注浆孔位置，并进行复测。注浆孔采用正方形 布置。 (2) 钻机与注浆设备就位 注浆孔位标定后，移动钻机至钻孔位置，完成钻机就位。 钻机就位后，用经纬仪、水准仪等工具调整钻机角度，安装牢固, 定位稳妥。 各类设备就近安装，注浆管线固定，不宜过长，一般为3050m, 以防压力损失。 (3) 钻孔 钻孔用钻头开孔钻进，钻孔采用循环水分节钻进，在先导勘探时， 每一节钻杆钻进结束后，将钻取芯样取出，留作与设计地质情况做核 对，在正常得钻孔注浆时，只需要将岩芯取出，并以此控制入岩深度。 检查岩芯 根据钻取岩芯得形态，并结合钻进时钻机得状态确认具体得地质 情况，并以此判定入岩得深度及注浆方

10、案。 终孔 钻孔应以实际钻探深度为准，加固厚度满足设计要求。加固深度 为岩土界面以下2m。钻至设计孔深度，经专业工程师自检后，报请现 场监理工程师检查，同意后方可提钻，再用清水洗孔直至返清水，如不 返水，冲洗时间不少于30分钟。然后拧紧孔口盖准备压浆。 清孔 在钻孔结束后，要及时进行清孔，将孔中碎石等破碎岩芯取出，确 保注浆时水泥浆能顺利得充填基岩中破碎岩层与裂隙。 (7)记录 钻进过程中应注意观察地层变化，详细作好钻孔记录。 7、2、2、注浆工艺 注浆采用孔口封闭注浆法，先注浆基岩后，再注岩层面与土层接 触面。封孔示意图详见下图。 | I 孔口封闭注浆法封孔、注浆示意图 试泵 试泵时，在开泵

11、前先将三通转芯阀调到回浆位置，待泵吸水正常 时，将三通回浆口慢慢调小，泵压徐徐上升，当泵压达到预定注浆压力 后，持续二、三分钟泵管及机械设备不出故障进，方可进行注浆作业施 工。 (2)安装注浆管与止浆塞 钻孔完毕，进行清孔检查，在确认没有坍孔与探头石得情况下，方 可下管。否则，必须用钻机进行扫孔。 在确定注浆管内无阻寒物后，即可进行注浆管安装。把管子插入孔内， 再将管顶入孔内到设计要求深度，使橡胶栓塞与孔壁充分挤压紧实， 注浆管与止浆塞固定。注浆管外露得长度不小于3040cm,以便连接 孔口阀门与管路。注浆管安放好后，在注浆管管口加上孔口盖，以防止 杂物进入。 (3) 浆液配制 考虑浆液充盈与

12、结石得稳定性，浆液应以水泥单液为主，孔洞 应摻入惰性材料(如：砂砾石、卵石、砂卵石、碎石、粉煤灰等)。单 液浆采用纯水泥浆液，水灰比为0、6：1o 有下列情况得采用双液：水泥单液地表冒浆时，用双液封堵；注 浆已超出有效范围或整治范围，浆液扩散过远时，用双液控制；岩溶垂 直裂隙贯通性好，浆液渗流太深，宜用双液处理；注浆量较大，单孔注 浆量平均大于0、81、2m3/m,宜用双液控制；水泥浆掺入水泥用量 50%100%得水玻璃浆，用于溶岩连续灌浆15t仍不见灌浆压力上升 及地表冒浆等情况得紧急处理。浓水玻璃中加水稀释，边加水边搅拌, 并用玻美计测试其浓度。施工中采用得水玻璃波美度为3843 Be,模

13、数 2、43、0o 所用浆液采用搅拌机拌合随拌随用，搅拌时间不少于2mino将 配制好得浆液送入搅拌式储浆桶内备用。将配制好得化学浆液与水泥 浆液各送入搅拌式储浆池内。 (4) 注浆 注浆管路系统得试运转：用1、52倍于注浆终压得压力对系 统进行吸水试验检查，并接好水、电；检查管路系统能否耐压，有无漏 水；检查管路连接就是否正确；检查设备状况就是否正常；使设备充分 热身，试运转时间为20mino 注浆顺序：遵循先边排，后内排、跳孔、由疏至密注浆顺序；自 路基坡脚向中心得顺序进行，先两侧后中间，以保证注浆质量。注浆方 式采用分段前进方式，即先钻孔后注浆。 浆液控制:先稀后浓，依吸浆情况逐步加浓浆

14、液，配比控制在 1:10、6:1o 灌浆压力控制根据受灌地层得地质条件与渗透性、灌浆时吸浆 量，以及对浆液稠度变换等一并考虑。一般情况下，当吸浆量较小时, 可尽快地达到规定得灌浆压力；而在吸浆量较大时，则可较缓慢得升 到规定得灌浆压力。 灌浆过程中，灌浆压力得控制采用“一次升压法”。“一次升压法”， 就就是在灌浆开始后，将压力尽快得升高到规定得压力，使整个灌浆 过程尽量就是在规定得压力下进行。其优点就是裂隙不至于在低压下 提前被堵塞，能较多地灌进一些浆液，使一些较小得裂隙也能得到充 分地灌实。 (5) 提管、回填 注浆完成后应立即拔管，若拔管不及时，浆液会把注浆管凝固住 而造成拔管困难。拔管时

15、使用拔管机。每次上拔高度为500mmo拔出 管后，及时刷洗注浆管，以便保持清洁、通畅。 (6) 封孔 注浆结束拔出套管后，用C15於封孔，封孔时必须边灌边插捣， 确保孔内密实。严禁不封孔或假封孔，以致人为形成竖向水力通道， 加重路基岩溶病害。 封孔完成后，在原孔位处标注注浆孔号，要求字迹工整、清晰。 (7) 注浆原始记录整编 每个注浆作业工班在注浆施工过程中，都必须边施工边记录， 当天得注浆施工记录必须当天整理完成，不得积压或遗漏。 注浆原始记录就是竣工文件得重要组成部分，各记录人员应本 着认真负责得态度，做到字迹工整、资料整洁无误，填写规范齐全。 应及时按要求做好注浆资料得统计与汇总(包括注

16、浆孔号、孔 数及注浆量等)。 (8) 试验检测 为正确得检测注浆效果，准确验证各项施工参数，在试验段检测 时加大检测项目与力度，注浆前后，物探成果资料对比，检查注浆效果; 注浆前后，钻孔注水试验得单位长度吸水量对比，检查注浆效果，注浆 后单位吸水量小于注浆前吸水量得35%,且没有明显漏水现场；钻孔 检查，检查孔数得5%,根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果；注浆 观察，冒浆点在路基范围之外35m时，可视路基范围岩溶通道堵寒完 毕。 8、试验分析 8、1注水试验注浆效果分析 表8、1注水试验对比表 孔号 注浆前 (L) 单位吸水量 (L/m、min) 需 单位吸水量(L/m、 min) 对比分析

17、 1-4 2063、 325 0、55 46.619 0、027 效果良好 1-9 3011、 512 0、61 62、350 0、031 效果良好 8-8 2758、 411 0、73 57、362 0、036 效果良好 5-12 2003、 864 0、60 63、547 0、03 效果良好 5-7 1988 、 996 0、68 65、868 0、031 效果良好 9-4 2441 、 0、63 64、085 0、034 效果良好 758 备注 所 - 出芯浆填饱，到 取得样液充满达 通过分析此段路基基底裂隙发育，结合这样得情况，应采用单液 注浆，注浆压力可按设计执行。 钻芯取样效果图：

18、 加固效果。 通过钻芯取样直观判断，该段岩溶注浆效果良好，满足设计要求。 8、2先导孔注浆配合比试验 我分部对岩溶注浆配合比进行了调整，分步进行了试验。试验室试 配了八种配合比（见岩溶注浆浆液配比试验记录（实验室内）。 岩溶注浆浆液配合比试验记录（实验室内） 容重(g/cm3) 序 号 水灰 比 水泥 水 砂 粉煤灰 (kg/m3) (Kg/m3) (Kg/m3) (Kg/m3) 1 0、6 1216 729 / / 1、945 2 0、8 953 762 / / 1、715 3 0、6 1013 675 / 112 1、8 4 0、8 826 733 / 91 1、65 5 0、6 1093

19、 648 109 / 1、85 6 0、8 895 715 90 / 1、7 7 0、6 1013 675 / 112 掺4%得水玻璃，初凝 为7h30min,终凝为 8h、 8 0、6 1013 675 / 112 掺6%得水玻璃，初凝 为6h,终凝为7h、 8、3注浆试验 8、3、1试验前 试验室对每种水灰比得水泥浆凝固结石情况进行了试验：水灰比 为1:1得结石率为52、7%,0、8:1得结石率为71%, 0、6:1得结石率 为95、4%o选用结石率较好与最好得两种水灰比进行试验。 试验时根据钻孔取芯得情况，对小于1m得溶洞用纯浆液试 验,1m2m得半填充状得用粉煤灰试验，大于2m得用双液

20、加砂子试 验。 8、3、2注浆试验检测 根据不同得配合比结合钻孔取芯芯样情况进行了试验注浆。七天 后将试注浆得情况在距原位孔3050cm范围内取芯， 8、3、3、试验结果 通过对上述先导孔注浆试验芯样对比分析，水灰比为0.8:1得芯 样无论从芯样得完整性、对溶洞填充得密实情况及强度都不如0.6:1, 所以从此次得试验表明浆液浓度决定填充效果。在地下水丰富时，水 玻璃加速凝固有利于注浆质量，减少环境水影响。 综上所述，弋江 站场段最佳浆液配比为0、6：1O 8、4结论 经综合分析，工艺适配参数选择如下： 1、机械组合:XY-1型、GH-2H型、GY-1型钻机,BW150/15型泥浆 泵，STC-

21、20型发电机,SM200浆液搅拌机,储料桶1000L。 2、注浆压力，黏土层控制在100300Kpa,卵石土层控制在 200400 Kpa, 3、当注浆达到下列标准之一时，可结束该孔注浆：1)注浆孔口压 力维持在0、20、5Mpa左右，吸浆量不大于40升/min,维持30mino 2)注浆钻孔基岩完整，或多次注浆，孔口压力超过1、5Mpa时。3)冒浆 点已出注浆范围外35m时。4)单孔注浆量达到平均注浆量1、52、 0倍，且进浆量明显减少时，当达不到上述结束标准时，应清空再次注 浆。 以上条件之一满足即可停止注浆，但在进行判定时还应根据地质 钻孔记录、注浆方式等多种因素综合判定： (1) 注浆孔口压力维持在0、20、5Mpa左右，吸浆量不大于40升 /min,维持30min时可停止注浆得判定及注意事项： 该条件就是判定停止注浆使用较多得标准，在判定时应随时记录 好注浆压力及注浆流量。 (2) 冒浆点已出注