1、客運專線巖溶注漿加固地基施工工法一、前言武廣鐵路客運專線XXTJV標位于韶關地區，巖溶發育，地質情況復雜，而武廣客運專線路基設計標準高，工后沉降控制嚴格，設計上采用巖溶注漿進行地基的加固處理。巖溶注漿加固地基在客運專線上的應用尚屬首次，為了真正的保證其加固地基的效果，有很多的技術問題需要施工單位在實踐中進行不斷的總結與優化。本工法即是在武廣鐵路客運專線巖溶注漿加固地基施工經驗的基礎上，經總結形成此工法，供類似工程參考借鑒。二、工法特點1、該工法的施工機械體積小，靈活輕便，施工簡便。2、施工工期短，見效快，適用范圍廣。3、該工法在注漿前期可對地質情況進行復核，并不用另外再上地質鉆機，可在鉆孔總數

2、的30%中完全復核出該處的地質情況。4、在先導勘探孔探明地質情況下，后續鉆機可大量跟進，有利于大面積展開施工。5、可根據探明的地質情況，對于不同的地質條件確定采用不同的注漿方法以及確定漿液配制方法。6、采用較大孔徑的注漿孔，91mm130mm，在有效控制注漿壓力及漿液配比的情況下，對注漿效果進行控制。7、采用物探、鉆孔、注水試驗對注漿前后進行對比，可以有效確定注漿加固地基效果。8、料源廣闊。漿液以水泥為主體。在地下水流速快或含有腐蝕性元素、土的含水量大或固結體強度要求高的情況下，則可在水泥中摻入適量的外加劑，以達到速凝、高強度、抗凍、耐蝕和漿液不沉淀等效果。三、適用范圍1、適用于巖溶路基需進行

3、地基加固的鐵路、公路工程。2、適用于地基條件較差，對路基的工后沉降控制嚴格的路基工程。 四、工藝原理覆蓋型巖溶路基注漿利用惰性材料形成的漿液，在一定壓力作用下注入巖溶裂隙、溶洞中以及軟塑黏土體孔隙中，首先是填充巖溶溶洞及巖溶裂隙，其次是封閉土、石界面，形成隔水帷幕阻隔上層滯水與巖溶水的聯系；如土體中存在著軟弱夾層，再進行加固土體軟弱夾層。通過注漿填充液凝固后具有的剛性和強度而改變巖層及土體的性狀，使巖土的變形受到約束，強度得到提高，從而達到控制地基整體沉降、減少變形的效果。五、施工工藝流程及操作要點（一）施工工藝流程根據武廣客運專線的探索與實踐，巖溶注漿加固地基施工工藝流程見圖1。施工準備測設

4、監測點、布孔安裝鉆機開孔下套管固結鉆進基巖終孔、注水試驗質量檢查孔口蓋或混合器壓力注漿、監測測設監測點、布孔質檢清孔注水試驗效果檢查壓漿結束物探驗證質量評定交驗未滿足結束條件合格有缺陷圖1 巖溶路基壓漿工藝流程圖（二）施工方法與操作要點1、施工準備（1）場地平整：施工場地預先平整，并沿鉆孔位置開挖溝槽和集水坑。（2）施工測量：按基準點、施工圖標定孔位，并進行復測。（3）機械設備：在注漿施工前，對鉆機、注漿泵、攪拌機等機械進行檢查、調試、維修，使其保持良好的狀態。（4）施工便道：根據施工總體安排及現場實際，作好施工便道的建設與維護，保證晴雨暢通，不影響施工。（5）施工用電：根據實際情況采用自發電

5、與接引地方電力線相結合的方式，保證施工用電的供應。（6）施工用水：施工用水必須滿足砼用水的要求，巖溶注漿施工用水量較大，必須保證供應，采用自打井、已有水井或臨近河、渠為水源。（7）施工排水：施工中產生的廢水經沉淀、過濾，經檢驗達到排放標準后排入附近水溝。（8）技術準備：取得詳細的巖土工程勘察資料、注漿加固設計文件及圖紙、施工現場平面圖、控制樁點的測量資料；對水泥強度、安定性及其他必要的性能指標進行復試。2、鉆探工藝（1）定孔位根據設計要求標出注漿孔位置，并進行復測。注漿孔采用正方形或梅花型布置，布孔形式見圖2。注漿孔布置示意圖（正方形）注漿孔布置示意圖（梅花形）圖2 孔位布置示意圖（2）鉆機與

6、注漿設備就位注漿孔位標定后，移動鉆機至鉆孔位置，完成鉆機就位。鉆機就位后，用傾斜尺、水平尺等工具調整鉆機角度，安裝牢固，定位穩妥。各類設備就近安裝，注漿管線固定，不宜過長，一般為3050m，以防壓力損失。（3）鉆進將鉆桿對準所標孔位，用108鉆頭開孔鉆進，保證開孔直徑110mm。開孔時要輕加壓、慢速，防止將孔開斜。第四系土層采用干鉆。（4）下套管第四系松散地層，邊鉆進邊下套管；如成孔較好則鉆入基巖0.5米后一次性下入套管。（5）封套管鉆至基巖0.5米嵌入套管，用M7.5號水泥砂漿固結；孔口套管露出地面0.20.5米，孔口搗實密封。（6）鉆基巖待水泥砂漿初凝后，繼續基巖鉆進，孔內一般采用清水循環

7、鉆進，非特殊情況不采用泥漿循環，如遇硅質灰巖或燧石團塊即改用金剛石等鉆進工藝。鉆至溶洞充填物改用干鉆并取樣鑒定。（7）終孔鉆孔應以實際鉆探深度為準，加固厚度滿足設計要求。加固深度為巖土界面以下5m，即孔深潛入基巖5m，若施工過程中遇溶洞，應至溶洞底板下1.0m。鉆至設計孔深度，經專業工程師自檢后，請監理工程師檢查同意方可提鉆，用清水洗孔直至返清水，如不返水，沖洗時間不少于30分鐘。然后擰孔口蓋準備壓漿。（8）記錄鉆進過程中應注意觀察地層變化，詳細作好鉆孔記錄。3、注漿工藝注漿采用孔口封閉注漿法，即注漿孔成孔后用套管隔離巖層面，先注漿基巖后，起拔套管3.50m，再注巖層面與土層接觸面。封孔示意圖

8、詳見圖3。圖3 孔口封閉注漿法封孔、注漿示意圖（1）試泵開泵前先將三通轉芯閥調到回漿位置，待泵吸水正常時，將三通回漿口慢慢調小，泵壓徐徐上升，當泵壓達到預定注漿壓力時，持續二、三分鐘不出故障，即可結束。（2）安裝注漿管和止漿塞鉆孔完畢，進行清孔檢查，在確認沒有坍孔和探頭石的情況下，方可下管。否則，必須用鉆機進行掃孔。在確定注漿管內無阻塞物后，即可進行注漿管安裝。用沾有CS膠泥的麻絲繩繞成不小于鉆孔直徑的紡錘形柱塞，把管子插入孔內，再用臺車將管頂入孔內到要求深度，使麻絲栓塞與孔壁充分擠壓緊實，然后在麻絲與孔口空余部分，填充CS塑膠泥，使注漿管和止漿塞固定。注漿管外露的長度不小于3040cm，以便

9、連接孔口閥門和管路。注漿管安放好后，在注漿管管口加上孔口蓋，以防止雜物進入。（3）壓水試驗注漿前要選取代表性孔進行壓水試驗，以確定滲透系數、單位吸水量等參數。壓水壓力由小逐漸增大到預定注漿壓力，并持續15min。（4）漿液配制注漿采用單液漿或雙液漿。單液漿采用水泥漿液，水灰比為0.8:11:1。雙液漿采用水泥水玻璃漿，水泥漿：水玻璃=1：0.11：0.05。所用漿液隨拌隨用，采用攪拌機拌合，時間不少于2min。將配制好的漿液送入攪拌式儲漿桶內備用。（5）注漿注漿管路系統的試運轉：用1.52倍于注漿終壓對系統進行吸水試驗檢查，并接好水、電；檢查管路系統能否耐壓，有無漏水；檢查管路連接是否正確；檢

10、查設備機況是否正常；使設備充分熱身。試運轉時間為20min。注漿順序：遵循先邊排，后內排跳孔注漿順序；按自路基坡腳向線路中心的順序進行，先兩側后中間，以保證注漿質量。漿液控制：先稀后濃，依吸漿情況逐步加濃漿液，配比控制在1：10.8：1。注漿壓力控制：灰巖中為0.10.3MPa，巖土界附近逐步加大至0.30.5Mpa，最大應不超過1.5Mpa。灌漿壓力的控制應當結合受灌地層的地質條件和滲透性，灌漿時的吸漿量，以及對漿液稠度的變換等一并考慮。一般情況下，當吸漿量較小時，可盡快地達到規定的灌漿壓力；而在吸漿量較大時，則可較緩慢的升到規定的灌漿壓力。灌漿過程中，灌漿壓力的控制一般采用“一次升壓法”和

11、“分級升壓法”兩種方式。地質條件允許時，優先采用“一次升壓法”，就是在灌漿開始后，將壓力盡快的升高到規定的壓力，使整個灌漿過程盡量是在規定的壓力下進行。其優點是裂隙不至于在低壓下提前被堵塞，能較多地灌進一些漿液，使一些較小的裂隙也能得到充分地灌實。如果吸漿量較大，就應采用“分級升壓法”，就是將壓力分為幾個階段，逐級升高到規定的壓力，先使用最低一級的壓力進行注漿，當吸漿量減少到一定限度（例如30L/min），則將壓力升高一級，此時吸漿量將會增加，當吸漿量又達到上一限度再將壓力升高一級，如此下去，直至升高到規定的壓力，并在規定的壓力下灌到符合灌漿結束標準時停止。注意的是，壓力分級不要過多，兩個或三

12、個階段為好。注漿過程中需加灌砂或水泥砂漿的技術控制a、根據鉆探引孔地層情況，如資料反映地層中存在土洞或巖溶空洞，應首選填灌砂或水泥砂漿。b、灌砂或水泥砂漿過程中，應根據空洞的大小，注漿孔吃砂量的大小及時調整水泥砂漿（灰砂重量比為1：31：6）的濃度，按照由稀稠稀的順序進行。c、在灌砂或水泥砂漿過程中，應適當控制灌砂速度和砂流量，避免注漿套管一次性堵塞，增加清孔工作量。d、灌砂或水泥砂漿在孔內空洞大而灌砂量小的情況下，應該和單、雙液注漿交替進行。 雙液注漿的技術控制a、雙液注漿適用的情況較大的土洞或巖溶空洞、裂隙，灌砂或水泥砂漿結束后，單液注漿量較大而又無法再灌砂時；巖溶裂隙通道發育、漿液擴散較

13、遠時（施工過程中表現為單液注漿量較大而注漿無壓力或壓力上升較慢）；注漿過程中注漿孔套管或附近地表出現冒漿時；b、雙液注漿時應嚴格控制水泥漿與水玻璃的流量配比（水泥漿：水玻璃=1：0.11：0.05），以防止注漿套管被短時間內封死而達不到注漿質量要求。c、雙液注漿過程中，應根據注漿效果及時調整水泥漿與水玻璃的流量配比（與地層情況有關），及時總結經驗，做到確保注漿質量又不浪費材料。d、雙液注漿應和單液注漿交替進行，嚴禁雙液注漿一次封死注漿孔。（6）注漿結束標準當注漿達到下列標準之一時，可結束該孔注漿：注漿孔口壓力維持在0.20.5MPa左右，吸漿量不大于40L/min，維持30min。冒漿點已出注

14、漿范圍外35m時。單孔注漿量達到平均注漿量的1.52.0倍，且進漿量明顯減少時。注獎學金鉆孔基巖完整，或多次注漿，孔口壓力超過1.5MPa時。當達不到上述標準時，應清孔再次注漿。（7）提管、回填注漿完成后應立即拔管，若拔管不及時，漿液會把注漿管凝固住而造成拔管困難。拔管時使用拔管機。每次上拔高度為500mm。拔出管后，及時刷洗注漿管，以便保持清潔、通暢。（8）封孔注漿結束拔出套管后，用M7.5號水泥砂漿封孔，封孔時必須邊灌邊插搗，確?？變让軐崱澜环饪谆蚣俜饪?，以致人為形成豎向水力通道，加重路基巖溶病害。封孔完成后，在原孔位處標注注漿孔號，要求字跡工整、清晰。（9）注漿原始記錄整編每個注漿作

15、業工班在注漿施工過程中，都必須邊施工邊記錄，當天的注漿施工記錄必須當天整理完成，不得積壓或遺漏。注漿原始記錄是竣工文件的重要組成部分，各記錄人員應本著認真負責的態度，做到字跡工整、資料整潔無誤，填寫規范齊全。 應及時按要求做好注漿資料的統計與匯總（包括注漿孔號、孔數及注漿量等）。（三）監測與測試1、監測為了對巖溶路基壓漿施工的質量進行宏觀控制，避免施工造成環境的影響，施工時安排專人進行質量、環境的監測。施工前，調查每段工地的周邊環境特征，依據設計注漿孔的布置，影響半徑及范圍設立監測點、控制點，注漿過程加強地面觀測記錄（水平位移、冒漿點位置、地面沉陷等）。每個壓漿工班的孔口壓漿工負責當班的地表觀

16、察，一旦有異常即停止注漿，分析原因并調整壓漿工藝。調查施工區的井、泉、坍坑以及民居的生活水源分布，定期或日常進行水量、水質的觀測、訪問，確保生活用水的質量，農田用水無污染。2、測試（1）試驗施工進場落實漿材料源后，即進行不同水灰比的小樣配比試驗，確定0.8：11：1的材料用量，以及雙液壓漿時，水玻璃與不同水灰比的水泥漿配比，便于施工工藝控制。對壓漿中出現異常的壓漿孔，采用注水試驗，或水位傳遞、指示劑、氣體傳遞等方法確定巖溶通道連通性和壓漿質量。（2）注漿效果測試根據巖溶的復雜性，對巖溶注漿固地基效果的檢測與評價采用綜合物探、壓水試驗與鉆孔取芯相結合的測試方法。注漿前后，壓水試驗所得的單位長度吸

17、水量對比，檢查注漿效果，注漿后的單位吸水量應小于注漿前的單位吸水量的35%，且注漿后鉆孔不存在明顯漏水現象。檢查孔檢查，檢查孔數為5%，根據取芯漿液充填情況直觀判斷注漿效果。注漿觀察，冒漿點在路基范圍之外35m時，可視路基范圍巖溶通道堵塞完成。注漿前后，物探成果資料對比，檢查注漿效果。六、主要材料（1）注漿用的水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥強度等級為32.5級，水泥保持新鮮，不超過出廠日期3個月，受潮結塊者不得使用。水泥的各項指標符合國家標準，并附有水泥出廠報告。（2）水玻璃應符合國家質量要求，波美度為3843，模數2.43.0。 （3）注漿用水必須滿足砼用水的要求，使用前需進行水質化驗。（4）

18、當采用中粗砂或稀的水泥砂漿對溶蝕腔體進行充填，采用粉煤灰水泥漿液注漿時，其砂、粉煤灰材料的要求為：砂：其粒徑小于2.5mm的中粗砂，含泥量及有機物含量小于3。粉煤灰：進行磨細，其細度不粗于同時使用的水泥，燒失量小于3。七、機具設備1、注漿設備：主要包括地質鉆機、注漿泵、攪拌機、止漿塞、篩網、注漿管、孔口蓋及配套儀表等。一套注漿設備配置情況見表1，施工中應根據工程任務配備機械設備。表1 主要機械設備配置表（一套注漿設備）序號名稱型號單位數量用途備注1地質鉆機無錫30型臺6成孔2拌漿機SM-200臺1制備漿液3攪拌式貯漿桶SS-400只1過濾雜質，儲備漿液4液壓注漿泵SYB5050臺1壓注漿液5流

19、量壓力自動記錄儀SPQ-850臺1顯示流量壓力和總注漿量2、輔助設備與機具：（1）機動小翻斗車、手推車、鐵鍬等生產用小型工具。（2）水準儀、經緯儀、傾斜尺、水平尺、測繩等檢測工具。八、勞動組織為了保證施工質量，安排專業施工隊負責巖溶路基注漿加固處理施工。一套注漿設備配備人員情況見表2。表2 勞動力組織表（一套設備配備人員）序號工種人數工 作 內 容備注1技術員1負責技術指導一個工點一名2班長1負責指揮協調各工序操作，控制加固質量3鉆機工2正確操縱鉆機成孔，檢查維修機械4漿液配制攪拌工2漿液的配制及攪拌5司泵1統計材料用量，記錄泵送時間6電工1負責電器設備的安裝和安全使用一個工點一名7普工4固結

20、套管，清洗輸料管道等8記錄員1負責施工記錄、兼質量檢查員工作九、質量控制1、施工時必須嚴格執行客運專線鐵路路基及相關規范的標準。2、通過注漿前壓水試驗，調整材料配合比和注漿壓力等工藝技術參數。3、注漿孔應跳孔施鉆，不得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，注漿孔施工應自路基坡腳向線路中心的順序進行，先兩側后中間，保證注漿質量。注漿孔有空洞時灌注中粗砂或水泥漿液（可含碎石）直到溶洞充填后才能進行注漿。4、注漿鉆孔孔位移不宜超過0.5m。開鉆前必須保證機身平穩，鉆孔偏斜1%。5、注漿過程應加強地面觀測記錄（水平位置、冒漿點的位置、地面沉陷等）。6、注漿全過程應做好技術資料和基礎數

21、據記錄、整理、分析工作。7、注漿結束后及時用水泥砂漿封孔至孔口。8、各孔注漿量依據具體地質情況有較大的差異，當連續注漿單孔超過15噸水泥不見升壓時，應考慮提高漿液濃度、添加粉煤灰雙液注漿。必要時間歇注漿。注漿量過大時，應提請有關四方會勘，采取適當的工程措施進行處理9、加強過程控制和檢查，確?？咨?、孔徑、注漿配比、注漿壓力、注漿結束標準符合設計及規范要求。10、做好監測與測試工作。十、安全措施1、施工機械要定期保養，保持其良好的工作性能，禁止帶病作業。機械人員在工作中不得擅自離崗，不得操作與操作證不相符的機械，不得將機械設備交給無本機種操作證的人員操作。 2、操作人員必須按照本機說明書規定，嚴格

22、執行工作前的檢查制度和工作中注意觀察及工作后的檢查保養制度。3、組裝鉆機時，基礎必須平整堅實并設牢固支撐。操作人員必須按機械操作規程作業。4、嚴禁酒后操作機械，嚴禁機械帶故障運轉或超負荷運轉。5、機械人員在工作中不得擅自離崗，不得操作與操作證不相符的機械，不得將機械設備交給無本機種操作證的人員操作。6、夜間施工現場要有足夠的照明設施，施工區域不留照明死角，夜間施工隊安全人員要加強檢查，確保施工安全。7、注漿過程中應避免高壓噴嘴接頭斷開或軟管破裂導致漿液噴射、軟管甩出引發安全事故。操作人員必須持證上崗。鉆機操作工、注漿泵司泵人員應具有熟練的操作技能并了解施工的全過程。8、司泵及孔口人員應隨時注意注漿壓力表變化，防止壓力過大注漿管爆裂，水泥漿或水玻璃進入人眼傷人。9、注漿完成卸壓時，嚴禁注漿管口或混合筏門前站人。10、規范用電施工、確保用電安全。十一、環境措施1、施工便道、施工場地等臨時工程的規劃和修建應符合要求。2、巖溶注漿加固施工中，鉆孔內溢出的漿液應回收集中處理，不得任意排放。