1、 新建鐵路魯南高速鐵路臨沂至曲阜段LQTJ-3標段路基巖溶注漿加固試驗總結編 制：審 核：批 準：中國鐵建大橋工程局集團有限公司魯南高鐵LQTJ-3標項目經理部二一七年三月目錄1、 編制依據(jù)22、 工程概況22.1地質概況:22.2先導孔施工地點 ：22.3重要性：23、試驗目的24、工藝試驗段及試驗參數(shù)的初步選定35、 施工安排45.1 參加施工人員進場情況45.2 投入試驗施工的機械設備45.3 測量、檢測儀器設備的配備46、料源選擇及施工準備56.1水泥選擇和室內試驗56.2技術指標57、注漿處理試驗施工57.1、施工準備57.2 施工方法58、試驗分析108.1注水試驗注漿效

2、果分析108.2先導孔注漿配合比試驗 118.3注漿試驗 118.4結論129、質量控制要點13巖溶路基注漿加固工藝試驗總結 1、 編制依據(jù)（1）路基設計總說明（2）分段路基（施工）設計圖（3）相關施工規(guī)范、檢測、驗收標準（4）類似施工經驗2、 工程概況2.1地質概況:本路基段為丘陵地貌，地形起伏大。第四系上覆土層，分部普遍，含較多砂粒及風化巖屑，基巖局部裸露。沿線多為樹林及耕地，表層薄層耕植土，含植物根系。交通便利。本段地震動峰值加速度為0.1g，地震動反應譜特征周期0.40s。本段無明顯地表水，僅在雨季時溝渠內形成季節(jié)性水流。本段地下水類型主要為巖溶裂隙水，埋藏深，在勘

3、察期間、勘察深度范圍內未揭露。2.2先導孔施工地點 ：DK245+280 DK245+448.2、DK246+380DK246+471.22、DK249+600DK249+755、DK250+385DK250+695、DK250+955DK251+585路基巖溶整治長度1354.42m。2.3重要性：為確保線路的平順性、穩(wěn)定性，巖溶先導孔是軟基處理施工重點。3、試驗目的3.1.由于巖溶地區(qū)的地下水位隨時間的變化會發(fā)生變化，而水位的改變會造成該地段地層的強度下降，從而導致路基基底的承載力下降，從而危及路基的安全，通過巖溶注漿，可以封閉土、石帷幕，阻隔上層滯水與巖溶水的聯(lián)系，保持地下水位

4、的穩(wěn)定。3.2.由于灰?guī)r中溶溝、溶隙、溶洞發(fā)育，在上部地層受到較大壓力時可能造成該段地層塌陷，從而嚴重危及路基的安全。施工時根據(jù)先導勘探孔揭示路基地層中的巖溶發(fā)育情況，加固深度由探灌結合孔確定，一般為巖土界面以下5m，若在施工過程中遇溶洞，則鉆至溶洞底板以下1.0m，對溶巖進行注漿加固。注漿套管嵌入基巖0.5m，用水泥漿或水泥砂漿固結成一體，從而確保地層的穩(wěn)定。3.3.在大面積施工前通過試驗檢驗注漿處理施工設備、施工工藝的合理性、適用性以及泵漿壓力、注漿流量、入巖深度的判斷、注漿速度等參數(shù)，由此確定本標段的注漿處理的施工工藝及施工技術參數(shù)，檢驗設計參數(shù)和地基處理效果，確定機械設備選型及配套組合

5、，探明地質情況，為下步大面積施工提供依據(jù)，以確保大面積施工時注漿處理的施工質量。4、工藝試驗段及試驗參數(shù)的初步選定4.1.分別試驗五組路基： 第一組試驗段DK245+300DK245+400： 100m，59孔。第二組試驗段采用DK245+300DK245+400段參數(shù)第三組試驗段DK249+600DK249+700： 100m，88孔。第四組試驗段DK250+485DK250+605: 120m，101孔。第五組試驗段DK251+050DK251+150： 100m，104孔。表3-1 LQTJ-3標段巖溶路基工程量統(tǒng)計表序號起訖里程整治長度（m）孔數(shù)土（m）石（m）備注1DK245+280

6、 DK245+448.2168.2100946732DK246+380DK246+471.2291.2256652903DK249+600DK249+75515513620556784DK250+385DK250+695310261257513035DK250+955DK251+58563065796993091合計1354.4212101448860354.2、注漿壓力：初步選定為，巖層中不小于0.10.3MPa，土層中不小于0.20.5MPa，最大不超過1.5MPa。最終注漿壓力值通過現(xiàn)場試驗確定。4.3、漿液配合比：注漿水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥漿液初始水灰比為1 :1，當進

7、漿量較大時，應逐步提高漿液的濃度，當遇到空的巖溶通道、較大巖洞和裂隙處，注漿壓力持續(xù)較小時，可先灌注中粗砂或稀的水泥砂漿對溶蝕腔體進行充填，再行注漿。4.4、注漿深度：試驗區(qū)屬巖溶中等發(fā)育地區(qū)，覆蓋層厚度612m，故按設計圖紙選定，覆蓋層中注漿3m，巖層中注漿12m，總計單孔注漿15m。若施工中見溶洞，應加固至溶洞底部以下不小于2.0m。4.5、注漿范圍：（1）、正線路塹地段一般整治至倆側路塹測溝平臺外側邊緣。（2）、正線路堤地段一般整治至倆側路堤坡腳外5m；車站站線和聯(lián)絡線路堤，整治至路堤坡腳外5m。（3）、設置路肩擋土墻、路堤擋土墻的地段，整治加固寬度至墻趾以外5m。5、 施工安排5.1

8、參加施工人員進場情況（1）管理、技術、質檢、檢測人員已全部到位，人員名單及相關資料見表一。（2)參加試驗段施工的生產人員有副經理1名、技術員2名，領工員2名以及28 名機械操作員均已經到位。表一 主要施工管理人員一覽表序號姓名文化程度職稱職務1姜維亮本科高級工程師技術主管2張瑋本科工程師技術主管3鄒恒峰本科助理工程師技術員4陳泰合本科隊長5閆寧本科領班5.2 投入試驗施工的機械設備試驗主要包括引孔和注漿。為滿足施工需求配備了足夠的施工機械。所需機械設備見表二。表二 主要施工設備一覽表設備名稱設備型號功率數(shù)量備注鉆機XY-111KW3臺鉆機GH-2H15KW4臺鉆機GY-1A20KW5臺泥漿泵B

9、W150/150.37KW2臺發(fā)電機STC-2030KW2臺漿液攪拌機SM20015KW3臺儲料桶1000L-5臺5.3 測量、檢測儀器設備的配備表三 主要測量·檢測儀器設備表序號儀器設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量檢定狀態(tài)1超高密度電法勘探儀器Flash RES 64套1合格2鉆機GY-1A臺1合格6、料源選擇及施工準備6.1水泥選擇和室內試驗根據(jù)沿線勘察，本段路基基底為粉質粘土，巖層裂隙較發(fā)育。通過注水試驗發(fā)現(xiàn)，吸水量很大。經設計規(guī)范要求及試驗檢測，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，其技術指標如下：6.2技術指標42.5級普通硅酸鹽水泥比表面積S （m2/kg）標準稠度用水量（%）凝結時

10、間（min）安定性（5mm）初凝終凝34525.7198247合格7、注漿處理試驗施工7.1、施工準備（1)場地平整：用推土機、挖掘機等清除表層土，需要路塹開挖地段，開挖至設計基底標高。采用平地機進行場地平整，采用壓路機進行蹍壓，要求達到路基本體壓實度要求，并做好場地內的排水系統(tǒng)。（2）施工測量：按照設計布孔形式測設出注漿孔位，并打木樁標記。（3)設置臨時排水系統(tǒng)，根據(jù)設計，結合周邊環(huán)境，建立完整的臨時排水系統(tǒng)，保證在施工過程中，路基基底不被水浸和沖刷破壞。7.2 施工方法施工準備布孔位圖測量放線鉆孔、清空檢查巖芯注漿（砂）封孔注漿完成。施工工藝流程詳見下圖：注漿處理施工工藝流程圖。測設監(jiān)測點

11、、布孔未滿足結束條件交驗效果檢查壓漿結束質量評定質檢制漿壓力注漿、監(jiān)測開孔鉆進基巖質量檢查清孔施工準備測設監(jiān)測點、布孔安裝鉆機合格有缺陷圖3 注漿處理施工工藝流程圖7.2.1、鉆探工藝（1）定孔位根據(jù)設計要求標出注漿孔位置，并進行復測。注漿孔采用正方形布置。（2）鉆機與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，用經緯儀、水準儀等工具調整鉆機角度，安裝牢固，定位穩(wěn)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）鉆孔鉆孔用鉆頭開孔鉆進，鉆孔采用循環(huán)水分節(jié)鉆進，在先導勘探時，每一節(jié)鉆桿鉆進結束后，將鉆取芯樣取出，留作與設計地質情況做

12、核對，在正常的鉆孔注漿時，只需要將巖芯取出，并以此控制入巖深度。（4）檢查巖芯根據(jù)鉆取巖芯的形態(tài)，并結合鉆進時鉆機的狀態(tài)確認具體的地質情況，并以此判定入巖的深度及注漿方案。（5）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2m。鉆至設計孔深度，經專業(yè)工程師自檢后，報請現(xiàn)場監(jiān)理工程師檢查，同意后方可提鉆，再用清水洗孔直至返清水，如不返水，沖洗時間不少于30分鐘。然后擰緊孔口蓋準備壓漿。(6）清孔在鉆孔結束后，要及時進行清孔，將孔中碎石等破碎巖芯取出，確保注漿時水泥漿能順利的充填基巖中破碎巖層和裂隙。（7）記錄鉆進過程中應注意觀察地層變化，詳細作好鉆孔記錄。7.2.2

13、、注漿工藝注漿采用孔口封閉注漿法，先注漿基巖后，再注巖層面與土層接觸面。封孔示意圖詳見下圖。孔口封閉注漿法封孔、注漿示意圖（1）試泵試泵時，在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后，持續(xù)二、三分鐘泵管及機械設備不出故障進，方可進行注漿作業(yè)施工。（2）安裝注漿管和止?jié){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。把管子插入孔內，再將管頂入孔內到設計要求深度，使橡膠栓塞與孔壁充分擠壓緊實，注漿管和止?jié){塞固定。注漿管外露的長度不小于30

14、40cm，以便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）漿液配制考慮漿液充盈和結石的穩(wěn)定性，漿液應以水泥單液為主，孔洞應摻入惰性材料（如：砂礫石、卵石、砂卵石、碎石、粉煤灰等）。單液漿采用純水泥漿液，水灰比為1：10.6:1。有下列情況的采用雙液：水泥單液地表冒漿時，用雙液封堵；注漿已超出有效范圍或整治范圍，漿液擴散過遠時，用雙液控制；巖溶垂直裂隙貫通性好，漿液滲流太深，宜用雙液處理；注漿量較大，單孔注漿量平均大于0.81.2m3/m，宜用雙液控制；水泥漿摻入水泥用量50%100%的水玻璃漿，用于溶巖連續(xù)灌漿15t仍不見灌漿壓力上升及地表冒漿等情況的緊急

15、處理。濃水玻璃中加水稀釋，邊加水邊攪拌，并用玻美計測試其濃度。施工中采用的水玻璃波美度為38°43°Be，模數(shù)2.43.0。 所用漿液采用攪拌機拌合隨拌隨用，攪拌時間不少于2min。將配制好的漿液送入攪拌式儲漿桶內備用。將配制好的化學漿液和水泥漿液各送入攪拌式儲漿池內。（4）注漿注漿管路系統(tǒng)的試運轉：用1.52倍于注漿終壓的壓力對系統(tǒng)進行吸水試驗檢查，并接好水、電；檢查管路系統(tǒng)能否耐壓，有無漏水；檢查管路連接是否正確；檢查設備狀況是否正常；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、由疏至密注漿順序；自路基坡腳向中心的順序進行，先兩

16、側后中間，以保證注漿質量。注漿方式采用分段前進方式，即先鉆孔后注漿。漿液控制：先稀后濃，依吸漿情況逐步加濃漿液，配比控制在1：10.6：1。灌漿壓力控制根據(jù)受灌地層的地質條件和滲透性、灌漿時吸漿量，以及對漿液稠度變換等一并考慮。一般情況下，當吸漿量較小時，可盡快地達到規(guī)定的灌漿壓力；而在吸漿量較大時，則可較緩慢的升到規(guī)定的灌漿壓力。灌漿過程中，灌漿壓力的控制采用“一次升壓法”。“一次升壓法”，就是在灌漿開始后，將壓力盡快的升高到規(guī)定的壓力，使整個灌漿過程盡量是在規(guī)定的壓力下進行。其優(yōu)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。（5）提管、回填注漿

17、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。（6）封孔注漿結束拔出套管后，用C15砼封孔，封孔時必須邊灌邊插搗，確保孔內密實。嚴禁不封孔或假封孔，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。（7）注漿原始記錄整編每個注漿作業(yè)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(tài)度，做到字跡工整、資料整潔無誤，填寫規(guī)范齊全。

18、 應及時按要求做好注漿資料的統(tǒng)計與匯總（包括注漿孔號、孔數(shù)及注漿量等）。（8）試驗檢測為正確的檢測注漿效果，準確驗證各項施工參數(shù)，在試驗段檢測時加大檢測項目與力度，注漿前后，物探成果資料對比，檢查注漿效果；注漿前后，鉆孔注水試驗的單位長度吸水量對比，檢查注漿效果，注漿后單位吸水量小于注漿前吸水量的35%，且沒有明顯漏水現(xiàn)場；鉆孔檢查，檢查孔數(shù)的5%，根據(jù)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畢。8、試驗分析8.1注水試驗注漿效果分析表8.1注水試驗對比表孔號注漿前(L)單位吸水量（L/m.min）注漿后(L)單位吸水量（L/m.mi

19、n）對比分析1-42063.3250.5546.6190.027效果良好1-93011.5120.6162.3500.031效果良好8-82758.4110.7357.3620.036效果良好5-122003.8640.6063.5470.03效果良好5-71988.9960.6865.8680.031效果良好9-42441.7580.6364.0850.034效果良好備注通過分析此段路基基底裂隙發(fā)育，結合這樣的情況，應采用單液注漿，注漿壓力可按設計執(zhí)行。鉆芯取樣效果圖：所取出的芯樣漿液填充飽滿，達到加固效果。通過鉆芯取樣直觀判斷，該段巖溶注漿效果良好，滿足設計要求。8.2先導孔注漿配合比試驗

20、 我分部對巖溶注漿配合比進行了調整，分步進行了試驗。試驗室試配了八種配合比（見巖溶注漿漿液配比試驗記錄（實驗室內）。 巖溶注漿漿液配合比試驗記錄（實驗室內）容重（g/cm3)序號水灰比水泥水砂粉煤灰（kg/m3)（Kg/m3)（Kg/m3)（Kg/m3)10.61216729/1.94520.8953762/1.71530.61013675/1121.840.8826733/911.6550.61093648109/1.8560.889571590/1.770.61013675/112摻4%的水玻璃，初凝為7h30min,終凝為8h.80.61013675/112摻6%的水玻璃，初凝

21、為6h,終凝為7h.8.3注漿試驗 試驗前試驗室對每種水灰比的水泥漿凝固結石情況進行了試驗：水灰比為1:1的結石率為52.7%，0.8:1的結石率為71%，0.6:1的結石率為95.4%。選用結石率較好和最好的兩種水灰比進行試驗。 試驗時根據(jù)鉆孔取芯的情況，對小于1m的溶洞用純漿液試驗，1m2m的半填充狀的用粉煤灰試驗，大于2m的用雙液加砂子試驗。 8.3.2注漿試驗檢測 根據(jù)不同的配合比結合鉆孔取芯芯樣情況進行了試驗注漿。七天后將試注漿的情況在距原位孔3050cm范圍內取芯，.試驗結果  通過對上述先導孔注漿試驗芯樣對比分析，水灰比為0.8:

22、1的芯樣無論從芯樣的完整性、對溶洞填充的密實情況及強度都不如0.6:1，所以從此次的試驗表明漿液濃度決定填充效果。在地下水豐富時，水玻璃加速凝固有利于注漿質量，減少環(huán)境水影響。  綜上所述，弋江站場段最佳漿液配比為0.6:1。8.4結論經綜合分析，工藝適配參數(shù)選擇如下：1、機械組合：XY-1型、GH-2H型、GY-1型鉆機，BW150/15型泥漿泵，STC-20型發(fā)電機，SM200漿液攪拌機,儲料桶1000L。2、注漿壓力，黏土層控制在100300Kpa，卵石土層控制在200400 Kpa，3、當注漿達到下列標準之一時，可結束該孔注漿：1）注漿孔口壓力維持在0.20.5Mpa左右，吸漿量不大于40升/min，維持30min。2）注漿鉆孔基巖完整，或多次注漿，孔口壓力超過1.5Mpa時。3）冒漿點已出注漿范圍外35m時。4）單孔注漿量達到平均注漿量1.52.0倍，且進漿量明顯減少時，當達不到上述結束標準時，應清空再次注漿。以上條件之一滿足即可停止注漿，但在進行判定時還應根據(jù)地質鉆孔記錄、注漿方式等多種因素綜合判定：（1）注漿孔口壓力維持在0.20.5Mpa左右，吸漿量不大于40升/m