1工程概况

新建向莆线中仙车站是时速200km/h的客货共用车站,其中涵洞7座,大桥2座及路基支挡结构和路基附属工程方。中仙车站存在不良地质及特殊岩土,具体为:DK420+790~DK421+250地段灰岩岩溶发育,存在岩溶塌陷区,表层细角砾土厚大于40.0m,松散~稍密,其密度差异较大,溶洞充填物多为粉质黏土夹角砾、碎石,可塑~硬塑,局部软塑,部分充填物为细角砾土。钻孔的遇洞率为44.12%,溶洞空洞率15%,钻孔线岩溶率为36.09%,最大洞穴为29.45m;共有5个钻孔发现土洞,最大土洞3.97m。
 
2路基岩溶注浆施工工艺
 
2.1施工方案
 
为防止岩溶地面塌陷及变形,并使覆盖层工后沉降能满足设计要求,采用注浆帷幕封闭土石分界面溶蚀发育带,岩溶发育地段按照“探灌结合”的原则进行处理。施工时,首先实施先导勘探注浆孔(取钻孔总数30%),然后根据先导孔资料确定注浆段落、深度及注浆参数,进行岩溶发育地段的整治处理。对煤洞、人工坑洞采用回填片石、砂砾石后注浆处理。
 
2.2路基岩溶注浆施工
 
2.2.1施工顺序
 
施工准备→定孔位→钻机与注浆设备就位→钻进→注浆→结束注浆→注浆结束效果检查→封孔。
 
2.2.2施工准备
 
调查地下管线的分布情况,防止钻孔伤及地下管线和当地水井,防止污染水源;将实验场地平整,设置必要的排水坡,防止地表水下渗;接通施工用水、电,钻机试运行,确保设备能正常开钻;准备灌浆用的水泥、砂等,并对进场原材料进行检验;检测所有注浆设备状态,确保能正常运转;对现场操作人员进行技术交底、岗前培训。
 
2.2.3定孔位
 
根据设计要求定出注浆孔位置,完成注浆孔位放样,测量、记录孔口地面高程,并进行复测。注浆孔采用梅花型布置,间距5m。
 
2.2.4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,用倾斜尺、水平尺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,注浆管线固定并不宜过长,一般为30~50m,以防压力损失。
 
2.2.5钻进
 
将钻杆对准所标孔位,用φ108钻头开孔钻进,保证开孔直径≮110mm。开孔时要轻加压、慢速、大水量,防止将孔开斜。钻进至一定深度,采用套管护壁。钻进至设计深度要求后进行终孔,终孔直径≮91mm。钻进过程中应注意观察地层变化,详细作好钻孔记录。
 
孔位的偏差≯50cm,钻孔实际孔深误差≯10cm,斜孔方向偏移和倾角误差均≯3°。钻孔的直径和终孔深度应符合设计规定,孔内残留岩芯≯20cm。钻孔在施钻进入岩层0.3~1.0m时,应将注浆套管带钻头与岩层用水泥砂浆固结完好。
 
2.2.6注浆
 
1)浆液配制:注浆水泥采用P.042.5水泥。水泥浆液水灰比为1:1。若遇空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙处,视具体情况先灌注中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填,再采用水泥浆液或双液注浆,距线路中心线最外一排注浆孔必须灌注水泥砂浆,全充填溶洞一般采用单液注浆。
 
2)注浆顺序:按自路基坡脚向线路中心的顺序进行,先两侧后中间,以保证注浆质量。3)注浆压力控制:灰岩中为0.1~0.3MPa,岩土界面附近逐步加大到0.3~0.5MPa。
 
2.2.7结束注浆
 
当注浆达到下列标准之一时,可结束该孔注浆:
 
1)注浆钻孔孔口压力长时间超过1.5MPa时,浆液很难注入。
 
2)冒浆点已出注浆范围外3~5m时。
 
3)单孔注浆量达到平均注浆量1.5~2.0倍,且进浆量明显减少时。当达不到上述结束标准时,应清孔再次注浆。
 
2.2.8注浆效果检查
 
1)检查孔观察法,通过对检查孔的观察,确定检查孔完整,无涌水、涌沙、涌泥现象,检查孔放置一段时间后无塌孔现象。
 
2)检查孔取芯法,对检查孔进行取芯,通过对检查孔取芯率、岩芯强度试验等进行综合分析,判定检查孔合格。
 
3)检查孔P-Q-t曲线法,对检查孔进行注浆试验,根据检查孔P-Q-t曲线线性特征进行分析,判定检查孔合格。
 
2.2.9封孔
 
注浆结束后及时用水泥砂浆封孔至孔口,封孔必须保证质量,并在孔口作好水泥标志。
 
2.3施工安全措施
 
1)现场施工安全操作人员为持证上岗的工人。钻机操作工、注浆泵司泵人员都具有熟练的操作技能并了解施工的全过程。
 
2)现场所使用的机械、电气设备经检查已达到国家安全防护标准;在施工中发现设备运转异常,应立即关闭电源进行检修。现场机电设备被固定就位,以免设备运转时带来的不可控制的甩动,且不随意搬动,电机的电动部分设置网罩,保证安全,电箱电线应悬挂起来,电箱要随时保持上锁状态。
 
3)注浆过程中应避免高压喷嘴接头断开或软管破裂导致浆液喷射、软管甩出引发安全事故。实际操作中,在每次注浆前先进行压水试管,若管线运转正常方可开始注浆,注浆过程中派专人对注浆的沿线进行检查,注浆结束后,对注浆管进行通水清洗,以免浆液对管线造成腐蚀或堵塞。
 
4)施工中钻机应置于平整坚实的地面上,钻机移位时应平稳并保持挺杆垂直,防止倾斜倒塌。
 
2.4环境保护措施
 
1)对注浆孔注浆时,应按照操作规程要求进行施工,减少浆液的浪费;对废弃浆液按指定的地点进行排放,注意与周围水沟的通畅,确保与周围环境协调统一。
 
2)施工过程中,严禁将含有污染的物质或可见悬浮物的水排入河渠、水道。所有机械费油回收利用或妥善处理,严禁随意泼倒。
 
3)水泥和粉煤灰等细颗粒散体材料,应遮盖存放,运输时防止遗撒、飞扬。化学注浆时应避免浆液对地下水源及周围环境的污染。
 
4)废弃的砂料及水泥袋等包装物及时清理,不得随处抛撒,严禁在工地现场焚烧废弃物和会产生有害有毒气体、烟尘、臭气的物品。5)选择性能优良、噪音小的施工机械,对工程使用的钻机、等机械要进行定期养护,以减少因机械故障产生的附加噪声与振动,同时施工机具应采取降低噪声措施,减少扰民。
 
2.5水土保持措施
 
1)严格组织施工管理,开展文明施工,创标准化施工现场,施工前做到全员教育,全面规划,合理布局。
 
2)定期检查、监督本施工段的各项水土保持工作的落实;建立健全的水土保持体系,坚持“预防为主,综合防治,全面规划”原则,抓住本工程水土保持工作重点,有针对性地采取措施,确保水源、植被不被污染和破坏。
 
3)施工前对沿线水文、地质、植被情况进行调查,研究制定出可行的水土保持方案以及详细的水土保持施工措施。
 
3结束语
 
岩溶注浆具有防渗、堵水、固结、防止滑坡、降低地表下沉、提高地基承载力等功能。因此,岩溶注浆加固地基施工技术,已成为铁路线岩溶地区地基加固的主要措施之一,并被广泛推广和使用。该技术设备简单、操作方便,工效快,并为建设新建向莆铁路线提供了优质的技术保证,成功有效的保证了路基施工质量。