路基巖溶注漿施工工藝論文
時間:2022-06-15 04:05:21
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1工程概況
新建向莆線中仙車站是時速200km/h的客貨共用車站,其中涵洞7座,大橋2座及路基支擋結構和路基附屬工程方。中仙車站存在不良地質及特殊巖土,具體為:DK420+790~DK421+250地段灰巖巖溶發育,存在巖溶塌陷區,表層細角礫土厚大于40.0m,松散~稍密,其密度差異較大,溶洞充填物多為粉質黏土夾角礫、碎石,可塑~硬塑,局部軟塑,部分充填物為細角礫土。鉆孔的遇洞率為44.12%,溶洞空洞率15%,鉆孔線巖溶率為36.09%,最大洞穴為29.45m;共有5個鉆孔發現土洞,最大土洞3.97m。
2.1施工方案
為防止巖溶地面塌陷及變形,并使覆蓋層工后沉降能滿足設計要求,采用注漿帷幕封閉土石分界面溶蝕發育帶,巖溶發育地段按照“探灌結合”的原則進行處理。施工時,首先實施先導勘探注漿孔(取鉆孔總數30%),然后根據先導孔資料確定注漿段落、深度及注漿參數,進行巖溶發育地段的整治處理。對煤洞、人工坑洞采用回填片石、砂礫石后注漿處理。
2.2路基巖溶注漿施工
2.2.1施工順序
施工準備→定孔位→鉆機與注漿設備就位→鉆進→注漿→結束注漿→注漿結束效果檢查→封孔。
2.2.2施工準備
調查地下管線的分布情況,防止鉆孔傷及地下管線和當地水井,防止污染水源;將實驗場地平整,設置必要的排水坡,防止地表水下滲;接通施工用水、電,鉆機試運行,確保設備能正常開鉆;準備灌漿用的水泥、砂等,并對進場原材料進行檢驗;檢測所有注漿設備狀態,確保能正常運轉;對現場操作人員進行技術交底、崗前培訓。
2.2.3定孔位
根據設計要求定出注漿孔位置,完成注漿孔位放樣,測量、記錄孔口地面高程,并進行復測。注漿孔采用梅花型布置,間距5m。
2.2.4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,注漿管線固定并不宜過長,一般為30~50m,以防壓力損失。
2.2.5鉆進
將鉆桿對準所標孔位,用φ108鉆頭開孔鉆進,保證開孔直徑≮110mm。開孔時要輕加壓、慢速、大水量,防止將孔開斜。鉆進至一定深度,采用套管護壁。鉆進至設計深度要求后進行終孔,終孔直徑≮91mm。鉆進過程中應注意觀察地層變化,詳細作好鉆孔記錄。孔位的偏差≯50cm,鉆孔實際孔深誤差≯10cm,斜孔方向偏移和傾角誤差均≯3°。鉆孔的直徑和終孔深度應符合設計規定,孔內殘留巖芯≯20cm。鉆孔在施鉆進入巖層0.3~1.0m時,應將注漿套管帶鉆頭與巖層用水泥砂漿固結完好。
2.2.6注漿
1)漿液配制:注漿水泥采用P.042.5水泥。水泥漿液水灰比為1:1。若遇空的巖溶通道、較大溶洞和裂隙處,視具體情況先灌注中粗砂或稀的水泥砂漿對溶蝕腔體進行充填,再采用水泥漿液或雙液注漿,距線路中心線最外一排注漿孔必須灌注水泥砂漿,全充填溶洞一般采用單液注漿。2)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。3)注漿壓力控制:灰巖中為0.1~0.3MPa,巖土界面附近逐步加大到0.3~0.5MPa。
2.2.7結束注漿
當注漿達到下列標準之一時,可結束該孔注漿:1)注漿鉆孔孔口壓力長時間超過1.5MPa時,漿液很難注入。2)冒漿點已出注漿范圍外3~5m時。3)單孔注漿量達到平均注漿量1.5~2.0倍,且進漿量明顯減少時。當達不到上述結束標準時,應清孔再次注漿。
2.2.8注漿效果檢查
1)檢查孔觀察法,通過對檢查孔的觀察,確定檢查孔完整,無涌水、涌沙、涌泥現象,檢查孔放置一段時間后無塌孔現象。2)檢查孔取芯法,對檢查孔進行取芯,通過對檢查孔取芯率、巖芯強度試驗等進行綜合分析,判定檢查孔合格。3)檢查孔P-Q-t曲線法,對檢查孔進行注漿試驗,根據檢查孔P-Q-t曲線線性特征進行分析,判定檢查孔合格。
2.2.9封孔
注漿結束后及時用水泥砂漿封孔至孔口,封孔必須保證質量,并在孔口作好水泥標志。
2.3施工安全措施
1)現場施工安全操作人員為持證上崗的工人。鉆機操作工、注漿泵司泵人員都具有熟練的操作技能并了解施工的全過程。2)現場所使用的機械、電氣設備經檢查已達到國家安全防護標準;在施工中發現設備運轉異常,應立即關閉電源進行檢修。現場機電設備被固定就位,以免設備運轉時帶來的不可控制的甩動,且不隨意搬動,電機的電動部分設置網罩,保證安全,電箱電線應懸掛起來,電箱要隨時保持上鎖狀態。3)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。實際操作中,在每次注漿前先進行壓水試管,若管線運轉正常方可開始注漿,注漿過程中派專人對注漿的沿線進行檢查,注漿結束后,對注漿管進行通水清洗,以免漿液對管線造成腐蝕或堵塞。4)施工中鉆機應置于平整堅實的地面上,鉆機移位時應平穩并保持挺桿垂直,防止傾斜倒塌。
2.4環境保護措施
1)對注漿孔注漿時,應按照操作規程要求進行施工,減少漿液的浪費;對廢棄漿液按指定的地點進行排放,注意與周圍水溝的通暢,確保與周圍環境協調統一。2)施工過程中,嚴禁將含有污染的物質或可見懸浮物的水排入河渠、水道。所有機械費油回收利用或妥善處理,嚴禁隨意潑倒。3)水泥和粉煤灰等細顆粒散體材料,應遮蓋存放,運輸時防止遺撒、飛揚。化學注漿時應避免漿液對地下水源及周圍環境的污染。4)廢棄的砂料及水泥袋等包裝物及時清理,不得隨處拋撒,嚴禁在工地現場焚燒廢棄物和會產生有害有毒氣體、煙塵、臭氣的物品。5)選擇性能優良、噪音小的施工機械,對工程使用的鉆機、等機械要進行定期養護,以減少因機械故障產生的附加噪聲與振動,同時施工機具應采取降低噪聲措施,減少擾民。
2.5水土保持措施
1)嚴格組織施工管理,開展文明施工,創標準化施工現場,施工前做到全員教育,全面規劃,合理布局。2)定期檢查、監督本施工段的各項水土保持工作的落實;建立健全的水土保持體系,堅持“預防為主,綜合防治,全面規劃”原則,抓住本工程水土保持工作重點,有針對性地采取措施,確保水源、植被不被污染和破壞。3)施工前對沿線水文、地質、植被情況進行調查,研究制定出可行的水土保持方案以及詳細的水土保持施工措施。
3結束語
巖溶注漿具有防滲、堵水、固結、防止滑坡、降低地表下沉、提高地基承載力等功能。因此,巖溶注漿加固地基施工技術,已成為鐵路線巖溶地區地基加固的主要措施之一,并被廣泛推廣和使用。該技術設備簡單、操作方便,工效快,并為建設新建向莆鐵路線提供了優質的技術保證,成功有效的保證了路基施工質量。
作者:張金祥 單位:中鐵十二局集團第二工程有限公司
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