岩溶注浆 施工工艺

宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部1岩溶注浆施工工艺一、工艺概述岩溶注浆是利用惰性材料形成的浆液，在一定压力作用下注入岩溶裂隙、溶洞中以及软塑黏土体孔隙中，首先是填充岩溶溶洞及岩溶裂隙，其次是封闭岩、土界面，形成隔水帷幕，阻隔上层滞水与岩溶水的联系；如土体中存在着软弱夹层，再进行加固土体软弱夹层，并在注浆中加入钢筋笼形成微型桩的复合加固体系。通过注浆填充液凝固后，具有的刚性和强度而改变岩层及土体的性状，使岩土的变形受到约束，强度得到提高，从而达到控制地基整体沉降、减少变形的效果。新建铁路南京至杭州客运专线DK178+585.00~953.90路基基底岩溶较发育,地下水位随季节变化特别是雨季,地下水上下波动急骤,在潜蚀、真空抽吸等作用下,易形成土洞,并发展成坍陷；或由于填筑路堤等原因增加荷载而使溶洞顶板产生坍陷等。坍陷危及路基稳定,影响行车安全,需进行岩溶注浆加固处理。覆盖型岩溶路基注浆，原则上以封闭土、石界面，形成隔水帷幕，阻隔上层滞水与岩溶水的联系。二、作业内容作业内容包括：1、施工准备及原地面平整；2、施工放样；3、钻机钻孔；4、孔内注浆；5、封孔。三、质量标准与检验方法（一）、质量标准宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部21、对不（欠）稳定区可溶岩区总体上采用“探灌结合”的注浆处理原则。2、裸露型岩溶路基(含路堑)：为消除地基不均匀性并防止地面塌陷并变形，采用挖除换填与注浆相结合的孔口注浆处理方案，注浆深度不小于10m，若10m以下遇空洞，则加固至洞底以下不小于1.0m。3、签埋型岩溶路基：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，采用注浆帷幕和地基处理相结合的处理方案。岩溶注浆帷幕用于封闭土石分界面溶蚀发育带，注浆层厚度一般为8.0m，深入岩层一般不小于5m，若5m内遇溶洞，则加固至溶洞底以下完整基岩不小于1.0m。土层内土洞需注浆回填，一般先注浆在进行地基处理。4、路堤地段注浆孔布置采用梅花型布置，路堑地段为正方形布置，孔间距5.0m；路堤地段加固范围至路堤坡脚外约5.0m，路堑地段加固范围至侧沟平台外边缘。5、注浆水泥采用PO32.5水泥，水玻璃38-43ºBe，模数2.4～3.0.水泥浆液水灰比为0.8：1-1：1。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腔体进行充填，再采用水泥浆液或双液注浆，全充填溶洞一般采用单液注浆。6、注浆压力，一般基岩中为不小于0.1～0.3MPa，岩土界面附近逐步加大至0.3～0.5Mpa。由于单位注浆量与注浆孔距、注浆压力、浆液浓度以及岩溶的发育程度密切相关，注浆施工前应进行现场注浆试验，合理选择注浆工艺，合理确定注浆压力、浆液配比、单位注浆量宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部3等相关参数，确定停止注浆的条件等。7、注浆施工除应严格按照有关注浆技术规程和细则执行外，还应满足下列要求：1）通过注浆前注水试验，确定材料配比和注浆压力等工艺技术参数。2）注浆孔应跳孔施钻，不得全部钻孔完后再注浆，以免孔位串浆。注浆孔施工应自路基坡脚向线路中心的顺序进行，先两侧后中间。注浆孔有空洞时灌注粉煤灰或水泥浆液（可含碎石）直至溶洞充填后才能进行注浆。3）注浆钻孔孔位移动不宜超过0.5m。4）注浆过程应加强地面观测记录（水平位移、冒浆点的位置、地面沉陷等）。5）注浆全过程应做好技术资料和基础数据记录、整理、汇总。6）注浆过程注意环境保护，及时清理浆液污染物。一般整理好场坪后，应在注浆场坪四周修好临时排水设施；路堑地段岩溶注浆加固，应根据地层岩性、边坡岩土特性及稳定性、支挡加固防护工程顶条件合理确定各类加固防护工程的先后施工顺序，合理选择注浆施工场坪标高，且施工场坪标高原则上不得低于路肩标高，确保路堑边坡稳定以及附近构筑物不受影响。7）注浆结束后及时采用M7.5水泥砂浆将注浆孔封填饱满至孔口。8、岩溶注浆施工地段，除应加强地面观测外，还必须加强地表变形监测，一般应在线路中心、路基两侧路堤或路堑坡脚、以及坡脚外（或堑顶外）10m各设一排观测桩，纵向间距一般不大于50m，过渡段范宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部4围及非均质地区应加密观测剖面。施工期间必须每天进行地表变形监测，实测地表变形量，测量精度不大于1mm，并做好详细记录，根据观测数据控制注浆压力，以免堑坡的稳定性或附近构筑物受影响，同时监测数据应提交相关部门。9、桩位布置横断面及平面图详见如下：宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部5（二）质量检查注浆完成后，采用抽芯、压力及物探等方法对注浆效果进行质量检验。四、施工准备(一).工前准备熟悉各岩溶注浆工点工程概况，提前作好施工方案、岩溶注浆孔位布置平面图、施工技术交底等技术工作。(二).场地平整路堑段为设计路肩标高，路堤段为设计基底标高以上50cm；设置必要的排水坡和四周的排水沟，形成有组织排水，防止地表水下渗。(三).测量放线1.根据岩溶注浆孔位平面布置图，对各孔位进行放样，并测量、记录对应的孔口地面高程。2.根据设计图纸要求，埋设好沉降观测桩，施工期间进行沉降观测。宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部6(四).接通施工用水、电，钻机试运行，确保设备能正常开钻；(五).准备注浆用的水泥、砂、水玻璃、粉煤灰，进场原材料进行检验；(六).检测所有注浆设备状态，确保设备能正常运转，合理设置水泥棚和搅拌站及附属设施；(七).对现场操作人员进行技术交底、岗前培训。五、施工机械及工艺装备材料及机械设备（1）水泥选用P.O32.5袋装普通硅酸盐水泥；（2）水玻璃采用38～43Be′,模数2.4～3.0；（3）砂采用中粗砂；（4）XY-100地质钻机；（5）工作压力为2MPa的注浆机；（6）注浆管线采用φ36PVC管；（7）注浆套管采用φ110无缝钢管；（8）水泥浆拌制采用桶搅拌过滤灰团后流入储浆桶。六、工艺控制流程宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部7七、工艺步骤说明(一).施工准备1.熟悉各岩溶注浆工点工程概况，提前作好施工方案、岩溶注浆孔位布置平面图、施工技术交底等技术工作。2.场地平整路堑段为设计路肩标高，路堤段为设计基底标高以上50cm；设设备、材料施工工序资料整理孔位放样放样报验钻机、注浆泵水泥、砂、粘土等进场钻机就位灌浆参数报验进场材料报验护壁泥浆制备泥浆护壁成孔插入套管套壳料制备浇注套壳料水泥浆制备水泥注浆注浆情况记录表质量检验完工清场宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部8置必要的排水坡和四周的排水沟，形成有组织排水，防止地表水下渗。3.测量放线根据岩溶注浆孔位平面布置图，对各孔位进行放样，并测量、记录对应的孔口地面高程。根据设计图纸要求，埋设好沉降观测桩，施工期间进行沉降观测。4.接通施工用水、电，钻机试运行，确保设备能正常开钻；5.准备注浆用的水泥、砂、水玻璃、粉煤灰，进场原材料进行检验；6.检测所有注浆设备状态，确保设备能正常运转，合理设置水泥棚和搅拌站及附属设施；7.对现场操作人员进行技术交底、岗前培训。(二).先导勘探孔钻进：根据探灌相结合的原则，钻孔分为先导勘探孔和一般注浆孔，首先施钻30％的先导勘探孔，待试验段先导勘探孔完成后，整理资料，上报设计单位和监理，确定相关注浆深度与范围。1.钻进：土层和岩层部分均采用水钻进行成孔。1.1土层钻孔：采用φ108钻头钻进，每一回次钻完后，取出土芯，摆放整齐，并用标签记录不同土层的深度。全孔采用φ110套管，护壁套管露出地面0.2～0.5米。1.2岩层钻孔:基岩面以下采用φ91钻头，钻孔过程中均取出岩芯，摆放整齐，用小标签记录不同岩性和溶洞的深度。钻至设计深度后，用对钻孔进行清洗，清孔时间不少于20min。2.钻孔完成后，由地质编录员及时对岩芯进行编录，分层记录不同土宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部9层和岩层的深度，岩溶发育的情况以及地下水位的深度。钻孔过程中,监理工程师旁站记录地质变化情况。3.采用水泥砂浆对注浆套管进行固定。（三）注浆前注水试验：选取代表性孔进行注水试验，确定注浆前单位长度吸水量。（四）注浆：1.在套管上安置盘混合器(法兰盘)，调试注浆机，对管路进行试压、检查管路、接头的连接、密封质量，接好压力表，作好注浆准备。2.注水试验完成后，开始注浆。如遇岩溶通道、较大溶洞和裂隙处视情况充填中粗砂、水泥砂浆等。如有岩溶发育但吸浆量少或不进浆时，先采用高压清水洗孔或钻机清孔后疏通岩溶裂隙通道，再注浆。对溶洞内有充填物的注浆孔或者对注浆质量怀疑的注浆孔在注浆完成1～2小时后采用钻机进行清孔再注浆，确保浆液已至溶洞下限或满足设计注浆量和注浆结束条件。（五）封孔：注浆结束后，经质检工程师检查，通知监理工程师检查确认终孔条件。卸下法兰盘、拔出套管，回填M7.5水泥砂浆封孔，捣鼓密实，并作好孔口标记。（六）一般注浆孔钻进与注浆：先导勘探孔施工完毕后，对一般注浆孔进行钻孔、注浆施工及封孔。（七）注浆效果检测：注浆后通过物探、钻芯、水压试验法检测处理效果。宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部101.注水试验在注水试验前，量测孔内稳定水位后，进行孔内定量注水，观测单位长度吸水量变化幅度，注浆后试验的单位长度吸水量应小于注浆前吸水量的3～5%，即可判定达到注浆效果。2.综合物探检测：遵循《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2004)3.钻孔检查，检查孔数为5％，根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果。八、作业组织根据目前宁杭铁路客运专线路基岩溶加固段“工期紧，难度大”的施工特点，在施工过程中，配备相应的管理人员进行协调与管理，管理人员及时与上级主管部门沟通及汇报，并对突发事件及时解决，确保施工能够正常进行。人员配置详见下表8-1。序号名称人数工作内容1现场负责人1全面负责整个施工过程2技术负责人1负责现场施工技术3钻机机长1负责钻机操作，现场记录4钻机工人3协助机长进行钻机操作5注浆工人4进行洗孔和注浆工作6安全员1负责现场施工安全7质量员1负责现场施工质量8测量员3对注浆孔位进行放样和沉降观测宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部11九、施工安全与环境保护(一).安全保证的主要措施1.施工现场设专职安全员1名，佩戴统一袖章和上岗证，配合工班长进行现场指挥，防止出现安全事故。1.施工现场设置醒目的防护带，防止闲杂人等进入施工现场，确保施工的安全顺利进行。(二).环境保护措施2.对注浆孔注浆时，应按照操作规程的要求进行施工，减少浆液的浪费；对废弃浆液必须按指定的地点进行排放，注意与周围水沟的畅通，确保与周围环境的协调统一。2.严禁在施工现场焚烧废弃物和会产生有害有毒气体、烟尘、臭气的物品。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。所有机械废油回收利用或妥善处理，严禁随意泼倒。2.选择性能优良、噪音小的施工机械，对本工程使用的钻机、注浆机等机械要进行定期保养维护，以减少因机械故障产生的附加噪声与振动。2.合理安排作业时间，目前天气炎热，避免施工人员中暑，根据天气的情况，尽量安排温度较低的情况下进行施工。(三).水土保持措施3.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。定期检查、监督本施工地段的各宁杭客运专线3标岩溶注浆施工工艺中铁十七局集团宁杭客运专线工程指挥部12项水土保持工作的落实。3.建立健全水土保持体系，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.加强施工机械管理，注重日常保养，防