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岩溶路基注浆一、工程概况场地内下伏吉言主要为石灰岩，岩溶强发育，74根桩中有52根的桩位处于溶洞上，129钻孔中有81个钻孔揭露有土洞或溶洞发育，钻孔岩溶间洞隙率为62.5％。溶洞充填情况为空洞、半充填、全充填；洞内填充物为黏性土、砂粒、石灰岩岩块（岩块块径多为2～30cm）等，经钻探揭露溶洞均有漏水、漏浆现象。1.溶洞溶洞：其充填物主要为软塑黏性土，松散～稍密的粗砂，岩石碎屑，钻进时速度较快，普遍出现漏水、漏浆现象。整个场地内基本均有分布，揭露洞高3.30m～0.20,平均3.30m，层顶高程-5.58m～-28.47m，层底高程-8.62m～-29.67m。2.土洞土洞：在ZK062-2号桩和ZK072-1号桩处有揭露。揭露洞高7.00m～8.50m，平均7.75m，层顶高程-0.32m～3.36m，层底高程-8.82m～-3.64m。层高3.03～0.20，平均3.03m，层顶高程-5.58m～-28.47m，层底高程-8.62m～-29.67m。其中在22号桩（ZK022-1和ZK022-2)位置处钻探时未揭露有土洞，但当钻孔终孔后地面出现塌陷，塌陷坑直径2m，深度4m。3.岩土工作分析评价根据区域地质资料及详勘报告，本项目附近的地质构造相对简单，场地周边可见数条小断裂发育，断裂发育多为北东向，规模较小，对场地稳定性影响不大。本次勘察揭露影响场地稳定的不良地质作用有岩溶（土洞、溶洞）强发育，且基本为溶洞，部分由充填（有半充填和全充填）、部分为空洞（即洞内除水之外几乎没有另外的充填物），岩溶是动态的，会进一步发展扩大，拟建场地属建筑不利地段，应采用措施对溶洞进行出理，做好预防地面溶洞塌陷，在钻孔施工时，22号桩处出现直径2m，深4m的圆形塌陷坑洞。二、设计原则及范围1、岩溶注浆的目的（1）由于岩溶地区的地下水位随时间的变化会发生变化，而水位的改变会造成地层的强度下降，从而导致基底的承载力下降，从而危及基面建筑物的安全，通过岩溶注浆，可以将空洞的水置换成水泥凝固体，同时可以封闭土、石帷幕，阻隔上层滞水与岩溶水的联系，保持地下水位的稳定。（2）由于页岩灰岩中溶沟、溶隙、溶洞发育，在上部地层受到较大压力时可能造成该段地层塌陷，从而严重危及建筑物的安全。施工时根据先导勘探孔揭示地层中的岩溶发育情况，加固深度由探灌结合孔确定，对溶岩进行注浆加固，从而确保页岩灰岩地层的稳定。（3）有填充物的溶洞，采用三管高压旋喷注浆注水泥浆，增强溶洞填充物的刚性。由以上三点可以看出岩溶注浆的目的是形成隔水帷幕，将溶洞固体化、加固地基、减小沉降、达到下一步冲桩护壁成孔，防止塌孔，提高地基承载力满足线路运行要求。2、注浆原理（1）岩溶裂隙无论是管道型，还是裂隙型，其中的土颗粒在地下水的带动下均可自由运移，这是岩溶地区产生地表塌陷的内在原因。而溶洞的形成一般多受构造裂隙控制，因此隐伏岩溶溶洞顶板大范围完整是不可能的。顺构造裂隙或构造复合部位会产生岩溶裂隙或通道，俗称土石界面处的岩溶“天窗”。（2）液体从高压向低压方向运动，即首先填充地下无压地带(如空洞、土洞、或半充填、全充填流动稀泥的溶洞)，当空洞充满之后，浆液必然将通过岩溶“天窗”向压力最小的地表扩散并涌出地表。在土层或溶洞充填物中浆液流动垂直于土层等压线，并沿最短或最近的距离流动；在岩层中浆液流动主要顺岩溶裂隙扩散。由于岩溶发育的不均一、土层不均质，浆液必将呈不均匀扩散，且浆液扩散不构成整体或面状，在溶洞及土层中多呈脉状或树枝状，仅在空洞及充填松软的溶洞顶部结石成块状。（3）在有填充物的溶洞内采用三管高压旋喷注浆，浆体可扩散混合到2.4米范围内，形成刚性物体结构。三、钻孔设计与注浆量计算1、钻孔设计（1）钻孔密度的设计岩溶发育的复杂性及不均匀性，使查明岩溶的实际分布、空间形态及发育特征难度很大。因此，一般情况下，注浆孔均采用均匀布置，除判明了准确的土洞和“天窗“位置可集中布孔应采取针对性注浆外，注浆布孔原则如下。①注浆孔密度适当，围绕工程桩周边布孔，一般Φ1.0m桩采用等边三角形布置，Φ1.2m；Φ1.4m桩沿周边平均设4个孔，Φ1.6m桩沿周边平均设5个孔。②注浆孔距、排距应小于浆液扩散半径，并应相互搭接。（2）钻孔深度的设计根据岩溶发育成因及注浆机理，钻孔深度的设计原则如下。钻孔必须钻入最深层溶洞底，以岩溶发育标高作为设计孔深的依据，原则上钻孔要遇到岩溶通道。（以钻探资料为依据）2、注浆量计算（1）注浆量计算公式注浆量计算常采用经验数据法、工程地质比拟法、浆液均匀扩散的单孔注浆计算法等方法。鉴于岩溶的不均一性，本次采用整体计算法，计算公如下：P=V×β×α/m其中：V＝A×L×η式中：p—注浆折合水泥重量。V一岩溶注浆体积，m3；β—岩溶中水泥结石充填系数，按水平帷幕考虑，空洞β=1，充填溶洞β=0.7～0.2；α—浆液损失系数，1.1一1.2；m—水泥结石率，指h水泥制成水泥浆后结石的体积为0.6一0.9；A—注浆控制面积，L—注浆段长度，m，应考虑土石界面处土层厚0.5m；η—岩溶率或土层裂隙率。四、施工工艺与技术措施1、施工工艺（1）岩溶注浆要遵循“探灌结合”原则，封闭土石界面，最大限度将溶洞水置换成水泥固体。形成隔水帷幕。（2）施工准备①调查地下管线分布情况，防止钻孔伤及地下管线和当地水井，防止污染水源；②将试验场地平整，设置必要的排水坡，防止地表水下渗；③完成工艺试验段全部孔位放样，并测量、记录孔口地面高程；④接通施工用水、电，钻机试运行，确保设备能正常开钻；⑤准备灌浆用的水泥、砂、水玻璃等，并对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；⑦对现场操作人员进行技术交底、岗前培训。（3）钻孔①注浆孔钻进：土层、岩层均采用泥浆护壁钻进。土层钻孔：首先启动水泵，开动钻机钻进，当第一根钻杆钻进后,接长钻杆,继续钻进,直到钻至土石界限；土层钻孔过程中,若遇流塑土层,及时用φ110导管护孔,防止塌孔。岩层钻孔:土层钻孔结束后，清孔。然后采用φ91钻头钻进,直到钻至设计深度。②钻孔过程中,邀请监理工程师旁站记录地质变化情况,所有芯样摆放整齐。当遇岩溶时,应详细记录岩溶深度、填充情况等。（4）注浆施工①试泵开泵前先将搅拌桶中加满清水，三通转芯阀调到回浆位置，待泵吸水正常时，将三通回浆口慢慢调小，泵压徐徐上升，当泵压达到预定注浆压力时，持续二、三分钟不出故障，即可结束。②安装注浆管和止浆塞钻孔完毕，进行清孔检查，在确认没有坍孔和探头石的情况下，方可下管。否则，必须用钻机进行扫孔。注浆套管外露的长度不小于0.3m，以便连接孔口阀门和管路，嵌入基岩大于0.5m，用M7.5水泥砂浆(或用水泥与水玻璃混合浆)固结,并将孔口套管四周捣实封闭,防止浆液从套管周围冒出,影响注浆效果。注浆管安放好后，在注浆管管口加上孔口盖，以防止杂物进入。③压水试验用1.5～2倍于注浆终压对系统进行压水试验检查；检查管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备机况是否正常；使设备充分热身。试运转时压水压力由小逐渐增大到预定注浆压力，并持续15min。④浆液配制进场注浆材料必须符合要求，注浆用水应是可饮用的河水、井水或其他清洁水，水泥采用普通硅酸岩水泥，水泥标号为PO42.5。水泥应保持新鲜，一般不应超过出厂日期三个月，受潮结块不得使用，水泥的各项指标由实验室现场抽样检验。施工中采用的水玻璃波美度为38°～43°Be，模数2.4～3.0。a纯水泥浆：水灰比0.8:1～1:1的纯水泥浆用于全填充岩溶及岩溶孔土层部分注浆。b水泥砂浆：水：水泥：砂=1.0：1.0：0.6，用于无填充物的大溶洞。c水泥水玻璃浆：溶岩连续灌浆仍不见灌浆压力上升或吸浆量下降及地表冒浆等情况，采用提高浆液浓度或双液压浆措施。双液压浆时采用水泥浆与水玻璃之体积比1：0.08。如果现场浆液配制不满足要求时，施工控制可按下列三种方法：a水灰比固定，水玻璃浓度不变，变换双浆比例。当水玻璃溶液所占比例由小到大，凝胶时间则由长到短，初、终凝由慢到快。b水玻璃浓度不变，双液比例固定，变换水灰比。当水灰比由小到大，凝胶时间由短到长，初、终凝由快到慢。c水灰比不变，双液比固定，变换水玻璃浓度。当水玻璃浓度由高到低，凝胶时间由短到长，初、终凝由快到慢。实验人员负责现场监督浆液的拌合并进行抽样检测，以保证浆液的拌制质量。⑤注浆压力及顺序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到0.3～0.5MPa。有填充物的溶洞高压旋喷注浆压力不小于30～36MPa。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，以保证注浆质量。注浆施工按照《注浆技术规程》(YBJ44-92或YSJ211-92)有关规定与设计要求进行。⑥结束注浆当注浆达到下列标准之一时，可结束该孔注浆：A.注浆孔口压力维持在0.2MPa左右或者逐渐上升到0.4MPa，吸浆量不大于40L/min，维持30min。B.冒浆点已出注浆范围外3～5m时。C注浆钻孔基岩完整，或多次注浆，孔口压力超过1.5MPa。D单孔注浆量达到平均注浆量的1.5～2.0倍，且进浆量明显减少时。⑦提管、回填注浆完成后应立即拔管，若拔管不及时，浆液会把注浆管凝固住而造成拔管困难。拔出管后留下的孔洞，及时用水泥砂浆封孔。（5）注意事项①注浆管线固定，不宜过长，一般为30～50m，以防压力损失。②注浆孔应跳孔施钻,不得全部钻孔完成后再注浆,以免孔位大量串浆.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，以保证注浆质量。③当出现串浆或地表返浆,采取间歇注浆方式,间隔时间30到60分钟。五、注浆效果检查路基注浆完毕后，我们通过4种方式进行注浆效果的检查：（1）压浆完工后进行物探检测对比，物探检测按设计要求为工后物探，可以考虑用地质雷达或高密度电法进行检测。（2）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，压浆后试验的单位长度吸水量应小于压浆前吸水量的3%～5%，即可判定达到压浆效果。（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。。附件：1、注浆孔平面布置图（围绕有溶洞工程桩布置：）Φ1.0Φ1.2Φ1.4Φ1.62、工程地质剖面图。（详见超前转勘察报告）