路基注漿加固技術(shù)是常見于鐵路施工中的路基質(zhì)量控制技術(shù),主張通過對(duì)軟基層滲透、固結(jié),實(shí)現(xiàn)路基承載能力改良,提高施工質(zhì)量與日后通車能力。該技術(shù)因具有經(jīng)濟(jì)效益好、污染小、技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在鐵路施工建設(shè)之中。
一、注漿加固技術(shù)概述
目前,注漿加固技術(shù)在建筑工程、隧道(巷道)工程以及水利工程中都得到廣泛應(yīng)用。此項(xiàng)技術(shù)的本質(zhì)是通過采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒁恍┕袒髲?qiáng)度較高的漿液注入到巖土地基、圍巖等裂隙和孔洞中,置換出其中的空氣,通過粘結(jié)、固化來改善巖土的力學(xué)性質(zhì)?,F(xiàn)在已有的注漿材料有水泥漿液、化學(xué)漿液和混合漿液,一般常用的為水泥漿液。而注漿方法有高壓噴射注漿和靜壓注漿兩種,在大多數(shù)工程中,多采用靜壓注漿方法。
二、施工案例分析
1、工程簡(jiǎn)介
本鐵路施工地區(qū)主要經(jīng)過風(fēng)化巖層等復(fù)雜地貌,具有施工難度大、技術(shù)水平要求高等特點(diǎn)。
2施工措施
在進(jìn)行正式注漿前,通常情況下,需要在現(xiàn)場(chǎng)選擇不同的注漿段落,并選取2-3個(gè)鉆孔進(jìn)行實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步對(duì)注漿壓力、水灰比、注漿量、注漿的擴(kuò)散半徑等注漿參數(shù)進(jìn)行確定。通過觀測(cè)驗(yàn)證附近的注漿鉆孔,結(jié)合設(shè)計(jì)要求,對(duì)注漿參數(shù)、設(shè)計(jì)注漿孔距等進(jìn)行確定。
3、施工工藝
路基注漿加固工藝具體流程見圖。
路基注漿加固工藝流程
在施工過程中,其施工方法主要有以下幾點(diǎn)。
1)準(zhǔn)備注漿、鉆機(jī)設(shè)備。
根據(jù)測(cè)量點(diǎn)位,當(dāng)鉆機(jī)準(zhǔn)備就緒后,將鉆機(jī)平穩(wěn)安放,將水平鉆頭水平角度調(diào)整為垂直(參照鉆機(jī)水平角度);注意注漿機(jī)、制漿機(jī)及其配套設(shè)施安置,固定注漿管線,通常情況下,注漿管線的長度應(yīng)為(40±10)m,長度過長容易增加壓力損失?,F(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備拌合設(shè)備與材料,如粉煤灰、水玻璃等。
在鉆孔過程中,需要在適當(dāng)位置建立注漿泵站,同時(shí)固定注漿所需注漿泵、攪拌機(jī)、貯漿槽等設(shè)備,或者在臺(tái)車上安裝上述機(jī)械、貯漿槽等,將其改造成移動(dòng)注漿泵站。
2)鉆孔施工方法。
采用盤式鉆孔機(jī)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn),使用鉆頭,并依靠普管護(hù)壁。整個(gè)鉆孔過程嚴(yán)格采用干鉆法,切忌在鉆孔過程中加水。在鉆孔過程中,需要嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)要求,確保鉆孔方向、角度和孔徑的一致性。確定鉆孔方向、鉆孔角度后,鉆機(jī)經(jīng)過固牢處理后即可開鉆。
3)漿液配置。
按照上文分析合理配比水漿泥。根據(jù)制漿機(jī)容量取水;根據(jù)水灰比例選取相應(yīng)重量的水泥,開啟制漿機(jī)后邊攪拌邊添加水泥。通常情況下,攪拌時(shí)間可控制在(5±2)min(漿液無大范圍沉淀即可),攪拌結(jié)束后將水泥漿置入儲(chǔ)漿桶。水泥漿置入儲(chǔ)漿桶后要不斷進(jìn)行人工攪拌,避免漿液沉淀。在施工中,主要水泥漿配置原料為水、水泥。先加水,后添加水泥與外加劑,拌合(15±5)min。水泥漿流過過濾篩后應(yīng)過濾2~3邊,再存入漿液池。
4)注入壓力。
注漿壓力與土質(zhì)強(qiáng)度、重度有關(guān),而這部分?jǐn)?shù)值難以確定,因此在施工中根據(jù)傳統(tǒng)施工經(jīng)驗(yàn),將注漿壓力控制在一定范圍內(nèi)。在進(jìn)行注漿前,為了確保注漿泵正常運(yùn)轉(zhuǎn),通常情況下需要進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)方法是,先調(diào)整三通閥門位置,開泵后,待泵吸水正常時(shí),慢慢調(diào)小三通閥回漿口,徐徐上升注漿泵的壓力,當(dāng)注漿泵達(dá)到預(yù)定注漿壓力并持續(xù)3分鐘不出故障,在這種情況下,可以認(rèn)為注漿泵性能正常。
5)終孔標(biāo)準(zhǔn)。
采用壓力-流量雙控的方法控制注漿量,當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力并穩(wěn)定時(shí)基本原則(穩(wěn)定時(shí)間為4min)。注漿壓力大于2倍設(shè)計(jì)壓力并無法注漿可終孔。個(gè)別注漿孔注漿量偏大應(yīng)停止注漿,分析注漿量偏大的原因后繼續(xù)注漿。
6)注漿結(jié)束封孔。
注漿結(jié)束后,應(yīng)立即拔出套管并用水泥將漿孔封堵。清洗制漿機(jī)、注漿泵后,移至下一處并施工。
7)注漿效果檢查。
①注漿結(jié)束后,與物探結(jié)果資料進(jìn)行對(duì)比,結(jié)合漿孔縫合效果,判斷注漿效果。②注漿前后,對(duì)比鉆孔注水實(shí)驗(yàn)單位吸水量,正常條件下,注漿后單位吸水量應(yīng)略小于注漿前(約為5%),且未發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象。③鉆孔效果檢查,采取抽樣檢測(cè)方法,選取4%的注漿孔,根據(jù)芯漿情況判斷注漿效果。
三、路基注漿加固技術(shù)常見問題處理
1、在施工中,主要出現(xiàn)以下幾點(diǎn)問題:①在注漿孔定位中,鉆機(jī)受施工場(chǎng)地的影響,回轉(zhuǎn)半徑變小,定位速度減慢;同時(shí)鉆塔較大,增加鉆孔難度,經(jīng)常出現(xiàn)鉆孔偏離的現(xiàn)象。面對(duì)這一問題時(shí),在鉆孔過程中要盡量靠近最初的設(shè)計(jì)位置,對(duì)一些容易出現(xiàn)偏差的地形可進(jìn)行簡(jiǎn)單加工后在進(jìn)行處理。②由于路段鉆孔地層雜質(zhì)較多,若鉆孔振動(dòng)較大可引發(fā)塌孔等現(xiàn)象,因此在施工過程中借助PVC管護(hù)孔,可有效避免塌孔等現(xiàn)象。③在注入漿液時(shí),容易出現(xiàn)攪拌漿液不均勻與儲(chǔ)漿桶內(nèi)漿液沉淀現(xiàn)象,因此必須要緊抓攪拌環(huán)節(jié),避免沉淀現(xiàn)象發(fā)生。④在注漿孔裂縫處理中,要不斷觀察裂縫變化問題,及時(shí)調(diào)整注漿壓力值,必要時(shí)可停止注漿。
2、要特別注意是注漿流程的連續(xù)性,若受外力因素而中斷可采取一下措施進(jìn)行處理:①應(yīng)盡快恢復(fù)注漿,若注漿間隔時(shí)間過長應(yīng)沖洗鉆孔再進(jìn)行注漿(若無法沖洗,應(yīng)清理鉆孔后再注漿)。②恢復(fù)注漿時(shí),應(yīng)繼續(xù)使用同級(jí)水泥漿(注漿率與中斷前相近即可),使用中斷前同級(jí)水泥漿灌注更佳,注漿率與中斷前相比減少較少則應(yīng)使用加濃漿液灌注。③注漿后,若注漿率低于中斷前且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿,必須立即采取補(bǔ)救措施。例如,可增加相鄰孔注漿壓力或適當(dāng)增加注漿孔數(shù)量。
四、施工質(zhì)量控制與檢驗(yàn)方法
1、分期、分批供應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求的水泥與外加劑等材料,在每次原材料供給之前應(yīng)及時(shí)檢查驗(yàn)收,并做好管理、發(fā)放工作。水泥與中砂等施工材料必須接受檢驗(yàn),試驗(yàn)師檢驗(yàn)合格后,方可用于施工。
2、注漿后,對(duì)比鉆孔注水實(shí)驗(yàn)單位吸水量,正常條件下,注漿后單位吸水量應(yīng)略小于注漿前(約為5%),且無法發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象,若發(fā)現(xiàn)漏水情況,應(yīng)立即進(jìn)行處理。