五、施工工艺及方法
1、岩溶路基填筑施工主要工艺流程见“岩溶路基填筑施工工序 流程图” 。
2、工艺要点及技术措施 ① 施工准备
施工场地预先平整,并沿钻孔位置开挖沟槽和集水坑。在每次注 浆施工前,对钻机、注浆泵、拌浆机等机械进行检查、调试、维修, 使其保持良好的状态。 ② 定孔位
根据设计要求由测量班准确放出注浆孔位置:布控按设计采用正方形布置,以左中线上的桩位控制点,向两侧延伸,最外侧要加固设 计要求边界。 ③ 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。钻机就位后,用倾斜尺、水平尺等工具调整钻机角度,使得钻机呈水平,安装牢固,定位稳妥。 ④ 钻进
将钻杆对准所标孔位,开孔直径 110mm(开孔直径不能小于设计 要求)。开孔时要轻加压、慢速、大水量,防止将孔开斜。注浆孔应统一编号,注明施工次序,跳钻施工,首先在两侧外缘进行注浆,再在中部进行,中间孔一方面作为两侧孔注浆效果的检查孔,又作为下一道工序的注浆孔,在两侧进行注浆时,也必须采用间隔注浆法,以提间注浆效果,也不能全部钻完后再注,以免引起孔位窜浆,增加注 浆难度和清孔工作量,沿线路方向每 100 米设一帷幕区域,先进行帷 幕孔钻孔注浆,再进行帷幕内部钻孔注浆,为防止覆盖土层它孔,土 层范围内钻孔套管跟进,并固结在基岩上。加固深度不能小于设计深度,若施工过程中遇溶洞,应钻至溶洞 底板下1.0m。钻进过程中注意观察地层变化,详细作好钻孔记录(每个注浆孔垂直偏斜率、孔位偏差、钻孔倾角、钻孔深度、钻孔时间等)。注浆孔施工执行《铁路工程地质钻探规程》。岩溶路基填筑施工工艺流程图 地质补探 设计院确认 平整场地 测量放孔 注浆前试验 钻机对位N监理监测Y钻机/检测原材料检验 配合比确定清孔拌制浆液注水试验 过滤 填写注浆施工记录 注浆 注入灰浆 注浆效果检查 钻机移位 注浆完成后试验检测 ⑤ 注浆施工
A.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。
B.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 M75 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。
C.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。
D.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=(0.8~1.0) :1.0:1.0,用于无填 充物的大溶洞;c、水泥水玻璃浆:溶岩连续灌浆 15t 不见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 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;d 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 0.3~0.5 MPa。 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)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。 3、防治措施 (1)填塞 ①对路堑上小而干的溶洞,在路基面上的溶洞用片石或碎石填 实,上部采用浆砌片石。砌筑浆砌片石前先铲除洞壁表面溶蚀部分, 洞壁仰斜面部分凿成台阶;砌筑厚度必须使砌体形成刚体,并不小于 0.5m;顶部与路基面平齐,并搭盖洞口四周 50~100cm。 ②边坡上及坡顶附近的溶洞:洞内充填物不深时,须全部清除, 然后用片石砌筑平整;当充填物较深时,将表层松软部分清除,用片 石填实,洞口用厚度不小于 0.5m 的浆砌片石或粘土封闭。 ③当路基下有岩溶不大,其顶板较厚,且岩质坚硬而完整,不影 响行车安全时,一般不作处理。对出露的较浅较小的干溶洞,用干砌 片石填塞后,用浆砌片石或混凝土封闭洞口。 ④当路基底部岩溶顶板不厚, 且石质破碎和工作条件差而无法填 塞时,可将顶板揭开用片石码砌或夯填碎石回填。 ⑤当开挖面发现溶洞已被土填充, 视位置和危害程度加以清除再 用片石堵塞或用浆砌片石封闭洞口。 (2)灌浆 ①对洞较深的松散堆积块石、碎石,由于清除工作量大,而且不 易爆破,采取压浆的方式,将其胶结。灌浆材料主要有纯水泥浆、水 泥速凝剂浆液、水泥-黄泥浆液、水泥-水玻璃浆液、水泥-骨料浆液 及化学浆液等。 ②由柱状图了解溶洞、漏水及覆盖土等情况。若岩心破碎、溶洞 较深、 孔内漏水, 将套管下到孔底附近试水检查, 据此决定压浆方式, 如套管位置、 有压或自流、 是否需要双液灌浆等。 先灌孔底自下而上, 停机后 20~30 分钟内用吊铊测定浆液面上升高度,以决定套管提升 的层位。每孔提升三四次至界面上土层处为止。 ③对于均质土层每米深钻孔的灌浆压力在 20KPa 左右。 但在岩溶 内封口灌浆,采用双液低压,一般 200~400KPa,最高 600KPa,用水 玻璃及水泥浆液双管灌 1~5 分钟后停机。提升套管至上一层位后再 灌。如果第二次
的灌浆量比第一次减少,而压力又可增加,说明封口 灌浆取得了成功。 提至岩土界面附近时, 可适当加压使溶沟溶隙堵塞。 如发现本孔浆液面上升至预期位置, 甚至其他孔眼及地面有冒汽浆现 象立即停机。 ④对于较深的溶洞漏水严重的钻孔,采用重力自流式灌进。套管 放在溶洞中部或顶板下,用砂和水泥浆双管同时灌进以节省水泥。如 遇进浆通道堵塞时,插进钻杆及高压水进行洗孔。注浆后二天内将套 管拔除,用 1:4 水泥砂干拌后将钻孔堵塞。 ⑤灌注完成后进行灌注效果检查。 可以钻孔抽查或超声波仪器检 查。满足下列条件之一的为合格,否则重新补钻孔灌浆,直至满足为 止: a.注浆前后岩层单位吸水率的比值大于 10; b.检查孔岩芯可见多处水泥块,基本填满可见缝隙; c.检查孔补注水灰比为 2:1 的浆液时初始注浆的前 10 分钟进浆 量小于 10L; d.检查孔注浆结束后的补注浆量小于该工点常见注浆量的一半。 (3)跨越 ①对路基下伏溶洞, 暗河等其位置很深而细长, 因施工条件不好, 不易填塞时,可将顶板炸开以钢筋混凝土盖板或桥梁通过。 ②当路基基底的岩溶经常流水或季节性的冒水, 极易造成路基发 生坍陷、沉落、淹没或翻浆者,可在上游拦截水源,若无法拦截,则 可采用钢筋混凝土盖板、桥涵、泄水洞等建筑物。如流量不大时,也 可采用填石路堤。 (4)疏导 ①排除路基附近的地表水或地下水,防止水对可溶岩的继续浸 蚀。 ②对路堑边坡上的岩溶水,可视流量大小作边坡渗沟或吊沟,将 水引入侧沟或桥涵排出。 4、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压浆前后遵循《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2004)采用 瞬态面波法进行探测。根据注浆前后瞬态面波 VR 特征的变化对比, 确定注浆效果较好确实起到加固地基的效果。 ②根据注浆前后钻孔试验的单位长度吸水量对比,检查注浆效 果。在钻孔注浆后,单位长度吸水量小于注浆前吸水量 4%左右。 ③钻孔检查。检查孔数为注浆孔数量 5%计,取芯后发现浆液充 填密实。 ④注浆观察。部分注浆孔在注浆后,冒浆点出现在路基范围之外 3~5m,可视该段路基范围岩深通道堵塞完毕。 5、注意事项 ①施工前查明路基附近的岩溶情况及成因(如岩溶类型,发展规 律,有水情况,溶洞顶板厚度及岩石破碎程度等) ,以便采取有效措 施。 ②对路基下危害性大的岩溶必须将处理经过、 施工方法及发现问 题采取的措施等,随时记入工程日志簿中,以备查考。 ③路基附近岩溶的处理,根据设计检算决定,严格按设计要求处 理。 ④路基两侧的取土坑须离开路基稍远一些并具有畅通的流水坡 度,使水不致下渗到路基基底。 ⑤当岩溶中遇有软弱填充物质时,视情况加以清除,同时将岩溶 表层的风化破碎层凿除再砌筑片石或灌注混凝土。 ⑥在有水岩溶的出入口,禁止弃碴堵塞。同时做好排水措施,准 备好排水设备,以免造成质量事故。 ⑦对有水岩溶采取疏导措施,不得任意堵塞其出口。 ⑧ 注浆管线固定,不宜过长,一般为 30~50m,以防压力损失。 ⑨ 注浆孔应跳孔施钻,不得全部钻孔完成后再注浆,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, 以保证注浆质量。 ⑩ 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。 六、工程质量保证体系 在本工程注浆施工中, 应以严格组织管理体系和科学严谨的质量 体系来保证工程质量。 1、质量控制 1)工程质量严格按照本工程制定,并经甲方和监理工程师认可 的施工方案执行,严格按国家有关技术规范、规程、标准控制施工。 2)根据施工程序,严把钻孔深度、配料注浆压力、注浆量关, 每一道工序均安排专人负责,并记录好每一道工序的原始数据。 2、工程质量保证制度 1)成立工程项目经理负责人质量管理小组,完善质量保证体系 的质量管理责任制,严格按照质量体系中规定的责权要求运行。 2)定期召开质量分析会议,组织质量教育,严格执行“三检” 制度,加强技术交底工作,强化工序控制,由责任化强经验丰富的工 程师提任质量控制人员,配合监理工程师实施监督检查,保证工程质 量。 3)加强现场施工材料管理,严格执行进料检验程序,保证施工 材料满足设计和规范要求, 不合格材料不得进场使用, 确保工程质量。 4)配备好施工机具和计量工具以满足施工要求,建立健全各种 资料、原始记录、使之成为评价工程质量的重要依据。 七、安全及文明施工措施 1、安全措施 1)建立健全各种岗位责任制,严格执行现场交接制度; 2)钻机注浆泵及高压管路必须验试运转,确认机械性能和各种 阀门管路,压力表完好后,方准施工。 3)每次注浆前,要认真检查安全阀、压力表的灵敏度,并调整 到规定注浆压力位置。 4)安装高压管路和泵头各部件时,各丝扣的联接必须拧紧,确 保联接完好。 5)注浆过程中,禁止现场人员在注浆孔附近停留,防止密封胶 冲式阀门破裂伤人。 6)注浆时不得随意停水停电,必要时要事先通知,待注浆完成 并冲洗后才可停水停电。 7)注浆施工期间,必须有专门机电修理工,以便出现机械和电 器故障时能及时处理。 8)注浆现场操作人员必须配制安全帽、防护眼镜、口罩和手套 等劳保用品,方可进行注浆施工。 2、文明施工 1)在施工现场布置各种标牌,字体应书写正确、规范、工整、 美观,并经常保持整洁完好。 2)施工现场内整洁,无杂物。 3)施工现场要有排污池,及时清理沉淀物,保持现场清洁。