岩溶注浆方案

2.4岩溶地区路基施工

本试验段岩溶路基里程为DK2170+800~839.13，全长39.13m，设计采用注浆加固处理。

2.4.2岩溶地基加固施工

岩溶地基加固施工是本试验段的重点工程之一，单独编制重点工程施工方案，详见第五章第一节。

第一节岩溶路基地基加固施工

1 工程概况

线路DK2170+800~839.13段,全长39.13m,为岩溶路基，采用注浆加固处理。

该段地势较为平坦开阔，水塘密布。水塘淤泥厚度1~1.5m。

地层岩性：除上覆人工填土外，其下一般为：

（1）粉砂~砾砂，浅黄~褐黄色，稍密~中密，饱和，厚度6~8m。岩土工程分级为I级。

（2）粉质粘土，褐黄色，软~硬塑，厚度0~2m，岩土工程分级为Ⅱ~Ⅲ级。

（3）灰岩，浅灰~灰色，微风化。岩溶发育，局部为溶洞。

地下水较发育。

2 劳动力组织

安排路基岩溶处理施工队，共17人，负责该段岩溶路基注浆加固处理施工。

劳动力组织

序号工种人数工作内容

1 班长 1 负责指挥协调各工序操作，控制加固质量

2 钻机工 2 正确操纵钻机成孔，检查维修机械

3 浆液配制搅拌工

4 浆液的配制及搅拌

4 司泵 2 统计材料用量，记录泵送时间

5 电工 1 负责电器设备的安装和安全使用

6 普工 6 固结套管，清洗输料管道等

7 记录员 1 负责施工记录、兼质量检查员工作

3 主要设备配臵

主要机械设备配臵表

序号名称型号单位数量用途

1 钻机无锡30型台

2 成孔

2 拌浆机SM-200 台 2 制备浆液

3 搅拌式贮浆桶SS-400 只

4 过滤杂质，储备浆液

4 液压注浆泵SYB50／50 台 3 压注浆液

5 流量压力自动记录仪SPQ-850 台 4 显示流量压力和总注浆量

4 工期安排

岩溶路基注浆施工计划安排在2005年5月16日开工，2005年6月30日完工，共安排45天完成。

5施工布臵与临时设施

5.1施工便道

根据施工总体安排，施工便道贯穿全线试验段。本段施工采用贯通便道。

5.2施工用电

根据施工总体安排，试验段沿线架设临时贯通电力线，故本段施工可接引临时贯通电力线。

5.3施工用水

施工地段位于村庄附近，村内有水井，施工用水可接引当地村民用井水。部分施工用水可就近取自临近水塘。

5.4施工排水

施工中产生的废水经沉淀、过滤，经检验达到排放标准后排入附近水沟。

5.5临时设施

施工队生活用房可租用当地民房。

6 施工准备

6.1材料

(1)注浆用水采用附近村庄的井水。

(2)注浆用的水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级为42.5级，水泥保持新鲜，不超过出厂日期3个月，受潮结块者不得使用。水泥的各项指标符合国家标准，并附有水泥出厂报告。

(3)符合国家质量要求的波美度为38°～43°的水玻璃，模数2.4~3.0。

(4)对选购的水玻璃进行稀释直至符合要求的浓度备用。

(5)当采用中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填，采用粉煤灰

水泥浆液注浆时，其砂、粉煤灰材料的要求为：

①砂：其粒径小于2.5mm的中粗砂，含泥量及有机物含量小于3％。

②粉煤灰：进行磨细，其细度不粗于同时使用的水泥，烧失量小于3％。

6.2机具设备

(1)注浆设备主要包括钻机、注浆泵、搅拌机、混合器、止浆塞、筛网、注浆管、孔口盖及配套仪表等

(2)辅助设备与机具：

①机动小翻斗车、手推车、铁锹等生产用小型工具。

②水准仪、经纬仪、倾斜尺、水平尺、测绳等检测工具。

6.3 作业条件

(1)施工场地预先平整，并沿钻孔位臵开挖沟槽和集水坑。

(2)按基准点、施工图标定孔位，并进行复测。

(3)在注浆施工前，对钻机、注浆泵、搅拌机等机械进行检查、调试、维修，使其保持良好的状态。

6.4技术准备

(1)取得详细的岩土工程勘察资料、注浆加固设计文件及图纸、施工现场平面图、控制桩点的测量资料。

(2)对水泥强度、安定性及其他必要的性能指标进行复试。

7注浆工艺流程图

钻孔注浆工艺流程图如下：

8 施工工艺、施工方法

8.1定孔位

根据设计要求标出注浆孔位臵，并进行复测。注浆孔采用梅花型布臵，孔纵向间距5m，排距5m。

8.2钻机与注浆设备就位

(1)注浆孔位标定后，移动钻机至钻孔位臵，完成钻机就位。

(2)钻机就位后，用倾斜尺、水平尺等工具调整钻机角度，安装牢固，定位稳妥。

(3)各类设备就近安装，注浆管线固定，不宜过长，一般为30～50m，以防压力损失。

8.3钻进

(1)将钻杆对准所标孔位，用φ108钻头开孔钻进，保证开孔直径≮110mm。开孔时要轻加压、慢速、大水量，防止将孔开斜。

(2)钻进至一定深度，采用套管护壁。

(3)加固深度为岩土界面以下6m，即孔深潜入基岩6m，若施工过程中遇溶洞，应至溶洞底板下1.0m。孔深6m范围内未遇见溶洞，即可结束钻探，对溶蚀裂隙进行注浆加固。注浆套管嵌入基岩0.5m，用M7.5水泥砂浆固结成一体。终孔直径≮91mm。

(4)钻进过程中应注意观察地层变化，详细作好钻孔记录。

8.4注浆施工

8.4.1试泵

开泵前先将三通转芯阀调到回浆位臵，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。

8.4.2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。

在确定注浆管内无阻塞物后，即可进行注浆管安装。为减少拔管时的阻力，在注浆管上可上防水板。用沾有CS胶泥的麻丝绳绕成不小于钻孔直径的纺锤形柱塞，把管子插入孔内，再用台车将管顶入孔内到要求深度，使麻丝栓塞与孔壁充分挤压紧实，然后在麻丝与孔口空余部分，填充CS塑胶泥，使注浆管和止浆塞固定。注浆管外露的长度不小于30~40cm，以便连接孔口阀门和管路。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。

8.4.3压水试验

压水压力由小逐渐增大到预定注浆压力，并持续15min。

8.4.5浆液配制

(1)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，视具体情况先灌入中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填，再采用煤灰水泥浆液或双液注浆。按设计要求的水灰比用高速拌浆机拌合水泥浆液。

(2)在浓水玻璃中加水稀释，边加水边搅拌，并用玻美计测试其浓度。施工中采用的水玻璃波美度为38°～43°。

(3)将配制好的化学浆液和水泥浆液各送入搅拌式储浆桶内备用。8.4.6注浆

(1)注浆管路系统的试运转：用1.5~2倍于注浆终压对系统进行吸水

试验检查，并接好水、电；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。试运转时间为20min。

(2)注浆顺序：按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)注浆压力控制：灰岩中为0.1~0.3MPa，岩土界面附近逐步加大到0.3~0.5 MPa。8.5结束注浆。

当注浆达到下列标准之一时，可结束该孔注浆：

(1)注浆孔口压力维持在0.2MPa左右，吸浆量不大于40L/min，维持30min。

(2)冒浆点已出注浆范围外3~5m时。

(3)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。当达不到上述标准时，应清孔再次注浆。

8.6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。拔管时使用拔管机。每次上拔高度为500mm。拔出管后，及时刷洗注浆管，以便保持清洁、通畅。拔出管后留下的孔洞，及时用水泥砂浆封孔。

9 注意事项

(1)注浆钻孔采用钻机成孔，钻机须安装牢固，定位稳妥、固定。注浆孔应跳孔施钻，不应全部钻孔完后再注浆，以免孔位串浆，增加难度及清孔工作量。

(2)各类设备应就近安装固定管线，不宜过长，以防压力和流量消耗。

(3)钻机成孔插入注浆管后及时封堵孔口及附近的地面裂缝以防冒浆。

(4)注浆用的浆液应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始注浆，并应在注浆过程中不停地缓慢搅拌，搅拌时间应小于浆液初凝时间。浆液在泵送前应经过筛网过滤。

(5)注浆施工时，采用自动流量和压力记录表，并及时对资料进行整理分析。

(6)开启或关闭注浆泵时必须先开启或关闭化学注浆泵，以免堵塞管路。

(7)注浆过程中尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。

(8)注浆顺序按跳孔间隔方式进行，并采用自路基坡脚向线路中心的顺序进行。

(9)机电设备固定就位，不可乱堆放、搬动，电动部分设臵网罩，电箱电线应悬挂。

(10)不得将盛浆桶和注浆管路暴露于阳光下，以防浆液凝固。

(11)注浆全过程应做好技术资料和基础数据记录、整理、分析工作。

(12)注浆过程应加强地面观测记录（水平位移、冒浆点的位臵、地面沉陷等）。

(13)各孔注浆量依据具体地质情况有较大的差异，当连续注浆单孔超过15吨水泥不见升压时，应考虑提高浆液浓度、添加粉煤灰双液注浆。必要时间歇注浆。注浆量过大时，应提请有关四方会勘，采取适

当的工程措施进行处理。

10成品保护

(1)组装设备及注浆孔施工时，需注意保护现场轴线桩和高程桩。

(2)先成孔后注浆施工注意对成孔的保护。

(3)注浆体未达到设计强度前，不得开挖或扰动注浆体。

11质量记录

(1)水泥等注浆材料的试验记录。

(2)注浆施工记录。

12注浆效果检查

(1)注浆前后，物探成果资料对比，检查注浆效果。

采用标贯法和触探法对注浆前后的土体、桩体分别进行测试，检查注浆效果。

(2)注浆前后，钻孔注水试验的单位长度吸水量对比，检查注浆效果。注浆后单位长度吸水量应小于注浆前吸水量的3%~5%，且不存在明显漏水现象。

(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。

13安全、环保措施

13.1安全操作要求

(1)操作人员必须持证上岗。钻机操作工、注浆泵司泵人员应具有熟练的操作技能并了解施工的全过程。

(2)机械、电气设备必须达到国家安全防护标准；施工中若发现设备

运转异常，应立即关闭电源进行检修。

(3)机电设备应固定就位，不可随意搬动，电动部分应设臵网罩，电箱电线应悬挂。

(4)注浆过程中应避免高压喷嘴接头断开或软管破裂导致浆液喷射、软管甩出引发安全事故。

(5)施工中钻机应臵于平整坚实的地面上，钻机移位时应平稳并保持挺杆垂直，防止倾斜倒塌。

13.2环保措施

(1)水泥和粉煤灰等细颗粒散体材料，应遮盖存放，运输时防止遗撒、飞扬。

(2)化学注浆时应避免浆液对地下水源及周围环境的污染。

(3)废弃的砂料及水泥袋等包装物及时清理，不得随处抛撒。施工机具应采取降低噪声措施，减少扰民。

岩溶注浆施工作业指导书

1 适用条件及范围：

适用于中铁五局衡茶吉铁路工程指挥部管段岩溶注浆施工。

2 施工准备

（1）审阅图纸：仔细审阅施工图纸及文件，图纸所标注的尺寸、工程数量等有无错误、遗漏，是否详尽，发现问题及时与相关设计单位、监理联系，以便及时更正。

（2）测量放样：对照施工图纸准确放样边坡开挖桩，进行详细技术交底。

3、成孔工艺

（1）钻头压力和转数选择

本段岩溶主要为III级、IV级地层，结合部分参考资料，钻头压力和转数选择如下表，施工中根据实际勘探情况作适当调整。

（2）钻孔

设备安装必须使立轴中心、孔口管中心、孔位中心三心一致，方位与设计一致。钻进使用长粗径，孔深时宜使用代导器的粗径。

对于孔斜超出规定要求时，应结合该部位注浆资料，和质量检查情况进行全面分析，如确定对注浆质量确存影响时，应采取补救措施。

钻孔遇坍塌掉块、空洞裂隙、漏失地层难以钻进时，确定部位查清原因，可先进行注浆处理，而后进行钻进，也可采用自上而下的注浆成孔方式。

不管是成孔之后等待灌浆，还是灌浆结束等待成孔，孔口均应封堵加盖，妥善保护。

（3）洗孔

钻孔结束后，应在孔内下入导管到孔底通入大流量水流从孔底向外进行冲洗，直至回清水5~10min为止。孔底沉积物不得超过20cm。冲洗压力为注浆压力的80%，即0.24MPa。

（4）注浆

冲洗结束后，即可进行注浆。注浆水泥采用PO32.5水泥，水玻璃38-43Be,,模数2.4-3.0。水泥浆液水灰比0.8:1-1:1。若遇空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙时，视具体情况先灌注中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行填充，再采用粉煤灰水泥浆液或双液注浆。全填充溶洞一般采用单液注浆。注浆压力参数：灰岩中为0.1-0.3MPa，岩土

界面附近逐步加大至0.3-0.5MPa。

当注浆达到下列标准之一时，可结束该孔注浆：1）注浆孔口压力维持在0.2MPa左右、吸浆量不大于40L/min、维持30min。2）冒浆点已出注浆范围外3-5m时。3）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。当达不到上述结束标准时，应清孔再次注浆。

（5）钻孔注浆施工要求

1）注浆应跳孔施钻，不应全部钻孔完成后再注浆，以免孔位串浆，增加难度及清洗工作量，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，保证注浆质量。注浆孔有空洞时灌注中粗砂或水泥浆液（可含碎石）直至溶洞填充后才能进行注浆。

2）注浆钻孔孔位移动不宜超过0.5m。

3）注浆全过程应加强地面观测记录（水平位移、冒浆点的位臵、地面沉陷等）。

4）注浆全过程应做好技术资料和基础数据记录、整理、分析工作。

5）注浆结束后及时用水泥砂浆封孔。

6）注浆过程注意环境保护，及时清理污染物。

钻孔机械，采用地质钻机成孔，遵循自周边向中间、先台尾再其它部位、先大溶洞后小溶洞的施工原则，采用高压泵单液及双液注浆的施工方法。

通过注浆试验，调整材料配比和注浆压力等工艺技术参数，满足注浆加固指标，指导大面积施工。

施工工艺流程参见“岩溶注浆加固施工工艺框图”。

注浆质量控制符合设计及相关标准要求。进行注浆施工前后物探成果资料对比，检查注浆效果；进行注浆前后钻孔注水试验的单位长度吸水量对比，检查注浆效果。注浆后，单位长度吸水量应小于注浆前吸水量的3～5%，且不存在明显漏水现象；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。土层、裂隙岩溶、洞穴等必须干钻取芯，岩芯采取率>90%，检查孔同时兼补浆孔。做好技

术资料和基础数据记录、整理、分析工作。

4、成孔罐浆

（1）、机具选择

根据场地施工条件，钻孔深度、地层条件等因素，机具选择如下：

（2）、压水试验

根据设计要求，在注浆前后进行压水试验，了解地下不同深度的岩层的裂隙性和渗透性。即在1m高水柱的压力下，1m试验段长的孔段内，每分钟渗入岩层中水的体积。

由于本段岩溶注浆的设计原则为“以封闭土、石界面，形成隔水帷幕”，注浆厚度仅5~8m，因此，采用一个压力点的机械压水法压水试验。

1）压水的设备

胶塞：圆柱形，直径为107~108mm，在装臵胶塞间应放铁垫板，厚度2mm，直径较胶塞小20~30mm。

工作管及承压管：工作管内径不得小于50mm，当吸水量Q≤50L/min，可以使用50mm的钻杆代替；承压管可用直径51mm以上的铁管，也可用孔壁管；工作管及承压管内壁不能过于粗糙，以减少压力损耗。

压力表：精度不小于2.5级；当处于工作状态时，轻击压力表，其指针不超过极限压力值的2%，加压停止后，指针应回到0点；使用

的压力值一般应在压力表极限值的1/3~3/4范围内。

流量箱：当流量小于5L/min，禁止使用流量表，必须使用流量箱；流量箱内要设有防止水面波动且刻度清晰，不易变形的水尺，水尺的刻度应直接表示水的体积读数；流量箱须根据流量的可能变化选用直径50cm，高70cm的量筒。

流量表：选用公称通径20mm的叶轮式流量表；流量表使用前，进行校准工作，校准使用流量箱进行，记录流量表和流量箱的数值，点绘实际耗水量和流量表读数的坐标线，若曲线不在450的分角线上，则流量表有误差，须进行校正。

水位计：选用电测水位计。

供水设备：根据条件，选择合适的供水设备，当条件许可时，采用自流式法进行压水试验；当采用水泵压水时，采用双缸往复式水泵和电动离心泵，以保持压力值的稳定，出水均匀。安装水泵时应注意以下几点：为避免因水源水质不洁而吸入杂物，以致堵塞管路或造成供水故障，吸水龙头应包1~2层孔径小于2mm的过滤网；吸水龙头离水池底一般不小于0.3mm；出水口要装有灵活可靠的调节配水阀门。

送水水管：采用直径38或51mm铁质水管，胶皮管易弯曲将增大水管的压力损耗，尽量避免使用。

卷扬设备：可利用钻机的卷扬设备。

时钟：用秒表或电子手表记录时间。

2）压水试验对钻孔的技术要求

压水试验钻孔孔径应尽可能保持均匀一致，孔壁必须完整，以使栓塞与孔壁密贴不漏水，必要时可考虑在预计位臵浇注水泥，待水泥凝固后，用旋转岩心钻钻穿水泥浇注孔段。

在坚硬地层使用合金钻头钻进，在松软地层中应用冲击钻进。

在钻进过程中采用清水钻进，水质不能浑浊，禁止采用泥浆、泥球等钻进方法。如果用于特殊原因使用泥浆固壁钻进时，在压水试验前，应进行洗孔。

对试验段以上所遇各层地下水，应进行止水，待含水层封闭后，方可继续钻进。

3）压力值的选定

由于本试验为一个压力点的压水试验，压力值采用30m水柱高，即0.3MPa。

4）压水试验的步骤和要求

a、清洗钻孔

在一般情况下，岩心完成，没有特殊不良地质现象和软弱夹层，可用高压水流的正循环冲洗孔壁，待回水澄清无沉碴时，即可停止洗孔。洗孔的时间一般不得小于2h。在松软地层洗孔有困难时，可放过滤器后再进行清洗。

b、试段隔离

根据孔径和试段位臵，确定塞直径和压水管长度。栓塞卡与设计要求的深度后，应采用试段的最大压力进行试验，测定管内外水位，检查栓塞止水效果，如果有绕塞返水现象，应进行处理。

c、测定地下水静止水位

试验前应观测试验孔段的地下水位，以确定压力计算零点，观测每10min进行一次，当连续3次读数的水位变幅小于1cm/min时，观测即可停止。以最后一次测得的水位确定压力计算零点。若各试段位于同一含水层时，可统一测定水位。

d、流量的观测

把压力调到设计值并保持稳定后，每隔10min测读一次流量，当试验成果符合下述标准之一时，此段试验工作即可结束，并以最终流量读数作为计算用的流量，即压入耗水量。

连续4次读数，其最大值与最小值之差小于10%；

当流量逐渐减少时，连续4次读数的数值均小于0.5L/min；

当流量逐渐增大时，连续4次读数不再有增大的趋势。

5）资料整理

由于采用单压力点作压水试验，缺少判断条件，故不能判断某次试验成果的正确性，一般情况下，只要钻孔冲洗符合标准，水位测量正确，栓塞严密，压力稳定，流量读数正确，试验成果即可用于参数对比计算。

q=Q/PL

式中 q——透水率（Lu）

Q——压入流量（L/min）

P——作用于试验段内的全压力（MPa）

L——试验段长度（m）

5、岩溶地基嵌补、换填

对位于基床厚度范围内的岩溶溶沟、溶槽，将突出的坚硬岩石进行清爆处理，将溶沟、溶槽里的堆积填充物采用人工或机械清挖干净，进行换填处理，基床表层20cm范围换填C20混凝土。裸露、半裸露型岩溶地段，

岩溶注浆加固施工工艺框图

否

是

对规模较小的溶洞、溶蚀裂隙，采用C15片石混凝土回填、嵌补。裸露、半裸露型岩溶地段，对规模较小的溶洞、溶蚀裂隙，采用C15片石混凝土回填、嵌补。施工工艺流程参见“岩溶嵌补、换填施工工艺框图”。

岩溶地基嵌补、换填施工各项质量控制符合设计及相关规定要求

并按照规定预留混凝土试件，进行28天标准强度检测。

岩溶嵌补、换填施工工艺框图