摘要:本文简述了路基岩溶整治在黔桂线第五标段特殊路基施工中的应用。
关键词:岩溶整治 特殊路基 施工应用
黔桂铁路线是我国的一条连接贵州省和广西壮族自治区的重要交通纽带。本条线设计时速120km/h,为了保证列车安全、舒适、高速的运行,无论从设计上还是在施工中都具有科技含量高、质量要求高、设计标准新、施工工艺新等特点,路基岩溶整治就是其中的一种。
1 工程概况
黔桂线DK472+000-DK472+920段位于贵州都匀甘塘镇界内,段内属溶蚀峰林谷地地貌,丘坡基岩裸露;该段岩溶强烈发育,局部地段中等发青,伴随岩溶碎带;斜缓坡覆盖层厚为0-20m,局部大于25m,基石为白云岩,局部白云岩夹泥灰岩,不良地质岩溶。
2 岩溶整治对象判据及整治原理
2.1岩溶整治对象判据
铁路线通过岩溶地层时,如果岩溶地层的岩溶极发育或发育,且属隐伏岩溶形态,用岩溶地面塌陆判据综合评分达71-89分(易塌陷区)地段的溶洞、连通性较好的垂直发青的溶蚀碎带、地下水位波动范围在基岩与覆盖层接触界面附近的段落和达90分以上区(极易塌陆区)均为整治主要对象。
2.2岩溶整治原理
岩榕整治是在通过判断岩溶地质发育程度的基础上,采用钻机将注浆管及注浆头钻置于岩溶层里设计深度后,通过注浆管将预先配制好的水泥浆加速凝剂注进溶岩里,从而使溶岩地基达到填充加固效果。
3 路基注浆岩溶整治的特点
(1)施工机具设备简单,施工方便;
(2)路基注浆岩溶整治是针对隐蔽的深层岩溶最佳 岩溶处理方法;
(3)路基注浆岩溶整治所用材料为加速凝剂的水泥浆,流动性好,溶岩地基达到填充加固效果佳。
4 工艺流程
岩溶整治施工工艺流程详见图1:
5 施工操作要点
5.1施工准备
为了解决注浆固结体的性质和浆液的合理配比,注浆施工前,利用注浆孔选取2-3个代表性点进行注水和压水实验、注浆实验,确定注浆压力、水灰比、注浆量,待初凝结束后,利用附近的注浆钻孔进行观测验证,以确定注浆参数。
本工程先钻检查孔二个,进行注水试验和压浆试验,求得孔底基岩的渗透系数,根据设计规范要求和观测验证,确定注浆浆液的水灰比采用1: 1较合适(本文仅提供出实验1#孔计算详见表1、表2)。
5.2施工设备
为了高速、高质的完成任务,我方组织先进的、保养良好的设备人现场,它们是:
(1) XJ-100型钻机 9台;
(2)注浆机(4.0kW) 2台;
(3)搅拌机(2.2kW) 2台;
(4) GTS711全站仪 1台。
5.3施工材料
根据配比的要求计算出工地水泥用量,并组织备料。本工程主要材料是都匀剑江P.O,32.5普通硅酸盐水泥,其它辅料有粉煤灰、速凝剂。
5.4孔位施工测量
我们采用GTS711全站仪根据设计溶岩整治范围要求进行放样孔位。
(1)宽度:路重距线路中心左右2.5m各布一排注浆孔,路堤为线路 中心,左右5m各布一排注浆孔,如果填方坡脚线距离线路中心距离较远,或坡脚处有明显溶洞危及边坡稳定时可适当地增加注浆孔排数,直到坡脚;
(2)长度:岩溶发育区的岩搭地面塌陷判据综合评分71分以上区溶洞、垂直溶蚀破碎带、地下水位波动在基岩与覆盖层接触面附近和达90分以上区对应里程范围,本段里程为DK472+000-DK472+920。
5.5整治原则
(1)覆盖土层厚度和填方厚度之和小于15m地段的 垂直溶蚀破碎带钻孔充填注浆整治到基岩面下5m,溶洞钻孔充填注浆基岩面下10m深度;
(2)在基岩裸露地段,地面以下15m深度内存在溶洞 的地段,钻孔充填注浆整治设计深度至溶洞底版;
(3)在易塌陷区,地下水位波动在基岩与覆盖层接 触界面附近,钻孔压密封闭注浆整治到地下水波动深度,但不大于20m,在覆盖层中形成封闭;
(4)对线路上我部需洞、开口溶洞或发育连通性较 好的垂直岩溶采取揭盖因填或封闭的方法进行处理;
(5)在极易塌陆区,钻孔压密封闭注浆整治设计深 度到基岩与覆盖层接触界面,遇有垂直溶蚀破碎带和岩溶,在基岩中钻孔充填注浆整治设计深度到基岩面下5m和10m。
5.6主要设计参鼓
(1)钻孔间距为5m,排距为5m,交错布置.具体施 工时,视岩榕发育程度、施工现场等情况,孔位原则上可在2m内调整,当支挡结构物基础下有岩溶需注浆处理时,孔距应适当加密;
(2)使用纯水泥浆加固处理岩溶时,水泥采用 P.0.32.5水泥,水灰比一般为0.6:1-1:1。注浆时可掺入 粉煤灰代替部分水泥,掺人量可为水泥重量的20%-50%;
(3)注浆量按所需充填岩溶孔隙的体积或压密封闭 的覆盖土层的孔隙体积进行控制。水泥浆液体积应与充填或压密体积对应;
(4)当注浆量较大时,可填加速凝剂,但掺人量不大 于浆液的3%,对空溶洞或半充填溶洞,应间隙注浆或加砂、碎石充填后再注浆;
(5)充填注浆和压密注浆的注浆压力为 0.2-0.5MPao压密注浆的孔间距应适当加密到4m,排距.4m交错布置,注浆压力取高限。
5.7施工注意事项
5.7.1钻孔
(1)钻孔位置依据平面图和剖面图施放。图上的推测钻孔,在施工完确定位置孔后,采用探灌结合的方法,重新核实确定孔位;
(2)钻孔终孔直径不得小于9lmm,钻至设计深度 后,埋人注浆管,管外孔口段用水泥浆加速凝剂凝固,待达到强度后,实施注浆;
(3)在钻孔过程中土层和岩溶发育破碎带可采用 眼管干钻,钻至岩层后可采用饱和水钻进,严禁使用泥浆钻、大水冲水钻进。
5.7.2注攘
(1)注浆工作必须连续进行,若因故中断,应及早采取处理措施,尽快恢复;
(2)出现下列情况之一时,需间歇反复注浆;
a.注浆孔揭露较大的溶洞,自流注浓浆2m3后,孔内浆液面仍没有明显抬升。
b.浆液漏失严重,一次连续注浆2旷后,注浆速率不减或压力不升高。
c注浆压力突然降低或速率突然升高。
d注浆环境发生异常情况。
(3)注浆过程中,注意控制压力并加强巡视,避免 污染环境(如水源、农田),发现异常情况,应立即采用相应措施。
5.7.3注浆实验及质量检查
6 主要工程数量
我方按施工图要求布孔,在个别不能摆放钻机的孔位做了适当移位,共计钻孔80个(含6个检查孔),总计1212.9延长米。总计注浆量水泥524虫,速凝剂300kg。
7 施工整治效果检测
注浆施工结束后,为了解施工质量,我们积极配合驻地监理工程师进行注浆效果检查,在注浆孔间布置6个(5%-10%质量检查孔)质量检查孔,经检查孔岩芯可见多处水水泥块,基本填满可见缝隙。本工程达到合格以上的要求。
作者:杭州市余杭区公路段 李乐阳
中铁三周运输工程分公司 董培壮