路基DK250955至DK251585岩溶注浆试验专项方案.doc

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1、 新建铁路鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-3标段DK250+955DK251+585路基岩溶注浆试验专项施工方案编 制：审 核：批 准：中国铁建大桥工程局集团有限公司鲁南高铁LQTJ-3标项目经理部二一七年三月目录1、 编制依据及范围21.1 编制依据21.2 编制范围22、 工程概况23、 整治设计原则及试验目的33.1 整治宽度33.2 整治范围及深度33.3 试验目的44、 岩溶注浆试验参数的初步选定45、 施工布置56、 岩溶注浆施工56.1 设备配置56.2 人员配置56.3 施工准备56.4 工艺流程66.5 注浆工艺77、 注浆检查107.1 瞬间面波法检测107.2 压水试验

2、检测107.3 钻孔取芯检测108、 附表102 / 18岩溶注浆工艺试验施工专项方案1、 编制依据及范围1.1 编制依据（1）路基岩溶整治设计图；（2）鲁南高速铁路有限公司路基岩溶注浆管理办法（试行）；（3）高速铁路路基工程施工技术规程（TB10751-2010）；（4）高速铁路路基工程施工质量验收标准（TB10751-2010）（5）铁路工程地地质钻探规程（TBJ10014-2012）；（6）铁路工程地基处理技术规程（TB10106-2010）；（7）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（GB175-2007）；（8）水工混凝土掺用粉煤灰技术规范（DL/T5055-2007）；（9）水工建筑物水泥灌

3、浆施工技术规范（DL/T5148-2012）；（10本项目所在地水文、气象、地质及现场踏勘获得的资料1.2 编制范围新建鲁南高速铁路站前工程LQTJ-3标段DK250+955 DK251+585范围内路基岩溶整治。试验段为DK251+050 DK251+150，长100m。2、 工程概况DK250+955DK251+585段内覆第四系全新统坡残积粉质粘土，为第四系全新统坡残积粉质粘土，下伏奥陶系中下统马家沟组奥陶系中统马家沟组八陡石段五阳山段灰岩和奥陶系中下统马家沟组五阳山段泥晶灰岩交替互层。1.岩溶该段出露的可溶性地层主要为奥陶系中下统马家沟组奥陶系中统马家沟组八陡石段五阳山段灰岩和奥陶系中

4、下统马家沟组五阳山段泥晶灰岩。该段碳酸盐岩地层经过长期的溶蚀和侵蚀作用，形成了丰富的地下岩溶形态。该段路基钻孔共14个，其中DK250+955-DK251+180、DK251+280-DK251+585段共11个钻孔均未见溶洞发育；DK251+180-DK251+280段共3个钻孔，遇洞率100%，线洞率15.1%。结合调查测绘综合评价；本段岩溶属中等发育，易塌陷。2.地下水地下水类型为基岩裂隙水，埋藏较深。水质类型为HCO3 Na Ca 型水、HCO3 SO4 Ca Mg型水及HCO3 SO4 Ca 型水，根据铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010），在环境作用类别为化学侵蚀

5、环境、氯盐环境时水中PH值、SO4、Cl、Mg、侵蚀性CO2等对混凝土结构无侵蚀性。3、地表覆盖层该段地表覆盖层为坡残积粉质粘土，为褐棕色粘土，具有吸水显著膨胀软化，失水急剧收缩开裂的特性，膨胀性为弱-中等。3、 整治设计原则及试验目的3.1 整治宽度1、正线路堑地段一般整治至俩侧路堑测沟平台外侧边缘。2、正线路堤地段一般整治至俩侧路堤坡脚外5m；车站站线和联络线路堤，整治至路堤坡脚外5m。3、设置路肩挡土墙、路堤挡土墙的地段，整治加固宽度至墙趾以外5m。3.2 整治范围及深度1、浅层及开口型溶洞溶洞顶板及覆盖土厚度小于3m时，一般采取揭盖回填浆切片石或混凝土处理。2.裸露型岩溶为消除地基不均

6、匀性并防止地面塌陷及变形，采用挖除换填或注浆相处理的方案。当基底存在溶洞时，注浆加固至洞底以下不小于2m。当基底不存在溶洞时，处理至挖除换填面以下5m。溶洞顶板厚度大于15m地段一般不做整治设计。当顶板破碎、溶洞跨度较大时，采取安全顶板厚度法判别确定是否需要注浆整治。若顶板厚度达不到要求（完整顶板厚跨比不小于0.5，非完整顶板厚高比不小于5.0），则采取钻孔注浆至溶洞底板以下2m。3.覆盖型岩溶地表覆盖土厚度小于30m地段，以钻孔压密注浆封闭层土石界面（岩土面上3m，下5m）,形成隔水帷幕；在加固深度范围有溶洞时，则钻孔注浆至溶洞底板以下2m。上部钻孔采取充填注浆封孔。4.岩溶极发育或串珠状熔

7、蚀现象严重地段路基采用桩板结构通过。3.3 试验目的通过设计确定的相关注浆加固试验参数，在本区段内进行现场注浆试验，总结出适合该段地质情况下合理的工艺性试验参数：注浆孔深度、孔距、注浆压力、浆液配合比、单位注浆量及停止注浆条件等。并通过注浆后对该段采用钻孔取芯、压水试验和瞬间面波法等检测手段，对注浆后土体、岩溶的注浆加固效果及质量进行检测，最后形成适合本工程试验段地质条件下的施工方案和施工工艺，以指导后续大面积施工。4、 岩溶注浆试验参数的初步选定4.1、注浆压力：初步选定为，岩层中不小于0.10.3MPa，土层中不小于0.20.5MPa，最大不超过1.5MPa。最终注浆压力值通过现场试验确定

8、。4.2浆液配合比：注浆水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液初始水灰比为1 :1，掺入水玻璃（水玻璃浓度为40Be，模数2.43.4，体积比为1：0.11：0.05），当进浆量较大时，应逐步提高浆液的浓度，当遇到空的岩溶通道、较大岩洞和裂隙处，注浆压力持续较小时，可先灌注中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填，再行注浆。4.3注浆深度：试验区属岩溶中等发育地区，覆盖层厚度612m，故按设计图纸选定，覆盖层中注浆3m，岩层中注浆12m，总计单孔注浆15m。若施工中见溶洞，应加固至溶洞底部以下不小于2.0m。4.4注浆范围：横断面方向，对于路堤及路堑边坡挖方高度小于1.0m地段，加固宽度为坡

9、脚外5.0m；对于路堑边坡挖方高度大于1.0m地段，加固宽度为两侧堑脚范围以内，当堑脚有挡土墙或桩支护时，加固宽度取墙（桩）外侧范围以内。5、 施工布置5.1. 注浆点个数：本次试验拟确定104个注浆点，间距7m，正方形均匀布置。按设计要求均匀布置在整治段落内。5.2.施工平面注浆点布置见岩溶注浆孔布置示意图。6、 岩溶注浆施工6.1 设备配置1）钻机：配置孔径110mm地质钻机6台。2）压浆泵、储料桶各3台。3）护壁导管采用1204.5无缝钢管。4）注浆导管采用423.0花管，孔眼加工长度设置为2.0m，花管孔径612mm，孔间距20cm，呈螺旋状分布。注浆导管采用螺纹连接。5）止水阀栓塞采

10、用操作方便、止水可靠的机械式止水栓塞。6.2 人员配置现场配置专业工程师2人，操作工20人。6.3 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情况，防止污染水源；2）将试验地点场地平整，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、河砂、水玻璃等；6）加工注浆用花管、护壁导管等，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；8）完成全段注浆前物探及静力触探，确定注浆前土体物理指标。6.4 工艺流程 注浆加固路基施工

11、工艺框图6.5 注浆工艺1、 钻孔、注浆顺序1）按岩溶注浆工艺试验布孔图现场放测孔点。场地平整并确保排水通畅后，准确测量钻孔前原始地面高程。2）注浆孔应跳孔施钻，跟孔注浆。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。2、 注浆压力与注浆方式选用1）注浆压力初步选定为，岩层中不小于0.10.3MPa，土层中不小于0.20.5MPa，根据现场实际控制注浆压力，最大压力不超过1.5Mpa。2）溶洞、土层及无溶洞岩层注浆采用纯压注浆方式，一次注浆到位。3、 注浆孔钻进钻孔方式采用水钻。桩机就位后，让钻头对准孔心，确保对准偏差不大于50mm，钻杆垂直度偏差不大于1后，即开钻

12、，开钻时，注意保持并经常校核钻杆的垂直度，保证垂直钻孔。当第一根钻杆钻进后，取出芯样，接长钻杆，继续钻进，直到钻至设计加固深度。如有塌孔，应采用套管跟进。当遇岩溶时，应加固至溶洞底部以下不小于2.0m。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，记录表上应详细记录地质变化情况，采用搓条法确定土体物理状态。当遇溶洞时，应详细记录溶洞深度、填充情况等。4、 注浆1）注浆自下而上进行，一次性全孔注浆。2）岩层（岩溶）注浆待钻机钻至岩溶中设计标高时，提管至基岩面以上设计注浆界线处，安装到位压浆花管，让止水栓塞在设计注浆界线处密贴孔璧。然后开始注浆，向孔洞中注纯水泥浆，直到压力维持

13、在1.5Mpa左右，压力直线上升为止。若遇到溶洞，采用循环水洗孔完毕，安装压浆花管安装到位后，让止水栓塞在设计注浆界线处密贴孔璧。注浆开始时，根据地质钻孔揭示的溶洞大小，先向溶洞中快速压一定数量的纯水泥浆，然后向洞中灌注中粗砂或水泥浆液（可含碎石），直至溶洞充填后才能进行注浆。注浆直到压力达到1.5Mpa左右，压力直线上升为止。3）停止注浆的条件岩溶（岩层）注浆当达到下列标准之一时，可结束注浆：A、纯压注浆孔口压力维持在1.5Mpa后，注浆压力呈直线上升为止；B、冒浆点已出浆范围外35m时；C、注浆量达到平均注浆量1.52.0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。4）

14、岩溶注浆注意事项、当地质钻孔发现岩溶较大，相邻两孔可能联通时，注浆孔应跳2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。非探灌结合孔注浆孔施工应自线路坡脚线向线路中心的顺序进行，先两侧后中间，保证注浆质量。当遇到空的岩溶通道、较大岩洞和裂隙处，注浆压力持续较小时，可先灌注中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填，再行注浆。、注浆钻孔孔位偏差不宜超过50mm。开钻前必须保证机身平稳，钻孔偏斜1，钻进时应保持中速，遇硬层应减速慢钻，以防卡钻。、采取措施确保注浆连续进行，尽量不中途中断。、注浆过程中，如压力骤然上升或浆液流量突然加大，或注浆加固区外出现跑浆冒浆现象，应立即停注，查

15、明原因并处理后再恢复注浆。、注浆过程加强地面观测记录。在注浆区域埋设观测桩，在注浆前后观测其水平位移、冒浆点的位置、地面沉陷等。、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。7、 注浆检查7.1 瞬间面波法检测在注浆前后，均通过瞬间面波法检测形成物探成果，对比检验注浆效果。7.2 压水试验检测注浆前后，钻孔压水试验的单位长度吸水量对比，检验注浆效果。压浆后单位长度吸水量应小于注浆前吸水量的35，且不存在明显的漏水现象。7.3 钻孔取芯检测钻孔检查

16、，检查孔数的5，根据芯样判断注浆效果。8、 附表1、钻孔记录表2、压浆记录表3、压水试验记录表4、钻芯取样记录表附表一 钻孔记录表里 程： 孔 号： 孔口高程：时间深度（m）本 次进 尺高程（m）地质情况描述备 注起止起止监理工程师： 质检工程师： 技术负责人： 记录： 复核：注： 1、本表系灌浆前钻孔记录。2、地质情况描述主要填写岩性及岩土物理状态。附表二 灌浆记录表里 程： 孔 号： 孔口高程：时间水灰比压浆段情况描述注浆压力（Mpa）本次进 浆量（L）累计进 浆量（L）备注下端高程上端高程长度地质情况综合说明与评价：监理工程师： 质检工程师： 技术负责人： 记录： 复核：注： “备注”栏

17、填写注浆方式及有关异常情况。附表三 压水试验记录表里 程： 孔 号： 孔口高程： 孔深：时 间水 头高 程压水段长 度本压注水量（L）本次单位长度吸水量（L/m.min）累计注水量（L）累计单位长度吸水量（L/m.min）备 注综合说明与评价：监理工程师： 质检工程师： 技术负责人： 记录： 复核：注： “备注”栏填写注浆方式及有关异常情况。附表四 钻芯取样记录表里 程： 孔 号： 孔口高程： 灌浆日期： 取芯日期：时间深度（m）本 次进 尺高 程（m）芯样情况描述备 注起止起止综合说明与评价：监理工程师： 质检工程师： 技术负责人： 记录： 复核：注： 1、本表系灌浆后取芯记录。2、芯样情况主要描述岩石节理、岩溶填充及芯样情况、岩溶填充物固结情况等。