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1、-路基岩溶注浆试验专项方案-第 10 页鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-3标段路基岩溶注浆试验段专项施工方案 编 制： 审 核： 审 批： 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五月目录1、 编制依据及范围11.1 编制依据11.2 编制范围12、 工程概况13、 整治设计原则及试验目的23.1 整治宽度23.2 整治范围及深度23.3 试验目的34、 岩溶注浆试验参数的初步选定34.1 注浆压力34.2 浆液配合比34.3 注浆深度34.4 注浆范围35、 施工布置36、 岩溶注浆施工46.1 设备配置46.2 人员配置46.3 施工准备46.4 工艺流程5
2、6.5 注浆工艺67、 注浆检查87.1 瞬态面波法检测87.2 电测深法剖面87.3 压水试验检测87.4 注水试验检测98、 附表9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）
3、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、地质及现场勘测获得的资料1.2 编制范围DK245+280 DK245+448.2、DK246+380DK246+471.22、DK249+600DK249+755、DK250+385DK250+695、DK250+955DK251+585路基岩溶整治长度1354.42m。取试验段为DK245+300 DK245+400；DK249+600DK249+700；DK250+485DK250+605；DK251+050DK251+150。2
4、、 工程概况DK245+280 DK245+448.2段内覆第四系全新统坡残积（Qd1+e1）粉质粘土（膨胀土），基岩局部出露，为寒武系中统张夏组（2jz）灰岩，于基岩中分布第四系全新统洞穴堆积层（Qca）黏性土全充填溶洞。DK246+380DK246+471.22段内覆第四系全新统坡残积（Qd1+e1）粉质粘土（膨胀土），基岩局部出露，为寒武系中统张夏组（2jz）泥页岩。DK249+600DK249+755段内覆第四系全新统冲洪积（Qa1+p1）粉质粘土、沙类土，第四系上更新统（Q3）粉质粘土、砂类土，基岩局部出露，为寒武系中统张夏组（2jz）灰岩。DK250+385DK250+695、DK
5、250+955DK251+585段内覆第四系全新统坡洪积（Q4d1+e1）粉质粘土，第四系全新统坡残积（Q4d1+e1）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（Q2mbd）灰岩和奥陶系中下统马家沟组五阳山段泥晶灰岩（Q2+1mw）交替互层。本路基段为丘陵地貌，地形起伏大。第四系上覆土层，分部普遍，含较多砂粒及风化岩屑，基岩局部裸露。沿线多为树林及耕地，表层薄层耕植土，含植物根系。交通便利。本段地震动峰值加速度为0.1g，地震动反应谱特征周期0.40s。本段无明显地表水，仅在雨季时沟渠内形成季节性水流。本段地下水类型主要为岩溶裂隙水，埋藏深，在勘察期间、勘察深度范围
6、内未揭露。1.岩溶该段碳酸盐地层经过长期的溶蚀和侵蚀作用，形成了丰富的地下岩溶岩溶形态。如溶孔、溶隙、溶洞等，结合调查测绘综合评价：本段岩溶属中等发育，易塌陷。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
7、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
8、、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。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。极发育或串珠状熔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
9、条件等。并通过注浆后对该段采用压水试验、注水试验、电测深法剖面及瞬态面波法等检测手段，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0.20.3MPa，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。4.2 浆液配合比注浆水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液水泥浆液水灰比为0.6:11:1，初始水灰比为1 :1，注浆过程中可通过调整粉煤灰掺量改善浆液的可泵性、可灌性，但不得大于水泥重量的30%；当注
10、浆过程中，浆液漏失严重时，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，可高压充填砂、碎石后，再行注浆。4.3 注浆深度试验区属岩溶中等发育地区，按设计图纸土石分界处基岩面下注浆5m（注DK249+600DK249+755段8-3-2粗砂层也需注浆）。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，对于路堤地段，加固宽度为坡脚外5.0m；对于路堑边坡挖方地段，加固宽度为两侧堑脚范围以内，设有路肩挡土墙、路堤挡土墙地段，整治加固宽
11、度至墙趾以外5m。5、 施工布置（1） 注浆点个数：本次试验段拟确定注浆点个数分别为61、100、102、94孔，间距7m,正方形均布。按设计要求均匀布置在整治段落内。（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130mm和91mm地质钻机3台。2）压浆泵、储料桶各2台。3）护壁导管采用1204.5无缝钢管。4）注浆导管采用253.0花管，孔眼加工长度设置为4.0m，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）止水阀栓塞采用操作方便、止水可靠的机械式止水栓塞。6.2 人员配置每个工点现场配置专业工程师2人
12、，操作工8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 图6.4 注浆加固路基施工工艺框图6.5 注浆工艺1、 钻孔、注浆顺序1）按岩溶注浆工艺试验布
13、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。3）终孔前须进行成孔冲洗。对冲洗时返水的钻孔，以冲洗液变清为结束条件。对溶洞、岩蚀破碎带发育、冲洗时不返水的钻孔，要求流量不小于泵送额定流量的80%，冲洗时间不少于10min。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0.20.3MPa，土层中不小于0.30.5MPa，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
14、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，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）注浆先外后内、自下而上进行，一次性全孔注浆，必要时采用分层注浆。2）岩层（岩溶）注浆待钻机钻至岩溶中设计标
15、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，在终注压力下连续注浆10min的注入量不大于5L/min即停止注浆。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。在终注压力下连续注浆10min的注入量不大于5L/min即停止注浆。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、在终注压力下连续注浆10
16、min的注入量不大于5L/min；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）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
17、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 瞬态面波法检测在注浆前后，均通过瞬态面波法检测形成物探成果，对比检验注浆效果。7.2
18、 电测深法剖面在注浆前后，均通过电测深法剖面检测形成物探成果，对比检验注浆效果。7.3 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。7.4 注水试验检测注浆前后，钻孔注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。8、 附表1、钻孔记录表2、压浆记录表3、压水试验记录表附表一 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
19、： 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。