岩溶注浆在铁路路基处理中的应用

1 工程概况及设计要求

洛阳至湛江铁路通道益阳至永州段DK323+777-DK324+080段位于剥蚀近陵间谷地区，谷地表层为粘土，褐黄色，软、硬塑，厚6 m左右，近坡表层为残积粘土，棕黄色，硬塑一半干硬，厚2.3 m，下伏灰色灰岩，吊埋发育，溶蚀严重，地下水较丰富，水位变化大，据钻探资料证实，灰岩顶板过薄，溶洞发育，地下暗河广布，易引起地表沉陷，此段灰岩岩溶率为5％．75.76％。

本工点的设计原则是：将浅层洞穴充填以及在土石界处封堵，固化浅部岩溶(溶洞、溶蚀裂隙等)和地下水潜蚀作用形成的土洞，充填土中的孔隙，形成水平帷幕封堵地下水通道，隔断地下水流动对持力层的影响。

具体设计要求：

①加固范围及加固厚度：注浆加固厚度一般5m。钻孔注浆遵循边探边灌，探灌结合的原则，彻底整治，不留后患。

②钻孔布置范围：DK323+830-910、DK323+945-DK324+010及DK324+020-070段右5 m，左lOm，布置4排孑L，其余地段中线左右各5m，布置3刳lq：L，每排孔距5 m，成“梅花型”布置。

③注浆材料配比：水泥采用425#普通硅酸盐水泥，水玻璃38—32 Be，模数2．4～3，0，水泥浆液水灰比0．8：1-1：1，当采用双液注浆时，水泥浆液与水玻璃体积比l：0．5，水玻璃用量5％～10％。

④注浆压力参数：注浆孑L顶压力在灰岩中为0．1一O．3 MPa，至岩土界面附近逐步加大至0．3～0．5 MPa，最大1．5 MPa，注浆结束时，当孔口压力为0．2 MPa。吸浆量为不大于4 1／mm，持续30 min可结束注浆。

⑤本段岩溶路基加同全长303 m，线路中心右5 m，左10 m范围，总钻进尺3 976 m，总注浆量5 469m，，计划工期为70 d。

2 施工工艺

2．1钻孔

①  设计要求布置施工孔位，全部钻孔统一编号。钻孔平面布置与设计误差不大于50 cm，钻孔的直径和径孔深度应符合设计规定，孔深误差小于0.1 m，孔内残留岩芯不应超过20 cm，除施工要求5％～10％超前探取芯外，其它注浆孔可不取芯，但应逐孔作好记录，准确划分岩土界面、岩溶裂隙及溶洞的填充情况。

②注浆孔应跳孔施钻，不应全部钻完后再注浆。以免孔位串浆，防止增加施工难度及增加清孑L工作量。注浆孔施工应先两侧后中间，保证注浆质量。

③钻孔方法。采用水冲钻进，钻至基岩后，土层应先用套管护壁，再用75#水泥浆固结套管，套管出露地表0.2-0.5 m。

④孔深。钻孔深度一般至岩土界面以下5 m，遇溶洞时应加深，探明溶洞底板标高。

⑤钻孔要求。钻孔中如遇到溶洞，溶洞段必须干钻取芯，如有多层溶洞，应分层用套管护壁，如钻孔中无溶洞，仅有小裂隙，终孔前应用清水冲孔10.15 min。

⑥记录要求。除一般地层岩性描述记录外，还必须详细记录岩溶、裂隙发育情况，位置、大小、充填物以及内返水、漏水情况。

2．2清孔

钻孔注浆完成后，应用清水冲洗孔壁，直到返清水为止，不返水时，冲洗时间不应少于20 min。

2．3压水试验

帷幕钻孔注浆冲洗后，注浆前应进行简易压水试验，检查孔口套管固结密封程度和止浆塞的止浆效果，调整浆液配比和注浆压力等工艺技术参数。

2．4注浆

①  浆。本工程压力注浆主要注浆材料为425#普通硅酸盐水泥及浓度38。43Be，模数2.4。3．0的水玻璃，水泥浆液和水灰比为0．8：1。1：1，一般采用纯水泥单液注浆，当需要双液注浆时，水泥浆与水玻璃体积比为1：0．5，水玻璃用量5％～10％。水泥浆由普通搅拌机进行充分搅拌，搅拌时间不得少于5 rain，搅拌均匀后既可灌注，双液注浆采用孑L口混合法进行灌注。

②注浆系统检查。正式注浆前，应按序检查整个注浆管路，对接头压力表应重点检查，管路应顺直无弯，接头结合严密，压力表安装正确，对整个管路进行耐压试验，压力为注浆最高压强的1．5倍，持续时间不小于15 min，无渗透为合格。

③注浆方法：

a．钻孔完成后，接上孔口法兰盘和混合器，连接送浆设备。

b．浆液确定和注浆量的控制按岩溶发育程度等地质情况及设计要求，确定浆液施工配比，将配好的浆液送入孔内，注浆量用带有刻度标志的注浆筒控制，由现场技术人员根据实际情况调整施工配比并控制注浆数量，认真作好施工记录。

c．注浆采用两种方式进行，岩体加固注浆采用自下而上循环式注浆，注浆压力由低到高，浆液浓度由稀到浓，当注浆达到终孔压力时，停10 min后，再进行二次注浆，直至达到终孔标准为止，岩溶充填注浆采用一次自下而上进行，达到终孔标准为止。

d．注浆过程巾，密切注意注浆可能造成的孔内外及周边环境的变化，如吸浆量、压力、地表冒浆及距离远近、附近水位水质的变化等异常情况。按照设计要求及时调整浆液配比或增减添加剂，必要时采用双液注浆，如注浆初始即出现泵压大、吸浆量小，或注浆过程中突然出现这种情况，即应停止送浆，清孔后再行注前沿。

e．清孔及第2次注浆应在第1次注浆结束后，浆液达到初凝后4．8 h时，用钻机扫孔到孔底，然后进行第2次或第3次注浆，直到满足设计要求，如孔中有大的溶洞，溶洞段及以下扫孔时。严禁采用水冲。

f．注浆顺序一般按分序加密的原则，先两侧后中间，以下游至上游的顺序钻孔和注浆。

g．当浆液扩散较远、较深，单孔注浆过大时，应及时加强检查，核实溶洞发育分布情况及充填情况，采取如下一种或几种方法进行处理：灌注中粗砂，堵塞溶洞和溶蚀裂隙，缩小过水断面，增加水流阻力；灌浓浆；加速凝剂即双液注浆；降低压力；间歇定量灌浆。

④注浆结束标准，当孔口压力为0．2 MPa，吸浆量不大于4 l／min，持续30 min可结束注浆。

⑤最后一次注浆结束后，及时采用水泥砂浆封孔，并截断露出地表的注浆管。

3 注浆加固效果评估

注浆前后，钻孔压力试验的单位吸水量对比(见表1)，当注浆后钻孔单位吸水量为注浆前的5％。15％，即认为满足要求。