岩溶注浆在武广客专中的应用

王拥政

（中铁三局桥隧公司，河北 邯郸 056036）

1 岩溶注浆的目的

武广客运专线路基基底岩溶较发育，地下水位随季节变化大，特别是雨季，地下水上下波动急骤，在潜蚀、真空抽吸等作用下，易形成土洞，并发展成坍陷，或由于填筑路堤等原因增加荷载而使溶洞顶板产生坍陷。通过注浆充填土石界面附近的土洞、溶洞和溶蚀裂隙，在地表水和地下水之间形成一道隔水帷幕，阻止地表水和地下水之间的联系，防止岩溶地面塌陷。

2 岩溶类型

岩溶类型主要有两种：一种是覆盖型岩溶，一种是祼露型岩溶。岩溶注浆主要针对覆盖型岩溶。裸露型岩溶，路基本体直接作用在基岩上，对岩体的冲击力大，施工中主要是充填溶洞和溶蚀裂隙。

3 岩溶注浆的范围

加固深度：原则上注浆范围为基岩面以下5 m，若有溶洞则加深至溶洞底板以下2 m，施工中如在35 m的范围内未发现有基岩，即可把35 m确定为加固深度。加固宽度：路堤坡脚以内2 m，路堑侧沟平台以内3 m。加固深度的确定：路堤以原地面为准，路堑以路肩设计高程为准。

4 主要原材料及机械设备

4.1 原材料

水泥选用P.O.42.5袋装普通硅酸盐水泥；水玻璃采用38～43Be′，模数2.4～3.0的桶装水玻璃；缓凝剂；粉煤灰（二级粉煤灰）。

4.2 施工机械设备

XY－100和XU－100的地质钻机；工作压力为2 MPa的BW－150型注浆泵；注浆导管采用φ40镀锌管；注浆套管采用φ110无缝钢管；水泥浆拌制采用桶搅拌过滤灰团后流入储浆池。

5 浆液配合比

纯水泥浆：水灰比W/C＝0.8～1.0；双液（水玻璃与水泥浆混合液）∶水玻璃∶水泥浆（体积比）＝8 %～20 %。

6 注浆施工工艺

6.1 施工准备

调查地下管线分布情况，防止钻孔伤及地下管线，调查当地水井、水源情况，防止污染；试验场地平整，设置排水沟；孔位放样，并测量、记录孔口地面高程；接通施工用水、电，钻机试运行，确保设备能正常开钻；准备注浆用的水泥、粉煤灰、水玻璃等，并对进场原材料进行检验；合理设置水泥棚和搅拌站；对现场操作人员进行技术交底、岗前培训。

6.2 钻孔

（1）注浆孔钻进。土层部分采用干钻，岩层部分采用水冲钻进。

土层钻孔：采用φ108钻头钻进，每一次钻完后，取出土芯，摆放整齐，并用标签记录不同土层的深度及其高程。全孔采用φ110套管护孔。

岩层钻孔：基岩面以下0.5 m为φ108钻头钻进，以下采用φ91钻头，钻至基岩面以下0.5 m时，将套管嵌入基岩并用水泥砂浆固结，待水泥砂浆初凝后继续钻进。钻孔过程中均取出岩芯，摆放整齐，用小标签记录不同岩性和溶洞的深度及其高程。钻孔确保钻到溶洞底板以下不小于2.0 m，且进入岩层深度不小于5.0 m。钻至设计深度后清孔，保证钻孔底部的沉渣厚度小于0.2 m，并用清水冲洗钻孔不小于20 min。

（2）钻孔完成后，及时对岩芯进行编录，分层记录不同土层和岩层的深度、岩溶发育的情况以及地下水位的深度。

6.3 注浆

选3个具有代表性的注浆孔作注浆工艺性试验，根据钻孔岩溶发育以及注水试验的情况采用如下的浆液：

（1）岩芯破碎，岩溶裂隙发育，钻孔漏水：清水冲洗钻孔，然后灌注纯水泥浆，根据注浆量的大小逐步加大浆液浓度或者采用双液注浆。

（2）有溶洞，溶洞充填或者半充填：先采用纯水泥浆，根据注浆量的大小逐步加大浆液浓度或者采用双液注浆，满足注浆结束标准后，间歇3 h以上（浆液初凝后），清孔并进行二次注浆，注浆以纯浆为主，视注浆量的大小采用双液注浆。对溶洞较大的，采用多次注浆。

（3）无充填的溶洞，漏水严重：清水冲洗钻孔，视溶洞的大小首先灌注粉煤灰，然后采用纯水泥浆注浆，视注浆量的大小逐步加大浆液浓度或者采用双液注浆，或者采用间歇注浆，间歇时间大于3 h。

注浆压力不小于0.1 MPa～0.5 MPa，基岩中一般不小于0.1 MPa～0.3 MPa，岩土界面附近逐步加大到0.3 MPa～0.5 MPa。

注浆满足结束标准后，停止注浆。24 h后，对试验孔进行清孔并作注浆后的注水试验。最后拔出套管，转移钻机，钻孔回填M7.5水泥砂浆，振捣密实，孔口标明钻孔编号。

7 施工控制

7.1 钻孔

（1）按注浆布孔图现场放样，准确测量钻孔前原始地面高程。

（2）根据探灌相结合的原则，钻孔分为先导勘探孔和一般注浆孔，首先施钻30 %的先导勘探孔，先导勘探孔完成后，整理资料，上报设计单位和监理，确定相关注浆深度与范围。

（3）钻孔及注浆顺序：为防止邻孔串浆，增加处理难度，钻孔及注浆顺序原则为：跳孔施钻和跳孔注浆，自路基坡脚向线路中心的顺序进行，先两侧后中间的顺序进行。

（4）确保孔位移动不大于0.5 m，钻杆垂直度偏差不大于1 %。

（5）钻孔深度控制：钻至基岩面以下5 m，遇到溶洞，则钻孔至溶洞底板以下2 m。

7.2 注浆

（1）注浆前作好注水试验并记录，根据钻孔的地质情况和注水试验的情况采用不同的注浆浆液和措施。

（2）注浆过程中，作好记录，并专人巡视，避免注浆超出加固范围对环境产生污染。

（3）注浆结束标准：注浆达到下列标准之一时，可结束注浆：①注浆孔口压力维持在0.2 MPa～0.5 MPa左右，吸浆量不大于5 L/min，维持10 min；②注浆钻孔基岩完整，或多次注浆，孔口压力超过1.5 MPa时；③冒浆点已出注浆范围外3 m～5 m时；当达不到上述结束标准时，应清孔再次注浆。

8 注浆效果检验（主要通过三个对比来检验）

8.1 注水试验

注浆前后，抽取5 %的注浆孔，清孔后进行注水试验，对比注浆前后的单位长度吸水量，检验注浆效果。

8.2 钻芯取样

在注浆范围内选取注浆孔数5 %为验证孔，根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果。

8.3 物探

注浆前物探与注浆后的物探进行对比，检验注浆效果。注浆前沿线路中心线布设一条检测线，注浆后在线路的左、右中心线各布设一条基线，进行物探检测。

9 施工总结

（1）施工前对场地进行平整，如为软土或淤泥地段进行换填，厚度不小于50 cm，并分层进行压实，压实系数不小于90 %。

（2）施工前做好临时排水设施，防止水泥浆污染农田及水源。

（3）施工过程中严格按设计要求进行施工，先两边后中间，并跳孔施工。

（4）注浆套管嵌入基岩深度不小于50 cm，四周用水泥浆填塞密实，防止在注浆过程中，浆液从孔口冒出，如发生孔口冒浆，停止注浆，将套管抽出，孔位用水泥浆填塞，重新进行钻孔及下套管（施工中多次发生孔口冒浆现象，直接影响注浆效果，采用止浆塞或其措施也不是很理想）。

（5）注浆时串孔现象的处理，在施工中虽然按跳孔方法进行了施钻，但在注浆过程中仍有个别孔位发生串孔现象，处理方法是：用止浆塞或套管帽封闭一个串浆孔，待注浆压力达到设计要求后，再对另一个孔位进行注浆，或者是加大跳孔的间距，保证注浆质量。

（6）施工过程中要有专人对注浆四周巡视，防止浆液流入农田或水井中。

（7）注浆效果的控制，施工中孔口压力作为控制注浆效果的主要手段，按设计要求注浆孔口压力维持在 0.2 MPa～0.5 MPa左右，吸浆量不大于5 L/min，维持10 min；注浆效果就达到设计要求，施工中压力表采用油压式，并经常检查压力表工作正常性，防止水泥浆堵塞。

（8）冒浆，由于岩溶裂隙的发育程度及走向的分布没有规则性，在注浆过程中常发生冒浆，当发生冒浆时，停止注浆，对冒浆点进行封闭处理，或采用间隔注浆的方法进行注浆，间隔时间以24 h为宜。

（9）浆液配比的控制，施工中采用桶搅拌的方式进行制浆，在桶壁上标识出加水水位，当达到此位置时停止注水，按配合比加入水泥，一般桶的溶积为1 m3，控制起来比较方便。

（10）配合比的选用：根据先导孔的钻探结果，确定使用的浆液配合比，浆液配合有两种：1∶1（水泥∶755 kg/m3，水∶755 kg/m3）；1∶0.8（水泥∶866 kg/m3，水∶692 kg/m3）。当溶洞较大或岩溶特别发育时采用双液注浆。

（11）施工中如发现与设计的地质不相符时，要及时与设计单位联系，确定施工方案，杜绝弄虚作假现象。