采用局部翻挖夯填及注浆加固综合治理路基落空

秦良伟 刘小荣

摘要：本文以泉三高速公路泉州段下洋一号隧道出口的落空段路基为例，简要叙述了落空路基的施工处理方法，重点叙述了注浆加固在该段路基施工中的作用及工艺。

关键词：落空路基;局部翻挖;注浆加固;施工技术

1  工程概况及设计方案

1.1 工程概况

福建省泉州泉三高速公路下洋一号隧道右洞出口K102+980～K103+005段路堑，长25米，与下洋一号右洞出口的明洞相接（明洞长4米）。K102+980～K103+005段路堑下坡面高19～23m（自施工便道至设计路面标高之高差）。因该路堑下方为原当地采石场，采石场开挖后坡面内凹，导致上部路基出现裂缝，裂缝宽度在5～20cm。经现场勘查，路基落空宽达5～28米，纵向长25m。由于采石场开挖后恰逢高速公路开工，采石场停工，虚碴堆积在路堑下边坡上。在明洞施工完成后，即准备开始施工该段路基。

1.2  设计方案

设计单位经现场勘查后采用方案为：在路基右侧增加锚杆挡墙防护，将右侧路基边坡按直立面重新开挖，在边坡凹进去的地方用浆砌片石回填，然后采用直立锚杆框架方案防护。

具体方案如下图所示：

2  变更设计（加固）方案及施工工艺

我部按照设计方案开始施工，发现在挖除虚碴过程中，由于虚碴高度最高达到23米，明洞开始出现裂缝并下沉。经现场多次勘察，采用设计方案（锚杆挡墙）根本无法施工。为保证明洞安全，停止施工。

为此，依据现场实际情况，为确保隧道明洞的施工安全，取消原设计施工方案，建议变更设计方案，即在该段路基虚碴外侧边坡处（宽2～3米）采用局部逐层由下至上翻挖回填，逐层碾压夯实，回填至路基顶面设计标高后采用钢花管注浆加固该段路基中部的虚碴（未碾压部分）。具体步骤如下。

2.1  施工范围

K101+980～K102+005段，路基纵向长25m。局部翻挖夯填加固范围：横向宽度在路基边坡范围内，横向宽2～3米。

2.2  施工流程图

2.3  翻挖路基并碾压

路基翻挖、碾压的施工工艺与正常段落填方路基施工工艺一致，先处理路基基底，然后由下至上逐层翻挖。在施工过程中注意观测明洞是否出现位移、下沉，每次翻挖厚度在30～40厘米内，翻挖宽度2～3米，以防止靠近破裂面的路基土体坍塌，影响明洞安全;然后逐层进行碾压，压实度经检测合格后翻挖、碾压下一层，直至路基设计标高。路基翻挖至设计路基标高后开始对边坡内未碾压的土体部分进行钻孔、注浆。

2.4  注浆加固路基的施工参数

2.4.1  注浆材料采用水泥单液浆，浆液配比为：水灰比W：C=1：1。

2.4.2  注浆压力：初始压力0.5～1.0Mpa，终孔压力1.5～2.0Mpa。

2.4.3  注浆孔布设间距为：200×200cm。采用φ76钢花管，按梅花形布置，长度6～15m，具体钢花管长度根据实测边坡断面确定。

2.5  施工工艺

2.5.1  钻孔

为了保证整个坡面的稳定性，采用垂直坡面钻孔。使用一台XY-1型钻机进行钻孔，钻孔前首先由技术人员对孔位进行放样，保证孔位的正确性。开始钻进风化岩层时一定要保证钻杆的垂直度，并加大钻杆对地层的压力，成段进尺，采用高钻速，小钻进时均压施钻。为了防止塌孔或堵孔，应及时下管。在有塌孔的地段采用套管跟进设备钻孔、跟管。

2.5.2 下管

当钻孔距边坡破裂面及地面轮廓线0.5m时，即停止钻孔，开始下管。下管前先检查钻孔孔道是否干净，用岩芯管再一次扫孔，清除杂物、碎块。钢管采用φ76mm无缝钢花管，钢花管上钻注浆孔，孔径φ12mm，孔间距15cm，呈梅花型布置。钢花管距孔口段1.0m不钻花孔，作为止浆段，外露地面0.2m，随之将钢花管口封住以免杂物落入。钢花管呈梅花型布置（见下图）。

2.6 注浆

按照設计配合比要求，严格控制注浆压力，以便浆液能很快分散至地层空隙内。为保证边坡注浆效果，按照从低往高，从两侧向中间的原则进行。第一次注浆后2～3天进行二次注浆，确保浆液完全充填在地表坡残积碎石角砾层及裂隙内。

为保证明洞安全，对距离洞门范围5米内的路基边坡进行加密补注浆加固，管间距1米，长度10～12米。注浆压力不小于2Mpa。

（见下图）

2.7  注浆加固的作用

水泥浆通过一定的压力注入地层，充填土颗粒、碎石颗粒及其它堆积物之间的空隙，使其扩散、胶结和固化，大大提高了土层的强度及弹性模量，降低了地层渗透性，减少了路基边坡的位移、沉降变形。

3  效果

在该段路基边坡施工过程中十分重视质量控制，一方面采用了路基翻挖、夯实的施工工艺，在路基施工至设计标高后又采用注浆工艺加固路基边坡中部无法碾压的部分。在该段路基施工完成一年半的时间内，我部经过不间断的观测，确认该段边坡已处于稳定状态，现已完成边坡绿化施工并交付通车运营。

此方案较施工锚杆挡土墙相比，既保证了明洞的安全，同时降低了路基防护施工难度，也降低了工程费用，在及其困难的施工条件下不失为处理路基的一种方案。