二塘站路基岩溶注浆的工程实践

蓝天阳

（南宁局集团公司 建设管理处，工程师，广西 南宁 530029）

桂林市二塘地区地属低山丘陵侵蚀地貌，南宁局二塘车站内地表覆土主要为人工填土和粉质黏土，覆土厚为2～10 m，局部稍厚；下伏泥盆系上统（D/3）灰岩夹白云质灰岩，中～厚层状构造，岩体较破碎,局部裂隙,节理较发育，岩溶发育，为极易塌陷区，存在路基下沉引起线路病害的隐患。二塘车站施工前及施工过程中发生过数次岩溶塌陷，主要原因是土岩界面地下水溶隙潜蚀作用强烈，溶隙不断扩大并向上发展造成覆盖土层失稳，地面塌陷。为防止铁路行车事故发生，消除安全隐患，设计方对存在隐伏溶洞及岩溶裂隙的二塘车站路基基底提出了钻孔注浆补强方案。

1 工程概况

在该站Ⅰ道衡柳线下行线K 354+497～K 355+192 处、Ⅱ道衡柳线上行线K 354+797～K 355+392处以及Ⅲ道湘桂线K 368+877～K 370+380 处和IV道湘桂线K 369+277～K370+450 处采用股道封锁、邻线限速的方案进行逐道钻孔注浆，根据中铁二院《二塘站路基岩溶整治施工图》，本次钻孔注浆的工程量见表1：对Ⅰ道、Ⅱ道（衡柳高铁上下行正线）采用斜孔加密，加密斜孔布置在湘桂上下行线靠近衡柳正线一侧碴脚位置；对Ⅲ道、Ⅳ道（湘桂线上下行正线）采用竖孔加密方式，加密竖孔布置在湘桂上下行线股道位置，如图1所示。

表1 钻孔注浆的主要工程量统计

按照施工方案和施工安全有关规定，在湘桂正线封锁施工时，相邻的衡柳线列车限速为80 km/h，钻孔施工前要做好硬隔离防护措施，以保证施工及行车安全。

图1 路基横断面钻孔位置示意图

2 钻孔与注浆

钻孔与注浆是路基岩溶注浆的关键工序，整个施工按照“施工准备→施做临时隔离栅栏→找平台座→支架搭设→钻机就位→钻孔→冲洗与封孔→注浆→质量检测→工程验收”等步骤进行。每个施工工序完成后由监理现场确认后方可进入下一步施工工序。

2.1 施工准备 路基整治施工前，组织工务、电务、信号、通信、给水等相关设备管理单位现场调查、确认地下管线埋设情况，确定需迁移管线的方案；与设备管理单位签订既有线施工安全协议，按照规定申报施工计划；及时完成管线迁改，做好“通水、通电、通路”工作。

2.2 设置硬隔离及找平台座 按照“先防护，后施工”的原则，用钢管和浸塑钢丝网做临时防护栅栏将运营线与施工区域进行硬隔离。栅栏有效高度必须大于1 m 且稳固扎实、不易变形和遭破坏。在路堤段施工前，要在路肩外边坡上用钢管搭设临时施工平台及钻机存放平台；不施工的时间段内要安排专人看守。

为保证营业线路及设备不被泥浆脏污，施工中需要将孔位前后各2 m 的硬隔设施加高至1.5 m 并在靠钻机侧挂设土工布、双层密目防护网或彩条布进行遮挡。如排水设施发生堵塞，要及时清理，保证排水畅通。

2.3 支架搭设及钻机就位 支架材料采用Φ42 钢管，扣件采取连接搭设，钢管壁厚3.5 mm。支架为井字架，立杆间距50 cm、横杆步距60 cm，高度为1.5～2 m，之间用扣件连接，并设斜撑。支架搭设完成后，要检查连接点是否牢固，剪刀撑是否按要求设置，支架下部接触面是否松动或悬空，经检查合格后方可进入下道工序。

钻机就位时应保证钻具中心和护筒中心重合，其偏差不大于2 cm；钻机必须保持整稳、牢固、不倾斜、不位移。为控制钻孔深度，对每桩位地面测设标高，以便施工控制和记录。

2.4 钻进及封孔

2.4.1 钻孔 施工时钻孔采用潜孔钻机，孔径为φ91 mm。先依据平面图测放孔位，并在正式钻孔前找地质情况相似且又代表性的地段施钻试验孔，获得试验参数以供参考。在施钻过程中，根据钻杆长度来确定土石分界面和钻孔入岩深度是否达到设计深度要求，并做好钻孔记录。钻孔深达5 m左右，应检查钻杆垂直度，发现不符合要求时，立即查明原因，并采取措施改正。穿过软弱土层时，钻进速度不宜过快，要控制泥浆质量，防止缩孔或塌孔。检查终孔孔深，要把钻机钢丝绳放松，让钻杆放到底，测量方杆残尺值，计算钻杆入孔总长度，孔深符合设计要求才能终孔。终孔后进行封孔，封孔要求如图2所示。

图2 注浆孔封孔结构示意图

2.4.2 封孔

1）在满足设计注浆压力条件下，根据现场地质情况可采用浓水泥浆（水泥砂浆）进行一次性封闭或采取孔口管动态阻塞法封孔，同时保证封孔深度不少于2 m。

2）对未遇溶洞的钻孔采用一次性封闭法封孔，管径30 mm；为满足设计注浆压力和冲填粗骨料需要，当钻探揭示有溶洞、或漏水严重时，采用管直径为90 mm 护孔管，钻孔壁与管间用浓水泥浆或水泥砂浆一次性封孔。当覆盖层厚度小于4 m 时，封孔深度至基岩面；当覆盖层厚度大于4 m时，封孔深度不小于4 m，孔口管护孔段至土石界面，地表4 m 以下孔口管设置为花管。终孔验收后及时进行封孔作业，采用水泥浆加速凝剂凝固。封孔水泥浆（或水泥砂浆）终凝后进行注浆作业。

2.5 注浆 以纯水泥浆为主的单液注浆材料，水泥采用42.5 级普通硅酸盐水泥，水灰比标准为0.6：1～1：1。开始注浆时采用稀浆灌注，当灌入量较大时可据情况采用浓一级的浆液灌注。注浆压力为0.2～0.pa，终注压力0.3～0.5 Mpa。对土洞、空溶洞或半充填溶洞，采用高压冲填砂、碎石后再进行注浆处理。针对溶蚀裂隙发育、连通性好、漏浆等情况，注浆时可掺入一定量的粉煤灰，粉煤灰掺入量不宜大于水泥重量的30%。终注条件为：注浆段在终注压力下连续注浆10 min 的注入率控制在不大于5 L/min 时，可终止注浆。整个注浆过程配置计量工具，严格按照设计要求施工。注浆过程中形成的记录表格报监理现场确认。在每个施工单元注浆完成后及时将注浆记录表报建设指挥部。注浆量由注浆段岩溶裂隙率、注浆半径和充填、漏失情况确定。现场注浆数量报设计、监理、建设三方签字确认，据实计列。

针对注浆过程中有可能出现的特殊情况，拟定如下备用处理措施：

1）注浆若因故中断，及时找出注浆中断原因，尽快采取处理措施，及早恢复。

2）注浆过程中如出现串浆现象，对串浆孔同时进行注浆处理。

3）注浆过程中如有冒浆、返浆等现象发生，暂停注浆，尽快采取措施，处理完后立即恢复注浆。

4）对垮孔严重的溶蚀破碎带、充填粗粒土的溶洞等实施跟管钻进极为困难的注浆钻孔，采用自上而下注浆法复钻施工，严禁使用泥浆等影响注浆加固效果的方法护壁钻进。

5）当采用冲填砂、碎石或掺入其他填充物处理后注浆量仍然较大时，采用间歇注浆或双液注浆处理。

6）如浆液漏失严重，局部使用双液注浆堵漏时，先根据试验确定水玻璃与浆液体积比，再进行堵漏。在双液注浆堵漏失效的情况下，立即停止注浆，报设计、建指，必要时请专家进行会审。

在完成一个施工单元的注浆后，要进行质量自检。自检按注浆孔数的3%布置检查孔，且每个施工单元不得少于3 孔。检查孔位于注浆孔中间，当满足下列条件之一时，报监理单位确认后，再转入下一施工单元的注浆施工：

（1）检查孔岩芯可见多处水泥结石体，基本填满可注缝隙。

（2）检查孔的单位吃浆量不超过周围4 孔单位平均吃浆量的15%。

3 结束语

经过一个多月的紧张施工，二塘站路基钻孔注浆得已顺利完成，路基岩溶病害整治达到预期的效果。在组织实施过程中，有以下几点体会，同时，也期望能对相关单位解决类似问题提供借鉴：

（1）必须结合路基岩溶整治工程的特点，建立建设项目管理的目标体系、责任体系、分级控制系统和评价评估体系，按照计划、组织、指挥、协调、控制等基本环节，将质量、安全、工期和环境保护分解细化为实施目标。

（2）必须严格按照“边探边灌，探灌结合，分序施工”的原则进行岩溶路基整治施工。结合分序钻孔勘探结果，逐步查清整治范围内隐伏岩溶的分布情况和发育特征，及时调整整治措施和施工工艺，提高注浆施工的效果。

（3）必须严格按临近营业线施工安全的有关规定，做施工安全工作。一是建立完善的安全管理体系，按“安全第一，预防为主”的思想编制施工方案和安全应急预案；二是配足上岗人员，并做好岗前安全培训；三是做现场硬隔离和各种防护措施；四是每次钻孔、灌浆完毕后，全面检查清理现场，排除安全隐患。