岩溶路基施工注浆加固处理技术

赵勇

（中铁二十二局集团第二工程有限公司，北京100043）

1 引言

对于岩溶路基施工来说，其风险性较大，在施工过程中容易出现卡钻、漏浆、坍塌等情况，若不采取有效措施加固地基，将直接影响整体路基稳定性和行车安全。所以，要掌握岩溶路基中关于注浆加固处理技术的应用，从而有效提升路基的安全性与稳定性。对此，在对岩溶路基进行注浆加固处理期间，相关施工单位要正确把握技术要点，做好施工管理并关注施工中的注意事项，以保证加固效果。

2 注浆加固处理技术介绍

在岩溶路基中进行注浆加固处理施工，主要是对地层中岩溶部分和岩溶内部裂隙灌注施工浆液，如水泥玻璃浆物质或水泥浆物质，以实现对地基的有效填充处理。同时，要将岩溶中的天窗结构全部堵塞，以防地层土颗粒在水平与垂直地质方向发生破坏情况。该施工需形成一个水平帷幕结构，以避免土颗粒发生运移，从而确保路基具有较高的稳定性和可靠性。

岩溶路基的注浆加固处理技术主要分为高压喷射注浆加固技术与静压注浆加固技术。

1）高压喷射注浆加固技术基于高压射流切割原理，通过设置有喷嘴结构的注浆管，对路基内部特定位置进行喷射注浆。高压喷射设备发出高压射流，可以使施工浆液从设备喷嘴持续向外喷射，从而有效冲击并分解项目地质主体。另外，施工浆液完全凝固后，高压喷射注入的浆液，可在相应土层中让地质主体形成固结体结构。

2）静压注浆加固技术。基于电化学、气压、液压等相关科学原理，根据注浆管工作原理，把浆液（具有快速固化稳定作用）注入对应项目地层当中。在浆液注射过程中，可通过强力挤密、持续渗透、不断填充等形式，挤走地基土层中的各种流动物质（如空气、水分等），抢占相应空间位置；待浆液固结之后，该技术可使裂缝胶结、松散土地结构凝结成整体结构，从而促使土层具备更完善的物理力学性能[1]。

3 注浆加固处理技术要点

3.1 做好准备工作

在岩溶路基施工作业前，需要先对施工现场进行处理。具体来说，要将现场的碎石、腐殖土、地表杂草等全面清除干净，并进行平整处理。完成上述工作后，还要结合注浆钻孔平面布置图，明确部分先导孔位置，并同步在场地中准确地标出孔位。

3.2 钻孔施工要点

在对岩溶路基注浆加固处理过程中，要把握好钻孔施工要点。具体包含以下内容：

1）钻孔期间可选择回转式地质钻机，同时，开孔孔径为110 mm。

2）在钻孔施工期间，需严格依据设计孔深及要求施工，且需着重对孔口标高、孔深、土石界面、钻岩期间返水情况、溶洞情况等信息进行完整记录。

3）针对土层地基，一般选择合金钻头，以确保在钻进施工中能够通过泥浆来实现护壁；此外，在开孔作业期间，钻机要保持对中，以防钻孔出现倾斜情况。

4）在钻孔之初，加压要轻、水量要大、转速要慢；而针对岩石地基，则主要选择金刚石钻头；值得注意的是，在钻进施工中，注浆孔径为110 mm，与此同时检查孔井，保证孔井直径为110 mm。

在实际施工过程中，当钻头钻进基岩50 cm后，需套上套管（通常直径为108 mm）；当钻头钻进基岩达到50 cm时，若出现超出基岩50 cm区间的溶洞，且已钻进到设计深度，即意味着已完成钻探。

如果遇到溶洞，则需在钻穿溶洞底板1 m且深度达到设计值时，可再次跟进套管约50~100 cm，并全面封闭底部，从而使套管外壁和土层保持紧密连接。为确保注浆作业期间不发生串浆问题，注浆孔需注意跳级钻，而后跳级注浆，不可一次完成。即用0.5~0.8 m小冲程，1次无法钻成后回填冲击2次，反复冲击钻孔至形成泥石护壁。

在钻进施工中，要全孔取芯，合理整理并保存芯样；同时，对芯样编号与拍照之后，及时开展岩性描述工作。实际操作过程中，钻孔孔位的移动距离要在50 cm以内，且在完成钻孔后要及时采取保护措施，以防杂物等进入孔内。

3.3 合理选择注浆材料并严格控制配合比

对岩溶路基进行注浆加固处理中，需要注意的施工要点有以下4点：

1）做好一系列准备工作，尤其要关注合理选择注浆材料，并控制好配合比。在配置注浆材料期间，所用水主要选择清洁干净的饮用水，而水泥则大多选择425硅酸盐水泥。

2）在准备环节，要科学检测水泥所处环境中的湿度、温度，以免因湿度过大造成水泥结块，从而有效避免材料产生的影响。

3）加强对外加剂使用量的控制。比如，在使用氧化钠外加剂时，用量需＜0.5%，水灰比为1∶1，因为该比例可使混凝土保持较好的凝结效果[2]。

4）由于岩溶路基在施工处理期间，对水泥的凝结速度要求较高，因此，需要将适量的水玻璃或氧化钙添加到水泥中，以保证水泥浆在后续灌注中具有更好的有效性；若灌注泥浆存在均匀性、稳定性不佳的情况，可适量添加KA-1混凝土，以减小分离、沉淀现象出现的概率[3]。

3.4 合理确定注浆参数

在对岩溶路基进行注浆加固处理期间，需要在注浆加固技术使用前进行严格试验，以明确注浆段的孔距、长度及注浆压力等重要参数。对此，需结合施工现场的岩溶路基情况，对注浆设备性能、岩土裂缝的渗透性、发育程度等进行全面分析后，方可明确路基注浆处理段长度（通常都会控制在5～6 m）；若岩溶松散情况较为严重，且缝隙发育成熟度相对较高、渗透力较强，则需适度缩短距离（一般要控制在2～4 m）[4]。

在确定注浆孔位置时，需结合空隙、裂缝等情况核对相关参数，通常可通过预注浆法来明确注浆压力及范围等。

3.5 注浆作业

注浆作业期间常用设备包括压力表、阀门、地转机以及搅拌机等。测量人员需结合图纸设计的位置，利用全站仪并基于坐标点放出加固区域范围；同时，在注浆范围内，进行全部注浆孔位放线、定位。依据定位点通过钻机或手钻方式打到设计深度。通常情况下，孔径保持10 cm；另外，要同步利用探测仪器来掌握当地的地质情况。

在注浆钻孔施工期间，当钻机一就位便可开展成孔作业。这是因为溶洞可在不同深度，可按照钻孔资料适度调整注浆管长度。该施工过程要注意固定井壁和注浆管两者间的距离，一般可通过M10水泥砂浆实现填充处理。

完成上述工作后，要以一次性填充的形式把水玻璃和水泥的混合浆液填充至需加固处理的土体、土洞、溶洞间隙中。若表面存在裂缝，则可采用1∶3的水泥浆进行封堵处理。需要注意的是，水泥浆必须在注浆处理期间一次成型，不可中断，且注浆需要从稀至浓进行持续性灌注，在注入至孔口部位并完成注浆后，要及时拔出注浆管。

3.6 施工注意事项

岩溶路基的注浆加固施工，需注意的相关事项如下：

1）所用原材料必须质量达标，并需根据现场实际情况来选择强度恰当的水泥材料。在选用水泥原材料时，若发现材料受潮或结块，必须严禁使用。

2）在注浆作业施工前，要在综合考量基础上确定清孔作业频次，保证清孔质量，从而确保后续注浆作业的安全性与准确性。若钻孔施工期间发现大量孔洞，则需通过水泥浆来进行填充，并在岩溶路基注浆施工中动态监测地表变化情况，及时发现坍塌或位移隐患，并采取有效措施进行处理。

3）考虑到可溶性岩所形成的岩溶地貌是一种相对特殊的地质条件，加固施工中面临诸多危险因素，且会出现较为严重的路基病害问题。对此，要高度重视排水和泄水问题，以确保加固施工的安全与有效。

4）注浆施工期间要密切监测岩溶路基的地表变化，以及时发现路基内存在的塌陷或位移隐患，并采取有效措施进行针对性地处理。

5）在整个施工过程中要收集、整理及分析各项基础数据及技术资料。

6）及时清理注浆施工中所产生污染物，合理修建与应用临时排水设施，并根据支挡结构、地层岩性等合理设计防护施工方案，从而保证边坡具有更高的稳定性，以防对周边建筑物造成不良影响。

4 结语

岩溶路基施工普遍具有较高风险，因此，必须采取有效措施对岩溶路基加以处理。注浆加固施工技术作为岩溶路基施工中常见的处理方法之一，需结合路基地段的岩溶分布、特征参数、发育情况等内容，进一步明确注浆深度、水灰比及压力的数值，以保证路基的加固效果。对此，相关施工单位要充分掌握注浆加固处理技术要点，并在施工期间把握好施工中主要的注意事项，以确保对岩溶路基进行安全、可靠和有效的加固处理。