四子王旗项目市政道路高液限粘土路基沉陷处理

2021-10-18劳艳峰

科学技术创新 2021年27期

关键词：压浆单孔用量

劳艳峰

（中交四公局第二工程有限公司，北京 100000）

1 工程简介

中交四公局三公司承建的内蒙古四子王旗市政道路工程，和平北路K3+640、K3+700 预埋管，恰好在平交路口处，在通车一年时间后出现不均沉降经分析回填材料为高液限粉质粘土填筑。

2 施工工艺过程控制

严格按照工程设计的注浆施工工艺，统一购置所必须的注浆设备。统一验收所有进场的工程材料，并进行严格的检查试验，确保工程材料的合规合格。对于施工作业的专业人员进行专项技术培训，对于施工过程中的用水和用电等布设要派专业人员布置和检查，按照注浆施工方案要求进行注浆单元的布设。预先进行测量放样并根据相关采集数据按照测量点位布设定位导向拱架。

本工程根据其施工作业场地的地质地层特征，工程注浆选择超前小导管高压注浆预加固措施，以此保障工程的施工安全和结构稳定，在保证质量的前提下缩短施工工期，根据施工现场的地质不同、岩性的差异，选择高压注浆施工方式。

图1

2.1 注浆孔布置

根据现场和不均匀沉降原因与程度的实际情况，制定布孔面积，和平北路采用从路面打垂直孔，前期方案计划采用密实注浆影响半径一般为0.75m，孔距为1.5m，并呈梅花型布置，现场实际情况也是按照方案进行施工，为确定实际影响半径，对其附近成三角形的三个点逐次注浆，发现三个点位相邻孔已注完毕的孔内的浆有流出现象，说明影响半径大于0.75 米，又逐次进行了影响半径0.8米的试验，也存在上述情况，注浆完毕后同时也存在路面上拱的情况，上拱半径有1.1 米，说明影响半径可达到1.1 米，由于注浆在土体里是以锥体的形式散布，椎体边线为抛物线，因此孔间距控制在2 米比较合理。

2.2 钻孔

采用潜孔钻及空压机成孔，先采用破路面钻头将沥青路面及水稳层打穿，然后更换成破土钻头继续钻孔，根据成孔深度逐级增加钻杆，钻头直径为9cm，成孔直径为12cm，钻头长50cm，钻杆一根长1.5m，钻入深度以打入原状土为准，而和平路钻孔深度两侧控制在5.5 米深，中间为2.5 米。

2.3 注浆管预埋安装

将直径4cmPVC管下入孔底，距孔底保留50cm。在插管时由于成孔后未及时安装注浆管导致坍孔，需重新钻孔安装，安装完毕后采用水泥砂浆封孔，6h 后进行压浆施工。

2.4 注浆管头安装

在压浆管管头固定好空心塑料螺杆，在靠近路面侧预埋管管头位置采用带有橡胶垫的活动塑料螺母套入压浆管管口，两侧均固定完毕后拧紧螺母。

2.5 注浆

灌注采用静压自流式，水泥采用普硅PO32.5 水泥。水灰比1：0.8。本工程注浆作业过程，即先做压水试验，压水试验前先连接好注浆管路，并详细检查注浆管路是否有堵塞，再对路面路基进行湿润；先低压进行起始送浆，根据实际状况逐渐进行注浆加压；注浆选择隔孔注浆，即自下而上进行交错灌注；注浆作业一启动，必须将回浆阀门闭合，同时调整注浆泵调的速度为低速挡位置，当注浆压力逐渐上升达到2.0MPa 时，继续缓慢上调压力达到3.5MPa，保持注浆作业的连续性。当单孔注浆压力持续保持稳定超过8min时，即该单孔注浆完成。立刻使注浆机转换为空载运行，即在将小导管的止浆球阀进行关闭的同时，再将注浆机离合器松开；再将注浆管路转调整到下一单孔，重复上述步骤，直至完成所有的单孔注浆。

注浆灌压力为3Mpa 并持荷至压不进浆为止，出现地面隆起、其他注浆孔有浆液流出的情况下停止注浆，注浆完毕后，立即用清水冲洗注浆管，以防管内沉浆凝固。

图2 压浆孔布置图（调整后孔间距2 米）

2.6 水泥用量理论计算值与实际值比较

2.6.1 水泥用量理论计算。V=L*m*h*N*K，V为待处理体体积的注浆量，L（长度）、M（宽度)、h（处理深度）、N为孔隙率，取0.4，K为灌入率，取0.8

注浆量即为：L*m*h*0.6*0.8m3，

一道管水泥用量计算：2*4.6*16*5.5*0.4*0.8+2*16*2.5*0.4*0.8=259.072+25.6=285m3，水灰比为1:0.8，水泥浆密度为1.42g/cm3，水泥浆质量为 285m3*1.42t/m3=404.7t, 水泥质量为404.7t*0.8/1.8=180t

2.6.2 水泥用量实际用量统计。根据现场实际情况，项目部技术人员对水泥的实际用量进行了统计，实际水泥用量为50t，与理论计算差别较大。

2.6.3 水泥用量实际用量与理论用量误差分析。一是，计算时将土体按照长方体计算，实际压浆时是形成的倒锥状；二是，取孔隙率系数时在不做土工试验的情况下差别很大，具有一定的浮动性；因此水泥用量应以现场实际用量为准。

3 进度情况

2015.7.1 进场，由于钻杆需更换成取土杆以及其他材料准备，2015.7.5 才能够正常施工，磨合期为5 天，每道管正常工作时间需5天时间，因此完成两道管压浆处理总计需15 天。

4 费用计算

A：潜孔钻进场运费（西安至内蒙古四子王旗）：9000 元；

B：潜孔钻设备租赁费一个月：30000 元；

C：机械操作手月工资：5000 元；

D：水车租赁费一个月：12000 元；

E：压浆泵和搅浆机：6000 元；

F：压浆机操作人员以及其他管理人员,10 人，人工费200 元，一个月总计：60000 元；

G：材料费：两道管100t 水泥，每吨300 元，共计30000 元；

L：燃油费，15 天，每天燃油费1500，合计22500 元；

M：PVC管，每米单价3 元，两道140 孔，每根长4 米，1680 元；

成本费为A+B+C+D+E+F+G+L+M=0.9+3+0.5+1.2+0.6+6+3+2.25+0.168=17.618 万元。

5 注浆结束标准

5.1 单孔注浆结束标准，即注浆压力当持续稳定时，可结束注浆作业（以定压作为判定结束的标准）。根据本工程施工环境的地质环境及地层围岩的实际状况确定注浆压力，当注浆终压力持续稳定达到3.5Mpa 时，并持续稳压在8min 以上，即结束单孔注浆。

5.2 当分段区域的单孔注浆均满足结束标准，并且注浆单孔全部满足注浆条件后，即为结束标准。

5.3 确定设计布设的全部注浆单孔没有遗漏。

5.4 专业人员根据注浆量的分布差异，检查孔选择最薄弱环节的注浆孔，并检验其钻孔质量和注浆效果。

6 注浆施工中需要注意的事项以及质量安全管理

6.1 施工注意事项

6.1.1 采用隔孔注浆，由下向上交错进行；若注浆量异常，单孔注浆超量，注浆压力长时间无升高现象，采用间歇注浆；注浆过程中若压力突然升高，可能发生堵管或者压力表故障，立即停机检查。6.1.2 浆液入泵前要经过网筛过滤。6.1.3 注浆人员配戴护目镜、口罩、橡胶手套、安全带等用品。6.1.4 孔口管安装必须牢固，球阀要求使用耐高压的球阀，严格控制注浆工艺，防止漏浆。6.1.5 注浆管路及连接件必须采用耐高压型，注浆管为内附钢丝的高压胶管。6.1.6 孔口管要安装牢固，施工期间严禁人员站在其正前方，以防止孔口管冲出伤人。6.1.7 高压注浆机应尽可能固定放置在水平位置，避免油管、吸浆管扭曲、打折，吸浆管尽量的缩短，其垂直距离不要超过一米。6.1.8 定期检查油箱网、油路滤网，并进行清洗，定期更换液压油，建议一个月左右更换一次液压油。6.1.9 工作场地要有充足的水源，以便于工作。6.1.10 各液压接头要定期检查，不得松动。6.1.11 高压注浆机操作人员要要一定的注浆经验，以保顺利施工作业。6.1.12 电控箱、电动机和电器要保持清洁干燥，并经常检查以上各部件的导线不得破损防止漏电。搬运高压注浆机时，不要有大的颠簸，不得随意敲打注浆机各部件。

6.2 质量控制及检验

针对注浆的特殊工艺要求，施工过程中应自始至终把好四关，即材料进场关、施工操作关、制浆注浆关和质量自检关，从而使工程质量得到保证。

6.2.1 本工程材料由物资管理员负责验收和接收，工程所用水泥、小导管进场需附有合格证、材质单。6.2.2 本工程应严格抓好钻孔，保证注浆孔的深度。随时观察压浆情况，防止浆液外溢。6.2.3 制浆由专人负责，材料准确计量，水灰比按现场要求及时在规定范围内调整，每桶浆搅拌时间满足设计要求，注浆过程中及时调整泵压，保证送浆的连续、正常；注浆时，派专人负责观察压浆情况，发现冒浆及时通知送浆人员关泵。6.2.4 由现场负责人、专职质检员、技术员和班组长做好质量检查工作，检查成孔注浆后的注浆压力情况；做好各类报表、记录、掌握浆液配比及压浆情况，及时提醒施工操作人员重视质量问题。

6.3 安全与环保

6.3.1 施工安全。（1）建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。（2）为保证施工安全，现场要求专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度。（3）施工区域设置警示标志，严禁非工作人员出入。（4）施工中对机械设备进行定期检查、养护、维修。（5）严格按设计及施工规范要求进行施工，认真执行相关的施工安全规程。（6）加强对围岩及初支进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工。（7）施工现场使用的手持照明灯使用36V 的安全电压。（8）注浆施工时由技术人员统一指挥，各就其位，并严格执行注浆管理程序。注浆结束后需对注浆设备进行认真清洗，设备退出现场后及时保养。全面保证注浆作业安全、工程环境安全和设备人员安全。6.3.2 环保要求。（1）对各类施工机械、机具采取定人定点控制，对操作人员进行安全、环保教育。（2）各种作业人员持证上岗，并对作业人员配有相关的劳动防护。对可能出现的粉尘采取喷雾降尘的方法。（3）设立专用排浆沟、集浆坑，对废浆、污水进行集中沉淀处理后，再进行排放至指定位置，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废浆乱流。（4）将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡、围护，做到各种标牌清楚、齐全，标识醒目，施工场地整洁文明。