路基溶洞注浆试验方案.doc

溶洞路基注浆试验方案

中交第一航务工程局有限公司

广东省连怀公路第4标项目部

二O一二年七月一日

一、工程概况

  广东省连州(湘粤界)至怀集公路项目起点位于粤湘两省交界的南风坳，与在建的二广高速公路湘境永州至兰山段设计终点顺接。本合同段起于广东省连州市西岸镇鹅江村，接第3标段终点，起点桩号K29+700，经石兰寨﹑东村后在西岸镇东侧设置西岸互通，在过水塘上跨X388沿X390南行，经麦田村，在奎池东陂河进入连州镇;终于东陂河南岸，接第5标段起点，终点桩号K38+100，路线全长8.4km。全部为整体式路基，双向四车道，设计速度100km/h，路基宽度26m。本标段共有桥梁9座，其中大桥1座，中桥2座，小桥5座，分离式汽车天桥1座。

本标段K35+594~K35+633路堤处山前冲洪积平原地貌地段，表层为第四系覆盖土层，主要为粉质粘土、碎石土、淤泥质土，土体松软，结构松散，强度及承载力极低；下伏基岩为中-微风化灰岩、炭质灰岩，岩质较硬，强度较高，部分地段灰岩上部有全-强风化砂岩层呈不连续状分布。本段整体高密度电法视电阻率值分布杂乱，多见凹陷状、闭合状异常分布，异常数量众多，规模较大，延伸深度较大，推测该段岩溶强烈发育，主要为中大规模全充填或半充填溶洞，沿垂直方向延伸深度较大，溶洞埋深较浅，顶板厚度较薄，多呈串珠状、多层状分布，岩溶地质灾害对线路设计施工影响较严重。

 根据钻孔揭露情况，路面范围内地基中的溶洞顶面均有一定厚度灰岩，且较完整，路面出现大面积塌陷的可能性不大，但为了防止溶洞内充填的粉质粘土在地表水长期渗透作用下流失，造成地表塌陷，决定对该路段溶洞进行路面范围钻孔注浆的处理方案，采用袖阀管注浆施工。

二、袖阀管注浆施工工艺

（一）灌浆设计

  注浆材料为水泥：粉煤灰=3：7，水灰比0.8～1.1，强度不低于1MPa，注浆压力一般为0.1～0.3MPa，施工中若有异常再另行确定。水泥采用P.032.5普通硅酸盐水泥，注浆工艺施工流程如图1所示。岩溶注浆采用先导勘探法，遵循“先探后灌，探灌结合”的原则，注浆孔位采用梅花型布置，孔间距7.0×7.0m；每排的孔数根据路堤的宽度进行调整，以钻孔CLZK55为控制点，向左右两侧延伸，最外侧要加固到路堤护坡道（见图2：布点图）。

  本次注浆试验先对9个先导勘查孔进行勘探，一般注浆孔设在先导勘探孔位之间中心位置，注浆孔开孔孔径不小于110mm（土层中），终孔孔径不小于91mm（岩层中）。岩溶路基注浆，原则上以封闭土、石界面，形成隔水帷幕，根据先导勘探孔揭示岩溶发育情况，加固深度由探灌结合孔确定一般为岩土界面以下3m，即孔深钻入基岩3m，若无溶洞则不用处理，基岩裸露地段保证注浆深度不小于5m。若施工中如遇溶洞,孔深至基岩10m。每个孔注浆若超过300立方，应先暂停注浆，由业主、设计、监理和施工单位现场研究下一步方案。

（二）施工异常情况处理

1、不进浆

主要有两个原因，一是因管道堵塞，应进行疏通或上提灌浆管；二因灌浆压力过小，应加大压力。

2、串浆、冒浆

当因工期紧张，使钻孔及灌浆同时进行时，易产生串浆、冒浆。

冒浆：应视具体情况采用嵌缝、表面封堵、加浓浆液、限流、限量和降低压力、断续灌浆等方法处理。并将冒浆处用水泥浆、粘土夯实。

串浆：应采取下列措施处理：

(1)如被串孔正在钻进，应立即停钻。

(2)如串浆量不大，可于灌浆时同时在被串孔内通入水流，使水泥浆不致充填钻孔。

(3)如串浆量大时，如条件可能，可与被串孔同时施灌，否则可用浆塞置于被串部上方1～2m处；

(4)如串浆影响范围较广，可采用浓浆施灌或双液法进行。 

图2  注浆工艺流程图

3、压力骤降

主要因地层存在架空、空洞，突然串通大量吸浆，或搅拌机通往灌浆泵管路堵塞引起或破裂引起。前者应加大流量，后者应进行管路疏通或冒浆止堵。

4、灌浆量过大

可进行限量灌浆多次灌浆,或采取浓浆，或降低灌浆压力，若每个孔注浆超过300立方，则应先停止，由业主、设计、监理和施工单位现场研究下一步方案。

5、压力无法升高

当压力始终无法提升时，说明地层受浆能力大或局部泄露，应堵漏或加浓浆液、断续灌浆、双液法。

6、灌浆中断

灌浆工作必须连续进行，若因故中断，应按下述原则进行处理：

(1)尽可能及时复灌；

(2)复灌时开始应使用稀浆液灌注，如浆流量及压力同中断前相近，即可恢复正常之水灰比。

7、地面抬动

若发现地面抬动，应立即停止灌浆，并释放压力。

（三）施工过程质量控制

1、袖阀管灌浆是一项较复杂而又需要有序的工艺，施工过程的每一细节均可能影响灌浆效果，因此，在施工过程中，必须严格按有关设计要求进行施工，并据施工过程中各种细节综合判断，及时调整施工参数及采取措施。

2、灌浆孔的孔位、深度、孔径、钻孔顺序和垂直度严格符合施工要求。

(1)按照设计要求布设孔位，并作好标记，记录好，以便在孔位被破坏时进行恢复。在引孔施工前应再次进行孔位验证。

 (2)钻机安装必须平整稳固，钻机触地面四周用硬质石块和方木垫平，严禁钻机着地出现点或局部接触，造成临时性“假平稳”，防止孔斜。开孔前利用水平尺配合坡度尺(或地质罗盘)将钻机调平，孔斜控制在2％以内；

3、浆液水灰比严格按规范、设计方案要求执行。

4、灌浆压力、浆流量、灌浆方法，严格按规范、设计方案要求执行。

(1)施工过程中，密切注意灌浆（压水）压力、流量的变化。发生异常时，及时分析原因，排除故障，防止影响施工的正常进行及施工质量。

(2)为防止地面抬动，灌浆原则上一泵灌一孔，相互串浆时，采用群孔并联灌注，但并联孔数不宜多于３个，并应控制灌浆压力。

5、严格执行灌浆结束标准。

三、施工组织

（一）工期要求

本工程施工工期预计为30天。

（二）人机料安排

1、人员组织（见表1）

表１  施工人员计划表

本次溶洞路段加固处理的施工设备如表2所示。

表2 机械设备一览表

施工所用水泥、粉煤灰等材料拟采用当地材料，所有材料需要由业主代表进行编号并签名，材料用量据工作量及进度要求计划。 

（三）工程施工安排

1、施工准备

主要工作为试验方案的编制审批及对参与注浆试验的技术人员和工人技术交底，现场做好场地平整工作，确保机械设备顺利进场。

2、钻孔

本项目工程采用XY-1型油压钻机钻成孔，按照方案上述原则进行钻孔勘探。

3、袖阀管理设

钻孔完成后，若按该方案上述原则需要进行注浆的孔位，则把钻孔套管拔出后，将制作好的袖阀管插入已钻好成孔的灌浆孔中，插入时尽量居中。同时对袖阀管中冲水，以稳定管身，待管中水满，压住管口数分钟防止注入的水涌出，致使袖阀管上浮。

4、注浆施工

1）制浆

选用合格厂家生产的检验合格的P.032.5普通硅酸盐水泥和粉煤灰；制浆用水采用自来水，用水车运输到现场储存。

水泥浆制浆时应该注意按程序加料，根据搅拌桶的转速和容量制足一桶浆，以提高制浆效力。制浆时充分搅拌，一般搅拌3min以上后再使用，水灰比控制在0.8～1.1。

2）注浆

a) 注浆方法 

根据设计要求，先对9个先导勘查孔进行勘探，一般注浆孔设在先导勘探孔位之间中心位置，注浆孔开孔孔径不小于110mm（土层中），终孔孔径不小于91mm（岩层中）。岩溶路基注浆，原则上以封闭土、石界面，形成隔水帷幕，根据先导勘探孔揭示岩溶发育情况，加固深度由探灌结合孔确定一般为岩土界面以下3m，即孔深钻入基岩3m，若无溶洞则不用处理，基岩裸露地段保证注浆深度不小于5m。若施工中如遇溶洞,孔深至基岩10m。

b) 吸浆量

每孔的吸浆量以相邻孔位冒浆后即可停止，若注浆超过300立方，应先暂停注浆，由业主、设计、监理和施工单位现场研究下一步方案。。

c) 注浆速率控制

根据灌浆记录仪实时记录注浆压力和流量，当注浆压力和流量出现异常时可及时分析原因。当注浆压力和流量过大时（远超过设计要求时），可通过高压阀门控制返浆量达到降低注浆压力和流量的目的，防止路基被注浆挤跨，达到保障路基在灌浆时路基稳定的要求。

d)注浆压力与灌浆结束标准

开始注浆时采用稀浆低压送浆，吸浆量较大且吸浆较快时，应采取降低水灰比或间歇分次注浆的一种或多种综合措施处理，以钻孔内溢出浆液或注浆压力达到0.3MPa并持续5分钟为终注标准。

a、施工若有下列情况则立刻停止注浆。

(1)孔口发生溢浆，及时采用水泥进行封堵。

(2)若路基发生拱起变形时则终止灌注。

（四）工程质量管理

1、管理措施

(1)建立健全以质量为核心生产管理体系，建立质量监督、复核、复查制度：

(2)开工前向全体施工人员进行质量意识教育，严格按设计和施工规程进行施工；

(3)严格控制原材料质量，原材料应有厂家出厂合格证，专人负责签收，不合格材料严禁使用；

(4)机械设备的维修和保养由专人负责，确保机械正常运转，工程施工顺利进行：

(5)建立质量奖罚制度。

3、技术措施

(1)工程技术人员应在开工前认真阅读图纸、施工要求及施工方案；

(2)开工前由项目技术负责人对全体施工人员技术交底，进行岗前培训，了解设计意图，掌握质量关键环节；

①施工前应通过试验或根据工程经验确定施工参数。

②外加剂掺入量应通过试验确定；

施工中应严格、如实做好各项记录。

(3)严格按有关技术规范和操作规程施工，各项技术指标偏差要控制在规程允许范围内；

(4)作好原始班报表记录和现场签证等工程技术资料收集整理。

4、文明施工、环境保护

(1)遵守有关环、卫、市容有关规定，加强现场用水用电、排污的管理，做好场地综合治安整治工作，保证现场井然有序，卫生整洁。

(2)进行施工前人员的文明施工教育、社会公德教育，提高施工人员施工意识，为企业树立良好形象，做到文明作业，礼貌待人。

(3)加强对生活区、宿舍、食堂的卫生治安管理，防止偷盗和打架事件发生。注意饮食卫生，严防变质食品。文明施工，注意保持作业区内环境卫生，余泥、废物应集中堆放、外运。

(4)工程竣工验收后，及时拆除现场内一切临时设施，并将下地及四周现场清理整洁。

四、施工安全环保管理

1、安全生产目标

安全生产目标：贯彻“安全第一，预防为主”的方针。

安全施工目标为：无安全事故发生。

2、建立安全组织机构

成立项目安全领导小组，项目专职安全员负责日常安全工作的落实，督促施工班组按有关规定进行生产，各工点班组设兼职安全员。

3、制定安全管理制度

完善各项安全生产管理制度，安全检查与完善和修订安全管理制度结合起来，把安全生产责任制与各级管理者的经济利益挂钩，严明奖惩，保证“管生产必须管安全”。

4、建立安全责任制

建立以安全岗位责任制为中心的安全生产责任制，落实各级管理人员和操作人员的安全职责。  

5、加强安全生产教育

1）认真贯切执行国家、部、省、市有关安全的方针、规章，对职工和工班班组进行安全教育和培训，牢固树立“安全第一，预防为主”的思想。

2）针对本工程特点，编制详细的安全操作规程、细则及安全技术，并发至工班，组织逐条学习、落实，抓好“安全五同时”和“三级安全教育”。

3）针对本工程特点进行安全生产教育，强化职工和工班班组安全意识，掌握安全生产必备的基本知识和技能。

4）通过安全教育，增强安全意识，树立“安全生产，人人有责”的观念，提高遵守施工安全规章的自觉性，认真执行安全操作规程，做到：不违章指挥，不违章操作，保护自己，保护他人，提高整体安全防护意识和自我防护能力。

5）坚持“三工”教育：工前安全讲话，工中安全检查，工后安全总结。

6、现场安全管理措施

(1)严格执行国家有关安全操作规程。开工前进行安全交底。

(2) 施工前，对所有参加施工的人员进行技术交底和安全和环保意识教育，使人人明确施工技术要求，做到心中有数，确保施工质量。做到安全、文明施工，保护环境。进入施工现场人员须遵守工地安全管理制度，严禁赤脚及穿拖鞋上班，进工地必须戴安全帽：严禁酒后上岗，不得带病工作。

(3) 施工现场车辆通行道路保证畅通，危险地点悬挂规定的警告牌，坑、洞应设防护围栏和明显的红灯示警，以免车辆、行人坠落在坑、洞内，造成伤害事故。施工现场严禁闲杂人员出入，周围竖立安全警示牌。

(4)电器线路与设备定期检修，检修时要切断电源；所有电器须按“五级保护”安装漏电保护装置和接零接地装置，工地用电必须符合安全用电的各项规程。

（5）按要求配制的浆液要过筛除去粗颗粒，防止堵塞喷咀造成憋爆事故。浆液要随时测定密度（比重）。不得使用过期水泥和结块水泥。若发现憋压或爆管线，要立即停泵检查原因，迅速排除故障后再进行施工。拆卸管线时须先放压后才进行，管线中不得留有余压。

7、制定相关应急预案

严格履行我司整合型体系方针，针对本项目的施工实际，制定危险作业点及安全技术措施以及进行危险因素和环境因素的识别和评价，制定突发事故应急预案。作为应急措施，应至少配备车辆、手机与一些急救器材，收集齐全报警电话、周围医院的电话等。

8、文明施工、环境保护

(1)遵守有关环、卫、市容有关规定，加强现场用水用电、排污的管理，做好场地综合治安整治工作，保证现场井然有序，卫生整洁。

(2)进行施工前人员的文明施工教育、社会公德教育，提高施工人员施工意识，为企业树立良好形象，做到文明作业，礼貌待人。

(3)加强对生活区、宿舍、食堂的卫生治安管理，防止偷盗和打架事件发生。注意饮食卫生，严防变质食品。文明施工，注意保持作业区内环境卫生，余泥、废物应集中堆放、外运。

(4)工程竣工验收后，及时拆除现场内一切临时设施，并将四周现场清理。