路基岩溶注浆方案

一、编制依据

1．昆阳至玉溪铁路扩能改造工程路基岩溶整治设计图（D2K20+558.42~D2K35+902.52）

2. 昆阳至玉溪铁路扩能改造工程铁路岩溶路基注浆施工质量检测实施细则。

3．昆阳至玉溪铁路扩能改造工程铁路路基岩溶整治注浆施工实施细则。

二、编制范围

1．D2K20+558.42~D2K35+902.52段路基岩溶注浆

三、工程概况

1．工程简介

本线观音寺2号隧道出口（D2K20+558.42）至大梨铧营双线特大桥小里程台尾端（D2K35+902.52）段，岩溶地貌发育，地貌为高原溶蚀低中山，岩性主要为大龙口组（Pt1d）灰岩、泥灰岩、白云质灰岩等，峰林、洼地、漏斗、溶洞、暗河、落水洞等较发育；据钻探、物探资料揭示，沿线可溶岩段的岩溶为弱～强烈发育，地下溶蚀破碎严重，溶蚀裂隙、隐伏溶洞发育，溶洞在主要地下水的季节变动带沿溶蚀裂隙向水平方向发育，多为空溶洞，充水，部分为半充填至全充填，充填物多为硬塑粉质粘土。

段内地下水主要以孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶水等形式存在。岩溶水对岩溶路基影响较大，昆阳群大龙口组（Pt1d）岩性为灰岩、角砾状灰岩、板岩等地层，岩溶发育，地下水易接受大气降水补给，通过溶洞、暗河等岩溶通道以暗河、泉水集中排泄为主，排泄区主要位于盆地边缘地带，排泄高程一般在1650～1800m间。刺桐关断层下盘区域，灰岩发育，线路沿攒坝塘村附近有多处泉点出露，水量较大，为岩溶泉；泉点出露高程为1790～1810m。玉溪盆地西缘飞井水库发育大型岩溶泉—九龙泉，为9个暗河泉组成，泉点出露高程为1655.4～1653.8m；据玉溪幅综合水文地质资料，该暗河向近正北方向延伸，流量为728.36l/s，为飞井水库的主要补给源。昆玉线路基岩溶主要分布于玉溪盆地边缘附近的斜坡山区，岩溶以垂直发育为主，地下水埋藏深，水位变幅随季节变动大。

2．整治范围

具体段落及路基岩溶地面塌陷预测分析评价：

1.整治对象

根据路基岩溶地面塌陷预测评价分析资料，对评价为极易塌陷区、易塌陷区的路基段落，整治的对象为危及路基稳定的溶洞、连通性较好且垂直发育的溶蚀破碎带与覆盖层土洞；对评价为不易塌陷区的路基段落，整治的对象一般为具备诱发地面塌陷的溶蚀破碎带（连通性较好且垂直发育）及危及路基稳定的不稳定溶洞。

2.整治措施

（1）覆盖型岩溶

①对覆盖层平均厚度小于2m且溶洞、溶槽不发育的区段，采用换填为主要处理措施。

②其余易塌陷、极易塌陷的覆盖型岩溶，以钻孔注浆为主要整治措施。通过注浆充填土石界面附近的土洞、溶洞和溶蚀裂隙，阻隔地表水下渗及地下水渗流通道，防止岩溶地面塌陷发生。

（2）裸露型岩溶

①对规模较小的浅埋溶洞，采取揭盖浇筑C20混凝土进行加固处理。

②对深埋溶洞及规模较大的溶槽采用钻孔注浆处理。

③对规模较小的溶槽，以清除溶槽充填土并浇筑C20混凝土进行加固处理。

（3）对封闭溶蚀洼地、漏斗，地下暗河、水网密集或集中渗流带，规模较大或串珠状发育溶洞，采用桩板、桩筏结构跨越处理。

3．整治宽度

（1）路堑整治宽度一般至新建铁路路堑侧沟平台。

（2）路堤整治宽度一般至路堤坡脚。

（3）当坡脚（堑顶）以外有溶洞危及边坡稳定时，整治宽度加宽至坡脚（堑顶）外不小于2m；当路堤坡脚以外及路堑边坡发育有不稳定溶洞危及路基边坡稳定时，根据塌陷扩散情况适当加宽整治；设置路肩挡土墙、路堤挡土墙的地段，整治加固宽度至墙趾以外5m。

4.整治深度

（1）浅层及开口型溶洞：溶洞顶板及覆盖土厚度小于2m时，一般采用挖除换填处理至基岩面，具体工程措施及技术要求参见相应地段的《区间路基设计图》。

（2）裸露型岩溶：钻孔注浆深度不小于10m。若地面以下15m深度内存在溶洞，则加固至洞底以下不小于2m。溶洞顶板厚度大于15m地段一般不作整治设计，当顶板破碎、溶洞跨度较大时，采取安全顶板厚度法进行判别，若顶板厚度达不到要求（完整顶板厚跨比不小于0.5，非完整顶板厚高比不小于5.0），则要采取钻孔注浆至溶洞底板以下2m。

（3）覆盖型岩溶：溶蚀平原区：地表覆盖土厚度小于30m地段，以钻孔压密注浆封闭土石界面（基岩面上3m，下5m），形成隔水帷幕；在加固深度范围有溶洞时，则钻孔注浆至溶洞底板以下2m。上部钻孔采取充填注浆封孔。

斜坡地段溶洞和溶蚀破碎带：地表覆盖土厚度小于20m地段，整治设计至基岩面以下5m；当基岩面以下10m深度内存在溶洞的地段，整治设计深度至溶洞底板。

五、工程重点难点

工程重点难点为易塌陷区

六、主要施工工序

施工准备→先导孔钻进→注浆前注水试验→注浆→封孔→一般注浆孔钻进→一般注浆孔注浆→注浆效果检测

第二节  施工组织

一、施工准备

1．施工中使用的材料、工具准备到施工现场，认真清点检查并设专人看管。

2．提前对施工人员进行分工和安全教育等培训，施工前达到持证上岗要求。

3．施工专项方案已审批，现场作业技术交底已交底到位。

二、施工方案

1.总体方案

本次岩溶注浆分为两期完成，一期施工先导孔并提取相关地质资料及施工资料，并报设计院，设计院依据先导孔情况考虑是否在已设计的一序孔基础上增加三序孔。将D2K35+590～  D2K35+680段作为首期施工对象，并将相关地质及施工资料提报设计院。

2. 施工工艺流程

（1）施工准备

①熟悉各岩溶注浆工点工程概况，提前作好施工方案、岩溶注浆孔位布置平面图、施工技术交底等技术工作。

②场地平整

路堑段为设计路肩标高，设置必要的排水坡和四周的排水沟，形成有组织排水，防止地表水下渗。

③测量放线

根据岩溶注浆孔位平面布置图，对各孔位进行放样，并测量、记录对应的孔口地面高程。

根据设计图纸要求，埋设好沉降观测桩，施工期间进行沉降观测。

④接通施工用水、电，钻机试运行，确保设备能正常开钻。

⑤准备注浆用的水泥、砂、水玻璃、粉煤灰，进场原材料进行检验。

⑥检测所有注浆设备状态，确保设备能正常运转，合理设置水泥棚和搅拌站及附属设施。

⑦对现场操作人员进行技术交底、岗前培训。

（2）先导勘探孔钻进：根据探灌相结合的原则，钻孔分为先导勘探孔和一般注浆孔，首先施钻先导勘探孔，待先导勘探孔完成后，整理资料，上报设计单位和监理，确定相关注浆深度与范围。

①钻进：土层和岩层部分均采用水钻进行成孔。

A.土层钻孔：采用φ108钻头钻进，每一回次钻完后，取出土芯，摆放整齐，并用标签记录不同土层的深度。全孔采用φ110套管，护壁套管露出地面0.2～0.5米。

B.岩层钻孔:基岩面以下采用φ91钻头，钻孔过程中均取出岩芯，摆放整齐，用小标签记录不同岩性和溶洞的深度。钻至设计深度后，用对钻孔进行清洗，清孔时间不少于20min。

②钻孔完成后，由地质编录员及时对岩芯进行编录，分层记录不同土层和岩层的深度，岩溶发育的情况以及地下水位的深度。钻孔过程中,监理工程师旁站记录地质变化情况。

③采用水泥砂浆对注浆套管进行固定。

（3）注浆前注水试验：选取代表性孔进行注水试验，确定注浆前单位长度吸水量。

（4）注浆：

①在套管上安置盘混合器(法兰盘)，调试注浆机，对管路进行试压、检查管路、接头的连接、密封质量，接好压力表，作好注浆准备。

②注水试验完成后，开始注浆。如遇岩溶通道、较大溶洞和裂隙处视情况充填中粗砂、水泥砂浆等。如有岩溶发育但吸浆量少或不进浆时，先采用高压清水洗孔或钻机清孔后疏通岩溶裂隙通道，再注浆。

对溶洞内有充填物的注浆孔或者对注浆质量怀疑的注浆孔在注浆完成1～2小时后采用钻机进行清孔再注浆，确保浆液已至溶洞下限或满足设计注浆量和注浆结束条件。

（5）封孔：

注浆结束后，经质检工程师检查，通知监理工程师检查确认终孔条件。卸下法兰盘、拔出套管，回填M7.5水泥砂浆封孔，捣鼓密实，并作好孔口标记。

（6）一般注浆孔钻进与注浆：

先导勘探孔施工完毕后，对一般注浆孔进行钻孔、注浆施工及封孔。

（7）注浆效果检测：

注浆后通过物探、钻芯、水压试验法检测处理效果。

①注水试验

在注水试验前，量测孔内稳定水位后，进行孔内定量注水，观测单位长度吸水量变化幅度，注浆后试验的单位长度吸水量应小于注浆前吸水量的3～5%，即可判定达到注浆效果。

②综合物探检测：

遵循《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2004)

③钻孔检查，检查孔数为5％，根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果。

3.浆液配合比参数

该方案以先导孔作为地质钻芯取样平台，根据给定的先导孔孔深对岩溶进行注浆性试验，依据设计资料先导孔浆液配置参照以下配比进行。

（1）纯水泥浆：

参数一水灰比W/C=0.55

参数二水灰比W/C=0.6

参数三水灰比W/C=0.7

（2）水泥砂浆：水：水泥：砂

参数一0.55：1.0：0.6；

参数二0.6：1.0：0.7；

参数三0.7：1.0：0.8；

（3）双液（水玻璃与水泥浆混合液）：水玻璃：水泥浆（体积比）＝8～20％。

浆液配合比按实际情况进行调整，遵循先稀后浓的原则，依吸浆情况逐步加浓浆液；当连续注浆单孔超过15吨水泥不见升压或吸浆量下降时，采用提高浆液浓度或双液注浆措施。

4.施工注意事项

（1）当地质钻孔发现岩溶较大,相临两孔可能连通时,注浆孔应跳孔施钻,不应全部钻孔完后再注浆,以免孔位串浆,增加难度及清孔工作量。溶洞较大且填充较少时,应先快速灌注中粗砂，再灌注水泥浆。

（2）注浆钻孔孔位偏差不宜超过10cm，开钻前必须保证机身平稳。

（3）采取措施确保注浆连续进行,不得中途中断。

（4）注浆过程加强地面观测记录。在注浆区域埋设观测桩,在注浆前后观测其地表沉降。一般应在线路中心、路基两侧路堑坡脚、以及坡脚外（或堑顶外）10m各设一排观测桩，纵向间距一般不大于50m，过渡段范围及非均质地区应加密观测剖面。施工期间必须每天进行地表变形监测，实测地表变形量，测量精度不大于1mm，并做好详细记录，根据观测数据控制注浆压力，以免堑坡的稳定性或附近构筑物受影响，同时监测数据应提交相关部门，以备路基沉降分析用。

（5）各孔注浆量根据具体地质情况有较大的差异，当连续注浆单孔超过15吨不见升压时，应考虑提高浆液浓度。必要时间歇注浆。注浆量过大时，应提请有关四方会勘，采取适当的工程措施进行处理。

（6）钻孔及注浆顺序

为防止临孔串浆,增加处理难度,本次钻孔及注浆顺序原则为:

①先钻探灌结合孔,后钻一般注浆孔;

②无论探灌结合孔还是一般注浆孔,全部采用跳孔钻进;

③一般注浆孔采用路基两侧向路基中心进行

④边钻边灌

（7）注浆前作好注水试验并记录，根据钻孔的地质情况和注水试验的情况采用不同的注浆浆液和措施。

（8）注浆过程中，作好记录，并专人巡视，避免注浆超出加固范围以及对环境的污染。

三、施工进度控制

本计划为D2K20+558.42～D2K35+902.52段路基岩溶注浆专项施工计划。

总体安排为2014年9月5日开始正式施工，至2014年10月25日完成，总工期50天。

具体节点工期安排如下：

先导孔施工：2014年9月5日至2014年10月1日

一序孔施工：2014年9月5日至2014年10月25日

四、人、机、料情况

1．材料及机械设备

(1）水泥选用P.O 42.5袋装普通硅酸盐水泥；

(2）水玻璃采用35～43Be′,模数2.4～3.4；

(3）砂采用中粗砂；

(4）XY-100地质钻机；

(5）工作压力为2MPa的注浆机；

(6）注浆管线采用φ36PVC管；

(7）注浆套管采用φ110无缝钢管；

(8）水泥浆拌制采用桶搅拌过滤灰团后流入储浆桶。

2．人员配置

见附图1

六、施工质量、安全保证措施

1.建立以项目经理韩春军为首的工程质量责任制领导组，落实工程质量终身负责制，强化施工管理，明确各级及各部门责任，确保优质工程。

2.劳资部门组织对参加施工的全体职民工进行岗前质量和安全培训，加强思想教育，提高全员素质，使参加施工的职民工牢固树立“质量第一，信誉第一”的思想。

3.施工过程由现场负责人组织技术、安检、和工班组负责人进行日常和定期检查，落实各项安全及质量检查制度，努力做到质量管理工作规范化、制度化。

4、质量控制要点及质量问题的预防措施

（1）质量控制要点

①孔位放样及测量

施工现场通过测量复核场地平整标高，孔位放样采用控制桩引测出具体孔位的办法，保证孔位放样的偏差小于50cm。

②钻机对位检查

钻机就位后,让钻头对准孔位中心,钻杆垂直度偏差不大于1%后开钻，孔位偏差不大于0.1m，确保成孔质量。

③钻孔深度控制

钻孔深度按钻至基岩面以下5米，遇到溶洞，则钻孔至溶洞底板下2m。

 通过先导勘探孔对地质情况进行复核，当发现实际岩土界面与设计岩土界面高度不一致时，按以下方法进行办理：

A一般注浆孔

 当实际的岩土界面高于设计图岩土界面3m以上时，注浆孔入岩深度应比设计入岩深度加深2～3m；其余情况按设计说明中入基岩5～6m办理。

B探灌结合孔

 当实际岩土界面比设计图的岩土界面上提差别大于3m时，注浆入岩深度加深5m，即达到岩土界面下10m才能注浆，总体以不超过设计深度为原则。

④注浆

A清孔：封孔砂浆凝固后，连接注浆机，泵压清水进行清孔，直到排浆管排出清水后，完成清孔。

B注浆：当注浆达到下列标准之一时，结束该孔注浆：

 ⅰ注浆孔口压力维持在0.5MPa左右，维持10min。

 ⅱ冒浆点已出注浆范围外3～5m时。

 未达结束条件处理：经检查达不到上述标准时，清孔后再次注浆。

(2）质量问题的预防措施

　在岩溶注浆施工中，针对出现注浆孔始终达不到注浆结束条件时，通过分析形成的原因，制定出如下的预防措施：

①在钻孔时，108mm钻头下钻至基岩以上0.5m后，再采用91mm钻头钻至设计深度，将注浆套管施打至基岩顶面。保证注浆时套管不上浮。

②钻孔时采取跳孔施钻，边钻边灌，防止出现串孔现象。

5、安全文明施工、环水保措施

(1）安全保证的主要措施

①施工现场设专职安全员1名，佩戴统一袖章和上岗证，配合工班长进行现场指挥，防止出现安全事故。

② 施工现场设置醒目的防护带，防止闲杂人等进入施工现场，确保施工的安全顺利进行。

③对注浆孔注浆时，应按照操作规程的要求进行施工，减少浆液的浪费；对废弃浆液必须按指定的地点进行排放，注意与周围水沟的畅通，确保与周围环境的协调统一。

④严禁在施工现场焚烧废弃物和会产生有害有毒气体、烟尘、臭气的物品。

⑤施工过程中严禁将含有污染的物质或可见悬浮物的水排入河渠、水道。所有机械废油回收利用或妥善处理，严禁随意泼倒。

⑥选择性能优良、噪音小的施工机械，对本工程使用的钻机、注浆机等机械要进行定期保养维护，以减少因机械故障产生的附加噪声与振动。

⑦由技术组负责在施工前进行严格的定位复测，确定中线及标高，施工中严格控制标高、尺寸及孔位，并负责对线路和路基的变形进行观测。

⑧由物资设备组严格控制施工原材料的质量，试验组及时对进场材料进行取样复检，及时收集材料合格证和原材检测报告。

（2）水土保持措施

①严格组织施工管理，开展文明施工，创标准化施工现场。施工前做到全员教育，全面规划，合理布局。定期检查、监督本施工地段的各项水土保持工作的落实。

②建立健全水土保持体系，坚持“预防为主，综合防治，全面规划”原则，抓住本工程水土保持工作重点，有针对性地采取措施，确保水源、植被不被污染和破坏。

③施工前对沿线水文、地质、植被情况进行调查，研究制定出可行的水土保持方案以及详细的水土保持施工措施。

④加强施工机械管理，注重日常保养，防止油品存放和机械在使用、维修、停放时油料泄漏、渗漏，污染水体。

七、附图附表

1.附图1：管理机构图

2.附图2：施工进度横道图

3. 附表1：施工安全关键环节卡控表