(内蒙古铁道勘察设计院 内蒙佳达监理公司，内蒙古 呼和浩特 010050)
摘 要：文章根据现场岩溶注浆的施工情况，介绍了岩溶 注浆的施工工艺及施工过程中的质量控制。
关键词：岩溶注浆；地基加固；工艺标准；质量控制
中图分类号：U213.1＋5 文献标识码：B 文章编 号：1007—6921(2009)13—0060—02
1 工程概况
新建铁路武汉至广州客运专线XXTJIV标DK1770+489～DK1770+748段位于岩溶发育区，地层岩 性为粉质黏土，厚10～20m；岩溶较发育；基岩岩溶水较发育。全段路基基底采用压力注浆 加固，路堤地段注浆孔采用梅花型布置，路堑地段采用正方形布置，间距5.0m，土层帷幕3m ，加固厚度入基岩5m，注浆孔深15～25m。
2 施工方案
2.1 目的
该段路基基底灰岩岩溶较发育，可能因地下水的波动潜蚀破坏产生土洞，或由于增加荷载而 使溶洞顶板坍陷，设计采用压力注浆加固。
2.2 工艺原理
将水泥浆液在一定压力作用下注入岩溶裂隙、溶洞中以及软塑黏土体孔隙中，首先是填充岩 溶溶洞及岩溶裂隙，其次是封闭岩、土界面，形成隔水帷幕，阻隔上层滞水与岩溶水的联系 ；通过注浆填充液凝固后，具有的刚性和强度而改变岩层及土体的性状，使岩土的变形受到 约束，强度得到提高，从而达到控制地基整体沉降、减少变形的效果。
2.3 施工准备
2.3.1 场地平整。路基施工到注浆作业面，进行场地平整，达到注浆机械施工的条件。
2.3.2 材料准备。①注浆用水采用附近的井水或池塘水。②注浆用的水泥采用普通硅酸 盐水泥，水泥强度等级为32.5级。③水玻璃波美度为38～43Be′的，模数2.4～3.0。
2.4 先导勘探孔施工
施工前对路基地下设施和管线进行了调查，确认本段没有地下设施、地下管线后，开始 进行先导勘探孔施工。根据设计要求的注浆加固范围，布置注浆孔位置，选取总孔数的30% 进行先导勘探。实际注浆孔布置208孔，先导孔52孔。通过分析先导孔资料，岩溶 发育情况与设计基本相符，线岩溶率在8%左右。
2.5 施工工艺
2.5.1 定孔位。根据设计要求标出注浆孔位置，并进行复测。路堤地段注浆孔采用梅花型布置，路堑地段采 用正方形布置，间距5.0m。
2.5.2 钻机与注浆设备就位。①注浆孔位标定后，移动钻机至钻孔位置，完成钻机就位。②钻机就位后，用倾斜尺、水平 尺等工具调整钻机角度，安装牢固，定位稳妥。③注浆管线不宜过长，一般为30～50m，以 防压力损失。
2.5.3 钻进。①将钻杆对准所标孔位，地质钻机开孔钻进，保证土层孔径≮110mm，岩层孔径≮91mm。开 孔时轻加压、慢速、大水量，防止将孔开斜。②加固深度为岩土界面以下5m，即孔深潜入基 岩5m，若施工过程中遇溶洞，至溶洞底板下1.0m。孔深5m范围内未遇见溶洞，即结束钻探， 对溶蚀裂隙进行注浆加固。③钻进过程中观察地层变化，作好钻孔记录。
2.5.4 注浆施工。①试泵：开泵前先将三通转芯阀调到回浆位置，待泵吸水正常时，将三通回浆口慢慢调小， 泵压徐徐上升，当泵压达到预定注浆压力时，持续2~3min不出故障，即可结束。②安装 注浆套管及注浆管：钻孔完毕，进行清孔检查，在确认没有坍孔和探头石的情况下，下注浆 套管。否则，用钻机进行扫孔。在注浆管管口安装2.5MPa的压力表。③压水试验：压水压力 由小逐渐增大到预定注浆压力，并持续15min,做好记录。④浆液配制：水泥浆液水灰比为1 ∶1，拌浆机拌合水泥浆液。若遇空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙处，视具体情况先灌入中 粗 砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填，再采用煤灰水泥浆液或双液注浆。⑤将配制好水泥 浆液送入搅拌式储浆桶内备用。⑥注浆管路系统的试运转。⑦注浆顺序：按自路基坡脚向线 路中心的顺序进行，先两侧后中间，保证注浆质量。⑧注浆压力控制：灰岩中为0.1～0.3MPa，岩土界面附近逐步加大到0.3～[CM)]0.5MPa。
2.5.5 结束注浆。当注浆达到下列标准之一时，结束该孔注浆：①注浆孔口压力维持在0.2～0.5MPa左右，吸浆量≤40L/min，维持30min。②冒浆点已 出有效距离3～5m时。③单孔注浆量达到平均注浆量的1.5～2.0倍，且进浆量明显减少时。 ④岩溶裂隙不发育和岩层完整的钻孔，注浆压力达至1.5MPa，浆液难以注入时。
2.5.6 提管、回填。注浆完成后应立即拔管，若拔管不及时，浆液会把注浆管凝固住而造成拔管困难。拔出管后 ，及时刷洗注浆管，保持清洁、通畅。拔出管后留下的孔洞，用C15混凝土封孔。
3 施工中常遇问题预防及处理措施
3.1 成孔
注浆钻孔采用钻机成孔，钻机安装要牢固，定位稳妥、固定。 注浆孔跳孔施钻 ，不全部钻孔完成后再注浆，这样孔位串浆现象较多，清孔工作量增大。钻孔完成后，及时 进行注浆。施工初期，个别孔在成孔后未能及时注浆，施工过程中对已成孔产生了扰动，出 现了塌孔现象，对于轻微塌孔的，重新进行了清孔；严重塌孔的，回填后重新钻进成孔。
3.2 安装注浆套管注浆套管的安装文章试验了3种方法。①以Φ108mm的钻头成孔，成孔直径≮110mm，然后安装Φ108mm的钢套管，虽然 孔径略大于套管，但由于覆盖土层厚，钻杆较长，钻杆晃动幅度不匀，成孔孔径不均匀，安 装套管阻力很大，下到基岩面十分困难，注浆后套管也难以拔出，不但效率低，成本也大大 增加。②以Φ127mm的钻头成孔，成孔直径≮130mm，然后安装Φ108mm的钢套管，这样 安装套管时能够相对容易的下至基岩面下50cm，但是套管与孔壁不密贴，注浆过程中套管口 冒浆现象严重；采用木制止浆塞安装在套管外侧，下插套管时比较费力，止浆塞易损坏；在 土层注浆时需要提拔套管，止浆塞易变形，导致冒浆影响注浆效果；同时这种办法需要套管 数量也比较大，不利于大面积施工。③采用127mm钻头开孔，钻到地面以下2～3m处改换Φ108mm的钻头,保证土层孔 径≮110mm，采用127mm套管，利用钻机将套管下至地面以下6m左右，套管外露长度30~40cm ，这样能够保证套管与孔壁有3~4m部分是紧紧密贴；注浆时在孔盖下方连接一直径5cm左右 的注浆软管，下至基岩面以下50cm左右；这种方法能够节省套管，增加套管周转次数，操作 简单方便，有效防止孔口冒浆，控制注浆效果。
3.3 注浆注浆用的浆液经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始注浆，并应 在注浆过程中不 停地缓慢搅拌，搅拌时间小于浆液初凝时间。浆液在泵送前应经过筛网过滤。注浆管线不宜 过长，减少压力和流量消耗。钻机成孔插入注浆管后，及时封堵孔口和附近的地面裂缝以防 冒浆。盛浆桶不能暴露于阳光下，以防浆液凝固。①孔口冒浆：本段属覆盖型岩溶地区，覆盖层较厚，粉质黏土、硬塑，基本上不存在裂隙 冒浆，多为套管口冒浆。产生原因为套管与孔壁不密贴，孔口封闭不严。注浆过程中我们采 用了第三种安装注浆套管的办法，有效地控制了孔口冒浆；但由于各孔之间存在差异，套管 与孔壁密贴程度不同，仍然少数孔口冒浆现象，处理的措施是：拔出注浆套管，清孔后，在 孔口四周开挖深30cm，下口直径≥20cm的倒锥形圆坑，将套管加长1~2m, 用麻丝绳在套 管外侧中部绕成不小于钻孔直径的纺锤形止浆塞，安装套管后，用混凝土将孔口圆坑封闭重 新注浆。②串浆：注浆本着跳孔施工原则进行，但在实际施工过程中仍然出现了串浆现象。串浆分 为单孔串浆和多孔串浆。单孔串浆是指两孔裂隙相通，注浆过程中未注浆的孔出现串浆现象 ；多孔串浆是指2个以上孔裂隙相通，在其中一个孔注浆过程中，其余几个孔均有不同程度 的串浆现象。串浆会导致正在注浆的孔无法升压，浆液流失。在本段注浆施工过程中，这两 种串浆现象均发生过。处理的措施是：发生单孔串浆，则用两台注浆机同时对两孔注浆；如 多孔串浆，则在串浆的孔口加盖，待本孔注浆达到注浆结束标准后，对串浆孔进行清孔处理 ，并及时注浆。
3.4 注浆结束
严格按照设计注浆结束标准控制，并做好记录。注浆结束标准多为“注浆孔口压力维持在0.2～0.5MPa左右，吸浆量不大于40L /min，维持30min”。各孔注浆量 依据不同地质情况有较大的差异，当连续注浆单孔超过15t水泥不见升压时，加入水玻璃进 行双液注浆。必要时采用间歇注浆。
3.5 地表变形观测
本段在施工过程中进行了地表变形检测，在线路中心 、堑顶及堑顶外10m各埋设了一排观测桩，纵向距离50m，注浆过程中每天进行观测，未发现 地面沉陷或隆起现象。
4 效果检查与评定
①注浆完成后，进行了钻孔取芯检查，检查孔数为11孔，通过浆液充填情况进行直观判断， 注浆效果良好。②注浆前后，进行了注水试验，对比单位长度吸水量，注浆前平均单位长度 吸水量1.3L/Min.m.m,注浆后平均单位长度吸水量0.05L/Min.m.m,注浆后单位长度吸水量 小于注浆前吸水量的5%，且不存在明显漏水现象。③进行物探检测，采用高密度电阻率法， 布线2条，点距5m，观测18层数据，有效深度大于30m。检测区段未发现封闭性低阻率异常 区(带)，各检测剖面电阻率变化梯度平缓，地下介质体均匀，注浆充填效果较好。
5 安全、环保措施
5.1 安全措施
①钻机操作工、注浆泵司泵人员具有熟练的操作技能并了解施工的全过程。②机械、电气设 备达到国家安全防护标准；施工中发现设备运转异常，立即关闭电源进行检修。③机电设备 固定就位，不随意搬动，电动部分设置网罩，电箱电线悬挂。④注浆过程中避免高压喷嘴接 头断开或软管破裂导致浆液喷射、软管甩出引发安全事故。⑤施工中钻机置于平整坚实的地 面上，钻机移位时平稳并保持挺杆垂直，防止倾斜倒塌。
5.2 环保措施
①水泥和粉煤灰等细颗粒散体材料，遮盖存放，运输时防止遗撒、飞扬。②化学注浆时避免浆液对地下水源及周围环境的污染。③废弃的砂料及水泥袋等包装物及时清理，不随处抛撒。施工机具采取降低噪声措施，减 少扰民。
6 结束语
通过总结本段岩溶注浆施工的经验与教训，基本确定了压力注浆的施工工艺，掌握了施工过 程中常见问题的预防和处理措施，施工质量得到有效控制，为大面积注浆施工打下了良好基 础。