17路基洞穴陷穴注浆施工工艺工法.doc

路基洞穴、陷穴注浆施工工艺工法
QB/ZTYJGYGF-LJLM-0117-2011）
第四工程有限公司 赵亦东
1.前言
1.1工艺工法概况
路基陷穴是路基下面隐伏的洞穴顶部塌陷引起的一种路基病害。塌陷有时能使路面悬空，给行车安全带来严重后果，这些洞穴有三类，一是石灰岩地区的岩溶洞穴；二是黄土地区的黄土陷穴；三是人工遗留的洞穴，如古墓、古窖、古井、遗弃的坑道等。注浆法是处理路基洞穴、陷穴的一种比较常用的施工方法。
1.2工艺原理
根据充填空穴的原理，在需要处理的洞穴、陷穴位置打设注浆花钢管，注浆管四周梅花型布满出浆孔。由注浆设备在一定注浆压力下将砂浆注入洞穴，砂浆在注浆压力的作用下，靠惯性向下冲击洞穴壁，迅速向周边扩散，填塞洞穴及其周边裂缝，从而起到填充固结洞穴、陷穴的作用。
2.工艺工法特点
2.1 利用砂浆可灌性及渗透性好的优点，实现快速、准确的填充空洞。
2.2 施工简便，工艺可控，质量好，成本低，处理效果直观。
3.适用范围
适用于公路、铁路路基洞穴、裂隙的地基处理。
4.主要引用标准
《公路工程质量检验评定标准》JTGF801；
《公路路基施工技术规范》JTG_F10；
《铁路路基施工规范》TB10202；
5.施工方法
根据探测的洞穴、陷穴分布范围、深度等情况，梅花形布置带有注浆孔的注浆钢管，使用注浆设备在一定的注浆压力下将砂浆注入洞穴内，并迅速向四周扩散，填塞洞穴周边裂缝，直至充满洞穴、陷穴以及周围裂缝。
6.工艺流程及操作要点
6.1施工工艺流程
路基洞穴、陷穴压力注浆处理施工工艺流程见图1。

图1 洞穴、陷穴压力注浆处理施工工艺流程图
6.2操作要点
6.2.1 场地准备
对于路堑开挖地段要先开挖至设计标高，清理洞穴附近虚碴，人工开挖排水沟。
6.2.2 洞穴、陷穴探查
路堤填筑前及路堑开挖至设计标高后，应结合勘探设计资料对施工地段进行详细补勘，核查地质情况。进一步探明洞穴、陷穴的位置、深度、宽度、长度以及裂缝发育等情况。探查完成后，应由设计单位对处理范围、效果予以确认。
62.3 注浆管布设
在明确洞穴、陷穴的位置、规模等情况后，根据检测数据及砂浆流动性能确定注浆管的布置参数。同时按照设计要求预留一定数量的注浆孔观察注浆情况。
6.2.4 钻孔
使用合理的钻孔机具在放样好的位置钻孔，钻进过程应匀速平稳，以防发生卡钻。钻孔直径大于注浆钢管10mm以上，钻孔深度根据洞穴、陷穴深度而定（进入洞穴内部为止）。
6.2.5 注浆管安装
注浆管安装时，注浆口露出基底面30～50cm长度，便于与注浆设备连接。在人工安装注浆管时，要固定牢固（最好在注浆管两侧横向焊接两根钢筋），防止注浆管掉入孔内，妨碍砂浆扩散效果。
6.2.6注浆
在注浆管安装完毕后，采用注浆机分次压注水泥砂浆，停1～2小时后注第二次浆，直至填满洞穴。在注入砂浆层顶面将至注浆管出浆口时，注浆管要及时提起，保证注浆管出浆口与注入砂浆面层至少有50cm以上距离，确保砂浆在洞穴内的扩散性。
6.2.6注浆效果检测
注浆完成后，检测洞穴、陷穴的注浆饱满情况及洞穴、陷穴周边岩体裂缝浆液渗透后的密实度。其检测原理是通过水泥净浆的注浆压力和注浆量确定洞穴、陷穴处理后的路堑基底密实度。即：注浆压力越大，注浆量越小，路堑基底密实度越好。
6.2.8清理施工现场
在路堑基底洞穴、陷穴处理施工完毕后，清理施工现场。
7.劳动力组织
所需的劳动力工种及人员数量见表1，可根据工程规模等情况进行调整。
表1 主要劳动力配备表
序号
工 种
人数
负责作业项目作业项目
1
现场指挥
1
现场协调、指挥
2
技术人员
1
现场技术方案的监督、落实
3
测量工
2
放样注浆孔位、检查注浆效果
4
安全员
1
负责现场安全生产
5
机械操作员
4
操作混凝土输送泵及潜孔钻
7
普工
5
砂浆灌注及振捣
8.主要机具设备
主要机具设备见表2，具体可根据工程规模、工期等情况进行调整。
表2 主要机具设备配备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
作业项目
1
注浆机
XDY100(D)
台
3
注浆
2
混凝土搅拌运输车
中集瑞江JC6A
台
3
砂浆运输
3
潜孔钻
JK580(D)
台
2
钻孔机具
9.质量控制
9.1易出现的质量问题
注浆不饱满、密实。
9.2质量保证措施
9.2.1 孔位布置：在所要加固处理的路堑基底范围内，按照洞穴、陷穴位置及浆液自流扩散范围布置注浆孔。
9.2.2 注浆方式：按照跳孔注浆的原则由路堑基底两侧向中心汇拢注浆。
9.2.3 现场技术人员对每处路堑基底必须进行全过程检查，确保无一空洞。
10.安全措施
10．1主要安全风险分析
安全风险包括机械设备的运行安全，机械设备的操作安全。
10．2安全保证措施
10.2.1 机械设备必须经过检修保养，确保各项指标正常方可投入使用。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
10.2.2 安全员要认真进行上工前的检查、施工中的检查、停工后的复查的三查制度，杜绝安全隐患。
10.2.3 夜间施工，现场应有充分的照明。
10.2.4交接班时，交班人员必须对机械运转情况、工作中发现的问题及处理经过、保养项目等向接班人员交待清楚。
11.环保措施
11.1 施工环境保护管理制度健全，文明生产教育落实到个人，成立环境保护领导小组，加强施工过程中的环境保护管理力度。
11.2注浆施工时应有符合环保要求的废浆隔离与回收设施，注浆过程中应防止浆液渗漏，如有“跑浆”现象，应及时查明原因并处理。
11.3岩溶、洞穴地段路基施工前应做好引排地面水设施，处理范围内的地面、地下防排水、防渗措施应满足设计要求，并符合环保有关规定。
11.4 加强对施工燃料、工程材料、设备、废水、废渣的控制和治理，废弃物集中存放，集中处置。
12.应用实例
12.1工程简介
保（定）阜(平)高速公路是国家和省高速路网的重要组成部分， 我单位施工的LJ-19标K144+700～K144+800段路堑在开挖至设计标高时基底出现洞穴、陷穴。
12.2施工情况
本工法通过压力渗透注浆处理施工技术在保阜高速公路路堑基底加固洞穴、陷穴岩体破碎路基的实践应用，预防路基塌陷失稳，保证路基的稳定性和安全性。
12.3工程结果评价
通过工程实践，该工法施工工艺简单，注浆效果好，速度快，质量有保证。同时洞穴、陷穴注浆处理后对地基加固及后期沉降控制起到了加强作用，也为我单位在类似工程中总结积累了新的工艺工法，可在类似工程中推广使用。
12.4建设效果及施工图片

图2 陷穴探孔

图3 路堑基底洞穴、陷穴图

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