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袖阀管注浆技术在公路路基工程中的应用
浏览次数:307次 发布日期:2020-7-29 14:18:13

文本摘要:随着工程技术的发展,袖阀管注浆技术的应用范围得到了进一步地拓展,结合某高速公路施工介绍了袖阀管注浆技术在路基加固中的应用情况。

关 键 词:路基加固 袖阀管 注浆  

        袖阀管注浆作为一种成熟、先进的注浆工艺,被广泛地应用于基坑帷幕、地基及坝区加固等工程之中,拥有极为广阔的应用前景。袖阀管注浆是将袖阀式注浆管通过钻孔下人地层,采用分段注浆工艺,使浆液在压力条件下,较均匀地进人地层,以达到浆液在地层中分段可控、均匀扩散的目的。   

       1、工程概况   某高速公路某标段地处低山丘陵区,沿线地形起伏,山高坡陡,河谷深切,山体交错,地形复杂,施工场地狭窄。该区属亚热带季风气候区,夏热冬暖,四季分明,雨量充沛,且多为集中暴雨,往往形成山洪暴发,对山坡及建筑物冲刷严重,并存在地下水作用。地质资料揭示,该填方路基段位于古滑坡遗址之上,虽经专家论证,古滑坡较为稳定,但应采取安全保证措施,加强安全储备。   由于场地狭小、施工组织等原因,其中某段路基在边坡施工中为刷方土体及弃碴所填,未按规范进行分层选料及碾压。由于路基填方体多为前期坡面强风化破碎岩体,承载力及密实度均难以达到设计标准。因此,为确保工程质量及建成后的运营安全,必须对该段路基进行有效处理。   

     2、方案选择及确定   根据目前情况,该段路基处理常用的方案有两种:翻填夯压和注浆加固。由于工程地质复杂,施工难度高,工期压力大,如采用挖方翻填夯压不仅难以保证工期,而且由于施工场地狭窄,机械施工难度极大,质量也难以保证。据此,相关专家认为,注浆加固是行之有效的办法。通过从地表注浆使填方体之间空隙得以密实充填,使填方体同滑坡面的联结力增大,提高路基承载力,从而使路基各项指标达到规范要求。地表注浆形式多样,而后退式袖阀管注浆工艺则以其独具的特点不仅可以满足现场的可操作性,还能较好地保证注浆效果: ① 注浆深度大、可注性好; ② 可分段注浆,从而解决不同地层吸浆能力不同的问题; ③ 可根据需要进行重复注浆; ④ 注浆过程中发生冒浆和串浆的可能性小; ⑤ 钻孔、注浆可平行作业,有利于提高工作效率。 采用袖阀管注浆工艺对地层进行充填固结在铁路、煤矿采空区及水电工程中较为普遍,但在提高高速公路路基承载力及密实度方面尚较少运用,存在填方体不均匀、注浆范围不易控制、地层参数难以准确掌握等困难,因此施工中需要进行全面、完整的设计和严格的施工工艺控制,并根据实际情况不断优化施工参数,遵循动态控制原则,最终得到较为满意的效果。   

       3、注浆设计   该段古滑坡堆积土沿路线宽约100 m,纵长约200m,在路线附近厚14.6 m。根据滑坡上边坡以上和路基部分上、下两块滑体受力计算结果,对于古滑坡段除对边坡进行预应力锚索地梁进行锚固外,路基左侧采用5根预应力锚索抗滑桩,并将原设计挡土墙改设为7根抗滑桩,以确保古滑坡的稳定,在此基础上进行路基充填注浆设计。     

       3.1 设计原则   ① 针对该段堆积体的类型和地质条件,采用相应的注浆措施充填固结路基,提高路基密实度; ② 抗滑桩间注浆材料选用扩散范围可控性较好的普通水泥一水玻璃双液浆,路基固结注浆材料选用可注性好、经济合理的水泥粉煤灰浆作为主材; ③ 底部预留渗水通道,防止因注浆阻塞地下水通道后,路基一侧积水而对路基及古滑坡稳定不利,同时考虑到此处为稳定滑坡体,帷幕及路基注浆深度仅深入原地表以下、滑面以上; ④ 采用后退式分段静压注浆工艺,要求均匀充填及固结地层; ⑤ 遵循动态原则,即施工过程中根据施工实际对施工参数进行优化调整,确保注浆效果。   

       3.2 注浆设计   注浆浆目的及工艺、材料合理选择并确定,本工程注浆分为抗滑桩问帷幕注浆及路基充填固结注浆两部分。 (1) 抗滑桩间帷幕注浆K73+84.5~+154.5段抗滑桩间帷幕注浆设计孔间距为1 m,排间距为0.9m,扩散半径为0.6m,浆材选用普通水泥一水玻璃双液浆,帷幕深度以进入原地表以下2 m为宜。 (2) 路基充填固结注浆   抗滑桩侧路基固结注浆设计孔间距为2 m,排间距为1.8 m,扩散半径为1.2 m,浆材选用水泥粉煤灰浆,注浆深度以进入原地表以下2m为宜(图3)。 (3) 注浆设计参数   

       4、注浆试验   为保证注浆质量,进一步确定合理的浆液配比及注浆参数,注浆施工前进行了室内试验及现场试验段施工,对设计注浆参数进行了优化调整。   

       4.1 室内试验   针对注浆目的和注浆材料的可注性主要对普通水泥一水玻璃双液浆的浆液配比、胶凝时间及水泥粉煤灰浆液的可注性等进行了室内试验。   

       4.2 现场试验   由于地层的不均匀性及双液浆凝胶时间较快的特点,注浆之前需在适当的位置选取试验段,按设计及室内试验所确定参数进行注浆施工,对注浆效果进行检测评估,同时还能达到熟练工艺操作的目的。试验段注浆钻孔实施过程中,由于抗滑桩锁口的影响,地面上布孔区域减小,难以严格按照设计进行布孔,经过分析,采取了将桩间注浆孔数减少,而间距、深度及注浆总量均保持不变的措施。试验段帷幕注浆孔为8个,路基注浆孔为52个。试验段施工完成后,对注浆效果进行了检验,发现地层吸浆量较大、压力变化较小,岩芯中可见以渗透为主形成的不均匀浆脉,基本达到了充填空隙、形成止浆帷幕的效果,但注浆量需加大。

       5、注浆施工工艺   

       5.1 袖阀管注浆工艺流程   桩间帷幕和路基注浆施工均采用后退式袖阀管分段注浆工艺,即采用地质钻机垂直于地面钻孔,下入袖阀管后,通过双液注浆泵进行后退式分段注浆,较均匀地固结充填地层空隙。其施工工艺流程如图4。     

       5.2 注浆工艺控制   由于注浆不同于其它工艺,施工中存在地层复杂、浆液流动随意性较大等困难,在严格工艺控制的同时重视过程控制,根据试验段施工及注浆效果分析,施工中采取以下措施以保证注浆质量: ① 跳孔跳排间隔注浆:路基注浆第一步注奇数排奇数孔,第二步注偶数排奇数孔,第三步将余下孔依次由外向内注,帷幕注浆则采用先外侧后中间的注浆顺序; ② 定量定压注浆:外侧先注孔采用以定量为主进行控制,而内侧后注孔则以压力控制为主; ③ 结合注浆压力分析地层吸浆量,针对注浆不足的孔进行补注; ④ 注意观察压力、流量、浆液及周围环境变化,并及时调整注浆参数,做到施工过程动态控制。   

       6、效果检查   注浆结束后,结合本工程注浆目的及特点,采用了分析法、取芯观察法、注水试验法及重力触探法等手段对注浆效果进行了检验及评价,结论如下: ① 通过注浆记录数据对注浆过程进行分析及注浆量反算等方法,从理论上验证了注浆效果; ② 岩芯中可明显观察到灰褐色浆液扩散脉分布,并具有一定强度; ③ 通过注浆区域及未注浆区域注水试验对比分析,注浆后地层渗透系数达1.017×10cm/s(4#),而注浆前地层试验孔内注水时水位无法稳定,具有显著区别; ④ 重力触探试验成果表明,固结注浆区域比未固结注浆区域触探锤击数高一倍以上。   

        综上所述,路基填方体通过袖阀管注浆,其密实度和承载力有了较大提高,满足了相关路基指标的要求。   

       7、结束语   后退式袖阀管注浆在公路路基处理中的成功应用,对于高速公路工程具有较高的推广价值,为充分发挥袖阀管注浆的作用,应结合工程特点,对袖阀管注浆参数及影响注浆效果的因素进行分析探讨,以期在今后的工程应用中能不断得以改进。


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