注浆工艺在加固铁路路基中的应用

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1 概况秦皇岛港煤三、四、五期翻车机房小区消防通道工程位于秦皇岛市建设大街东段秦港七公司与煤检中心中间，穿越大秦铁路柳村二站环1线至环5线，消防通道采用框架桥顶进穿越铁路。顶进工作完成后，在环5#线北开挖3#工作坑，开挖过程中，由于顶进挖土时框构出口的侧墙两边存在进空隙，且土质因扰动而变得疏松，铁路路基出现坍塌现象，危及铁路行车安全，因而采取对框构出口的路基进行加固。根据地质情况，采用劈裂注浆方法，由于颗粒更细的粘土质不透水(浆)地层，高压浆液强行挤压孔周，使粘土层劈裂成缝并充塞凝结于其中，从而对土层起到了挤压加固和增加高强夹层加固作用。2 注浆法的特点1）由于工作面较小，需要小型的施工机械，对铁路行车干扰较小。如采用插打钢板桩，用吊车需采有较大的工作面，由于离火车线路较近，干扰火车通行，且很有可能碰触到接触网杆，对施工人员生命安全造成威胁。注浆法处理路基病害时，由于注浆机具体积小、受空间影响较小，移动灵活。工地现场只需储浆池和注浆泵等设备，而且施工需要人员也较少。2）处理效果可靠，用注浆法处理路基沉陷、滑塌，通过对路基中注入一定数量的浆材填充于空隙中，能够增加填料密度，提高其稳定性，减少收缩及变形。3）施工工期短，注浆法处理病害时较其它方法所用时间短，可以在雨天施工，也可以在夜间施工，可以用来处理突发事故。3 注浆工艺3.1布孔。根据场地的实际情况，布孔采用行距为25cm、列距为20cm，矩阵形布孔。测设孔位，标高，进行统一编号钉桩。先钻边排孔，后钻内排孔。平整场地、机台后，设置北京探矿机械厂Hy-100型钻机，调平机架、机体。3.2技术要求。注浆孔施工严格执行铁路局有关临近既有线施工的条文规定和《铁路工程地质钻探规程》。做好钻孔原始记录，成孔压浆时留备用钻机，进行清孔、处理压浆发生的异常问题。3.3注浆材料。注浆施工按照《注浆技术规程》(YBJ44-92)有关规定与设计要求进行，注浆设备采用往复活塞式单作用泵，流量在一定范围内可任意调节、拆卸、清洗、组装使用。泵体积小、能耗小、重量轻、搬运方便。制浆机上层为制浆系统，拌制新浆液；下层为储浆搅拌桶，使搅好的存储浆液不发生沉淀。搅拌站设在高压塔东边的平地上，地势平坦、环境影响小、运输方便，而且可以减少耗费、压力损失。在场地上备足PO32.5号普通硅酸盐水泥、模数2.4～3.0的水玻璃，注浆管采用长度为12m的Φ15cm铸铁管，用E45型焊条焊接6m做成18m的注浆管，在管后端10m的一段管壁上打上直径为2～5mm小孔，孔呈矩形方阵排列，孔数为15～20个，前端做成锥形喷嘴。3.4注浆施工。注浆前准备：根据现场地质条件，做好浆液配比用料。检查搅拌机、注浆泵等设备运转情况；压浆孔孔口盖换上混合器(法兰盘)，对管路进行试压、检查管路、接头的连接、密封质量。压浆：按照先基坑边坡，再路基边坡，然后压注靠里面的注浆孔，施工时应跳孔注浆；先稀后浓，依吸浆情况逐步加浓浆液，水灰比控制在1:1～0.8:1；压浆压力应在0.2～0.4Mpa。当连续注浆单孔超过设计单孔注浆量2倍不见升压或吸浆量下降时，采用提高浆液浓度或双液压浆措施。双液压浆时采用水泥浆与水玻璃之体积比1:0.08。在裂隙处，视情况先灌注机制砂或稀的水泥砂浆（灰砂重量比1:3～1:6）对裂隙进行充填，再采用粉煤灰水泥浆液或双液注浆。稀的水泥砂浆水灰比与注浆水灰比保持一致（0.8:1～1:1）、灰砂重量比采用（13～1）:6。注浆结束：达到以下条件可结束注浆：1）注浆口口压力维持在0.2MPa左右，吸浆量不大于40升/min，稳压30min。2）冒浆点超过注浆范围3～5m时。3）单孔进浆量达到平均设计压浆量的1.5～2倍，且进浆量明显减少时。特殊条件控制标准：当注浆压力不大或降低注浆量，基底出现异常上鼓，应停止注浆，同时采用附近注浆孔补偿或增加新的注浆孔等措施。4 注浆效果注浆加固前，框构两侧有大的空隙，由于火车的经行的震动，造成路基的沉陷，同时路基出现少许的滑塌现象，对行车造成重大的隐患。注浆后，浆液硬化后填充了空隙，同时提高了筑土的承载力，避免了因为开挖造成土体的滑塌，保证了施工的安全和铁路的安全。5 注意事项1）冬季施工时，应对水进行加热，加热满温度小于60度，砂子温度小于40度。雨季施工注意控制砂子含水率，保证配合比正确。2）注浆完成后，对注浆孔要用高强水泥砂浆封填密实，并用混凝土把注浆管浇注一起形整体，从而提高了路基的加固稳定性。3）注意跑浆现象，特别是路基边坡和基坑边坡处，在出现跑浆时分别采用堵塞、速凝浆液或暂停注浆等方法，保证有效注浆量。4）详细做好施工原始记录，认真记录每个孔位的钻孔位置、钻孔深度，注浆量、注浆压力、路面变形情况，对于土层含水量、密度，及时取样分析，调整浆液及注浆参数，使病害得到充分治理。5）施工时注意安全，以免碰到接触网杆和铁路，同时注浆空地边缘用围栏围护，以免适成人员或物品掉下基坑，造成生命危险。