岩溶整治施工作业指导书.docx

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岩溶整治施工作业指导书

岩溶整治施工作业指导书

一、工程概况

1注浆施工主要设计标准

1.1加固深度

1.1.1填土加覆盖土总厚度小于25m地段，钻孔注浆封闭土石界面（基岩面上3米，下5米），在加固深度范围内有溶洞时，钻孔注浆至溶洞底板以下2米，上部土层钻孔采取充填注浆封孔。

1.1.2覆盖土加填方厚度之和小于15m的溶蚀破碎带，整治深度至基岩面以下5米；不稳定溶洞整治深度至溶洞底板以下2米。

1.1.3基岩裸露（含裸露型岩溶和覆盖型岩溶挖方岩质路堑段）的岩溶发育带存在的不稳定溶洞，整治深度至溶洞底板下2米。

1.1.4开口溶洞和溶洞顶板较薄时采取揭盖回填或跨越处理。

1.2整治宽度

1.2.1路堑段整治之侧沟平台

1.2.2路堤段整治宽度=路基面宽度+自路肩处1：

1放坡宽度+3m。

1.2.3对设路肩墙、路堤挡土墙的地段，整治宽度至墙趾以外3米。

1.3布孔形式：

1.3.1溶洞、土洞、垂直溶蚀破碎带不发育地段以7-10m间距单排布置注浆孔；

1.3.2溶洞、土洞、垂直溶蚀破碎带发育地段采取空间距5m布孔，梅花形布置。

1.4注浆压力：

注浆压力为0.2-0.4MPa，终注压力0.2-0.5MPa。

1.5结束注浆条件：

在终注压力下连续注浆30分钟的注入率不大于5L/分钟时，可终止注浆。

1.6注浆量：

基岩段注浆量为0.8-1.2m3/m；土石界面以上3m范围为0.4m3/m，其它土层段封孔注浆为0.01m3/m。

1.7质量检查

采用电测法、瞬态面波法检测，辅以钻孔取芯和注浆试验对比判定。

1.8注浆试验：

每工点依据设计要求数量施作注浆试验，注浆试验的内容包括注浆材料、浆液及结石的物理力学和化学性能室内试验和现场注浆试验。

每个工点选择2-3个代表性钻孔进行现场注浆试验。

2注浆材料要求

注浆材料为P.O42.5普通硅酸盐水泥、水玻璃（浓度38-40Be’，模数2.4-3.4）。

注浆配合比采用单液时为：

水泥：

水=1：

0.6-1

注浆配合比采用双液时为：

水泥浆：

水玻璃（体积）=1：

0.08-0.7之间

当注入率较大时可掺入一定量的粉土或粉煤灰，粉土掺入量为水泥重量的10%,粉煤灰掺入量为水泥重量的20%-50%。

二、施工操作及工艺流程

1、施工方法

采用钻孔注浆的方法，把水泥浆液压入一定范围内的溶洞、岩溶通道、裂隙，将其填充密实，待凝结硬化后，使岩溶基础整体加固，提高路基承载力、形成岩层界面的隔水帷幕。

钻孔采用跳孔施钻，以免孔位串浆，注浆按自线路坡脚向线路中心的顺序进行，先两侧后中间、先两端后中间。

对全填充溶洞采用单液注浆，对空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙出，视具体情况灌入中粗砂、碎石和稀的水泥浆对溶蚀腔体进行充填再进行注浆。

2、施工操作

2.1施工准备

岩溶注浆施工准备包括：

场地平整、临时排水系统施工、环保设施施工、临时设施等内容。

场地平整：

原地面进行平整碾压，确保原地面的稳定。

原地面表面做成双向排水坡，确保场地内不积水。

路堑地段预留0.3-0.5m保护层。

临时排水系统施工：

地质钻机在施工过程中需要大量的水，可在路堤两侧挖设临时排水沟，在路堤中部挖设横向水沟与两侧水沟相连。

环保设施施工：

地质钻机在施工中产生泥浆、注浆过程会产生回浆，为避免污染，施工前应挖设沉淀池。

沉淀池设在加固范围外，沉淀池采用砂浆封闭，沉淀池与临时挖设的排水沟相接。

2.2孔位放样及定位

放设孔位采用木桩标示，具体布桩位置见路基岩溶整治设计图，单排孔间距10m，多排孔空间距5米，梅花形布置。

孔位偏差不超过0.5m。

先导勘探孔确定，完成孔位放样后，选择30%的孔位作为先导勘探孔。

先导勘探孔的选择遵循随机及均匀分布并具有代表性的原则。

一般采用“之”字形布置。

按设计要求实测各点地面高程，确定各孔深。

画出孔位平面图和岩溶注浆长度表，以便施钻作业人员用。

确定孔位施工顺序：

岩溶注浆施工跳孔作业，并依据先周边后中间的施工顺序。

2.3钻孔

注浆孔开孔直径不小于110mm（土层中），终孔直径不小于91mm（岩层中），钻孔过程中应注意红粘土软硬分界面。

如土层中无法自然成孔钻进时，采用φ110套管砸管跟进，套管跟进至距离土石界面2m。

土层钻进时。

采用无水钻进，钻进困难时可由钻杆射入少量水钻进。

钻进深度要满足进入基岩面以下不小于5m。

岩层钻孔完毕后应洗孔，将钻碴清出孔外。

先导勘探孔施钻时，要认真做好钻孔记录，施工过程中应注意周围是否有地下水变化，有异常时应及时上报，先导孔勘探资料完成后交设计单位，设计单位根据岩溶发育情况，确定相关注浆深度和范围。

按设计对先导勘探孔资料核查批复意见施工。

一般孔钻入基岩深度5m，若施工过程中遇溶洞，应至溶洞底板2.0m对岩溶进行注浆加固，注浆套管嵌入基岩0.5m，用水泥砂浆固结成一体。

注浆套管嵌入有效加固段部分，孔壁钻成φ10mm，间距200mm的梅花形布孔，确保注浆。

注浆孔应跳孔施钻，严禁全部钻孔完成后再注浆以免孔位串浆，增加难度及清孔工作。

钻孔过程中按要求做好记录，记录包括钻孔时间、深度、钻进速度、孔内水位变化、钻进地质描述等。

施工时先在两侧进行注浆，然后再在中线进行，此时中线钻孔一方面作为两侧注浆效果的检查孔，又作为下道工序的注浆孔。

在两侧注浆时，也必须采用间隔注浆的方法，以提高注浆的效果。

不能全部钻完再注浆，以免引起孔位串浆，增加注浆难度和清孔工作量。

完成先导孔勘探孔后应及时进行地质情况的分析及上报工作，分析重点应为线性岩溶率。

完成分析工作后，形成报告上报设计单位，报告的内容应包括：

孔平面布置、线性岩溶率分析、钻孔记录、地质柱状图等相关内容。

2.4清孔

清孔采用钻杆注清水清孔或使用直径50mm的小道管，插入钻孔底部用注浆泵大压力（1-2MPa）、大流量清孔。

5.2安装注浆管和止浆塞

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，方可下管。

否则，必须用钻机进行扫孔。

在确定注浆管内无阻塞物后，即可进行注浆管安装。

用麻丝绳绕成不小于钻孔直径的纺锤形柱塞，把管子插入孔内，再用台车将管顶入孔内到要求深度，使麻丝栓塞与孔壁充分挤压紧实，然后在麻丝与孔口空余部分填塞水泥浆及黏土混合物，使注浆管和止浆塞固定。

注浆管外露的长度不小于30~40cm，以便连接孔口阀门和管路。

注浆管安放好后，在注浆管管口加上孔口盖，以防止杂物进入。

注浆管嵌入有效加固段部分，孔壁钻成φ10mm，间距200mm的梅花形布孔，确保注浆。

2.5浆液制作

浆液的配合比按水灰比0.6：

1-1：

1，制浆时对材料进行称重，保证单液浆及双液浆的黏度、密度和结石率。

浆液搅拌时间不得少于60秒，使得浆液均匀。

使用前用比重计进行测试，检查浆液的配合比密度，并做好详细的施工记录。

制浆时采用制浆机拌制。

为确保浆液的浓度，采用二次搅拌配制浆液，即在第一只搅拌桶中按确定的配合比配置浆液，搅拌2分钟后放入第二只搅拌桶中待用。

禁止一边搅拌一边抽用的方式。

浆液应检验合格后使用，浆液的检验方法采用浆液比重计检查密度。

2.6注浆

钻孔清洗达到要求后，正式注浆前，首先用1.2-1.5倍的注浆终孔压力对整个注浆管路系统进行耐压试验，检查注浆管固结密封程度，耐压试验持续时间不应少于15分钟，无渗漏时才能进行钻孔注浆施工。

注浆过程中时刻观察压力的变化和吸浆的增减，随时做好记录，在浆液控制上，浆液的浓度由稀到稠，压力由低到高，浆液的胶结时间由长到短，这样可以使浆液扩散距离远，保证注浆质量。

在注浆压力与吸浆量的控制上，视具体情况作出相应对策，一般情况下，当注浆压力保持不变且吸浆量均匀减少时或吸浆量不变且压力均匀升高时，注浆工作要持续下去不要改变浆液的水灰比。

在使用双液浆注浆时，控制2种浆液的比例相当重要，水泥水玻璃浆液连续注浆20分钟后，压力还不上升，就要采用提高浆液的浓度或调整2种材料的体积比例、缩短凝结时间等办法来控制水泥用量。

停止注浆的条件：

压力维持在0.2-0.5MPa，并且达到30分钟以上，每分钟的吸浆量不大于5L时可停止注浆。

2.7注浆效果评定

分段注浆施工结束并自检合格后，采用电测探、瞬态面波法辅以钻孔取芯、注浆试验相结合的综合检测方法检查施工质量，对比施工前后物性参数和注浆施工参数变化对注浆施工质量进行全面分析评价。

三、施工中相关问题及采取的主要措施

岩溶注浆施工过程中主要有如下困难或问题：

溶洞处理、串孔、压力迟迟不上升，孔口冒浆、浆液扩散范围控制，依据相应的情况我们采取了相关措施。

3.1溶洞处理

溶洞如单纯实施压浆会使注浆数量大幅度增加而造成浪费。

我们根据溶洞大小及情况采取了不同的处理方法。

高度大于1m的溶洞，主要采用回填砂、碎石、粉煤灰并间歇注浆的方式处理。

首批回填应控制在1/3以内（用测绳测量深度，否则造成堵管），后用无压力水泥浆液冲散，再行回填。

回填至溶洞顶50cm左右停止回填，确保注浆管能进入注浆范围。

完成回填后采用水泥浆液先行注浆，当压力不能上升时采用双液注浆。

对高度小于1m溶洞，当在一定范围内封闭时可直接注水泥浆液。

当溶洞不是封闭溶洞时应采取双液注浆，直至压力上升，加固范围内溶洞填塞完全。

3.2孔口冒浆

施工中出现了注浆过程中在注浆孔口冒浆现象。

产生原因：

岩层破碎、裂隙发育、注浆段位置较浅、注浆压力过大等。

为了防止注浆液体沿套管护壁冒出，影响注浆质量，施工时对套管进行二次固结。

具体做法有：

在管口周围下挖地表土0.2-0.35m，直径1m左右，采用M7.5水泥砂浆加入水玻璃进行管口固结，通过施工验证效果良好。

3.3串浆

串浆产生的原因有岩溶发育、存在相连裂隙、溶洞过大等。

其处理方式主要有：

串孔处理可以直接封闭被串孔孔口，然后对注浆孔连续注浆，注浆结束后及时对串孔进行扫孔，然后再注；

可以对第一序孔进行跳孔注浆

适当延长相邻两孔施工间隔时间

如串孔为待注孔，可可同时实施并联注浆；如串浆孔正在钻孔，应停止钻孔并采用止浆塞封闭，待完成注浆后恢复钻孔。

3.4浆液扩散过远压力值不上升

当浆液注浆量大，压力迟迟达不到要求而不能满足停止注浆条件时，应首先分析钻孔记录，是否钻孔工程有溶洞，后检查其它孔是否有串孔现象，如果以上情况都没有则可以判定浆液扩散过远。

这时主要采用限流、增加间隙时间注浆或改变浆液配合比等办法。

当注浆量已经超过平均每孔注浆数量但压力迟迟不上升时，其原因主要为裂隙及其发育，且与线路外裂隙连通。

主要采用双液浆及间歇注浆结合的方式处理。

四、重点关键工序控制

4.1先导孔施工及资料分析

先导孔施工过程必须全过程取芯并完好摆放，先导孔钻孔过程中应重点观察孔内水位变化情况，以通过水位变化初步判定岩溶裂隙发育情况。

4.2注浆范围及过程控制

由于岩溶发育区岩土界面起伏很大，在短距离内界面都可能发生很大变化，因此，必须严格按照设计要求钻孔至界面以下5m，不能单纯根据设计断面钻孔深的来确定加固范围。

先导孔所揭示的裂隙发育及线性岩溶率是确定注浆范围的重要条件。

在注浆过程中应指派专人在注浆区域周边观察，发现浆液超过注浆范围应立即停止，根据情况采取相应措施。

过程控制

注浆过程控制主要是饱满度的控制，而影响注浆饱满度的主要有材料、压力、结束标准的控制。

4.2.1材料

注浆的材料严格按设计控制，在进场前必须进行检测，合格后方可使用。

水泥绝对不能使用硬化的水泥，哪怕是小硬块，以免注浆过程堵塞岩石中小裂隙；水玻璃是影响注浆饱满度的重要因素，首先必须使用合格的水玻璃，特别是控制水玻璃的掺量，水玻璃体积一般控制在水泥浆液体积的8%左右。

材料的选用还应结合先导孔资料及注水试验结果合理选择。

溶洞不发育时回填采用粉煤灰，溶洞较大时采用中粗砂及粉煤灰综合使用。

4.2.2压力

注浆压力对注浆饱满度有关键作用。

注浆的压力绝对不能小于设计压力，但要根据现场实际情况调整，当裂隙发育时其压力最好大于设计压力。

当采用较浓的浆液注浆时应采用较设计大0.1-0.3MPa左右的注浆压力，当采用较稀的浆液时按设计压力实施注浆。

4.2.3注浆方式

岩溶注浆一般有两种方式，即分段提管注浆、一次性注浆。

本施工区段计划采取一次性注浆，试验孔施做完毕后再据注浆效果确定注浆最终方式。

4.2.4结束注浆的标准

注浆结束标准除依据设计要求外还可以参照一下几条原则判断，在试验段施工中确定以下各条原则的准确性，以保证正确判断停浆时机，保证注浆效果。

停止注浆的条件判定是岩溶注浆施工中十分关键的环节。

判定的主要依据应遵循设计思想。

停止注浆的条件主要有：

压力维持在0.2-0.5MPa，并且达到30分钟以上，且每分钟的吸浆量不大于5L时可停止注浆；冒浆点已超出注浆范围3-5m时；单孔的注浆量已超过平均注浆量的1.5倍以上时；注浆孔基岩完整，或多次注浆，空口压力超过1.5MPa时，以上条件之一满足即可停止注浆，但在进行判定时还应根据地质钻孔记录、注浆方式等多种因素综合判定。

4.2.4.1压力维持在0.2-0.5MPa，并且达到30分钟以上，且每分钟的吸浆量不大于5L时可停止注浆的判定及注意事项。

该条件是判定停止注浆使用较多的标准，在判定是应随时记录好注浆压力及注浆流量。

如采用分段注浆时，当注浆点仍在基岩中时，出现以上情况仍应继续提管，直至分段提管至加固范围顶部。

4.2.4.2冒浆点已超出注浆范围3-5m时的判定注意事项

该条件是现场出现较多的情况，但应结合压力及其裂隙发育情况综合判定。

当注浆时间短而且无压力值时应采用间歇注浆或双液注浆的方式进行注浆，直至满足压力及吸浆量条件。

如果岩溶裂隙发育，与地面才在连通情况时必须采用双液注浆。

4.2.4.3注浆孔基岩完整，或多次注浆，孔口压力超过1.5MPa的判定及注意事项。

该条件实施工过程中出现较多的情况，但必须充分与注水试验情况、注浆的位置结合综合分析。

4.3其它须注意事项

先导孔施工最主要的目的是核对地质情况，确保注浆范围深度，对注浆参数及工艺采用也有指导意义，必须按照相关要求实施；完成施工后应及时进行分析总结工作，分析过程应结合钻孔记录、注水实验结果、现场取芯等。

岩溶发育区地质情况十分复杂的，注浆过程中反映出不同现象需要分析判定并采用相应措施。

判断不同现象的主要依据应包括钻孔记录、注浆压力、注浆数量、冒浆情况等，这些数据应集中综合分析，不能只看一项数据而确定的情况采取措施。

注浆过程是控制整个岩溶注浆质量的关键，是重点控制的工程。

注浆过程首先应自源头——原材料着手，必须杜绝不合格的原材料进场，注浆工艺必须按照试验先行的原则进行工艺性试验，通过试验确定设备的参数、浆液的配比，等等。

注浆过程控制的重点是压力、流量等，应指派专人实施监控。

注浆过程相关问题的处理是确保工程质量的因素之一。

对各种现象经判定后所采取的措施应综合各种方法处理，很多情况如采用单一的处理措施效果不一定有效，当相关措施综合使用后效果明显。

五、施工组织及管理

5.1施工组织

岩溶注浆施工组织相对简单，但必须按程序实施各项工作，施工组织的重点应该是施工程序、原材料的储备存放、设备存放、设备的组合方式、现场污水的处理排放。

施工程序严格按照先导孔、一序孔、二序孔的顺序实施，否则将会发生注浆范围无谓扩大，注浆效果不好等后果。

原材料的储备存放重点应加强水泥的保管，必须按照水泥现场存放要求设置好临时设施，杜绝水泥硬化现象，否则很有可能发生堵管现象。

设备的组合方式是影响施工进度的主要因素，组合方式的关键是钻机数量与注浆设备的配套使用问题，否则地质钻机多就会使注浆跟不上，再不就是注浆设备无谓闲置。

现场文明施工就岩溶注浆而言重点是污水的排放，现场必须设置连通的临时水沟与污水处理池相连，不能影响施工周围环境。

5.2施工技术管理

岩溶注浆施工技术管理的重点应体现在施工前现场地质资料核对补堪、钻孔深度、浆液拌制过程、注浆等相关主要程序控制方面。

钻孔的深度必须符合设计要求，即使钻孔深度超过设计深度也必须确保入岩深度符合设计，过程控制的主要手段有岩芯的取样判断、钻杆长度的测量。

浆液拌制应按照配合比及现场相应情况确定，现场配置检测仪器以便随时监测浆液质量，当采用双液注浆时必须按照快、准的原则避免浆液迅速凝固。

注浆是技术控制的关键。

其控制的主要内容有注浆压力、注浆数量及停止注浆的条件等，控制过程必须派专人现场随时监控，当出现异常情况时必须及时与监理工程师、设计沟通并确定处理措施。

六、安全及环保注意事项

每班结束后，应清理泥土、浆液并外运弃走。

清洗设备的灰浆要经排污沟沉淀后清理运走。

进场施工人员应戴安全帽，非施工人员禁止进入施工现场。

电源开关箱应离地1.2m以上，并加锁，用电设备应绝缘良好，做好保护接地。

压力机械周围非操作人员禁止逗留，检查压力管线应停机检修，防止压力溶液冲出伤人。

施工前应向有关部门收集和调查地下设施、地下管线的具体位置，不明确时可采用物探与开挖相结合，挖探深度不小于2m，确认地下无管线时方可施钻

施工地点与既有线或既有设施关系密切时，施钻和注浆时严禁侵入限界，应注意人身、机具安全。

高压线下工作，钻探机具视安全情况对钻夹进行改装。