1、人为空洞路基处理技术摘要结合某铁路路基人为空洞处理的工程实践，介绍了注浆技术在高速铁路人为空洞采空区治理中的应用，并对其中的施工措施进行探讨，对同类人为空洞路基处理方法具有重要的实践和指导意义。 关键词人为空洞注浆方案措施检测 中图分类号： U213.1 文献标识码： A 文章编号： 1 前言 目前国内处于高速铁路建设蓬勃发展的时期，桥隧比例明显比普通铁路加大，但是路基也是不可或缺的、需要设置的，软基处理技术难度大，不可预见性大。 2 工程概况 某铁路线路穿越一段小煤窑采空区，沿线分布着多个人为空洞，高 1.5米，宽 11.5 米不等，走向不一，深度、大小、坡度、范围不详。并且在线路左侧 15
2、0200 米处发现大量的小煤窑及一处大型煤矿，均发现开采痕迹。河水在台风和雨季期间，洪水暴涨，部分坑洞倒灌洪水，对线路存在安全风险。 3 自然特征 丘陵地区，地势起伏较大，相对高差 2040m，自然坡度为1525，植被较发育，大部分为荔枝林地、水田地等，地势较平坦，地质夹层存在煤层。 4 人为空洞处理方案比选 该段路基中其中一段 200 米路基小煤窑采空区原设计采用深层注浆处理，处理后经过严密的沉降监测，未发现下沉，较稳定。但是在延伸段路基在施工停止填筑期间监测，发现部分段落路基出现不同程的下沉现象，出现异常。发现此情况后，立即组织人员在沿线查找和走访当地群众，发现不少小煤窑，走向、深度不一。
3、并上报监理、建设及设计等单位，组织专家讨论处理方案。初步拟定如下方案： 方案一：整段路基及坡脚外 5 米范围内注浆处理，加固效果较好，但是工期较长，影响架梁，并且费用较高，达 3000 万以上，事实证明稳定可靠。 方案二：开挖坑道，这是最直接、明了的探明大小、范围，但是路基填筑已经完成，深度较深，难度较大，工期长。需要补征地范围大，破坏环境较严重。 方案三：局部处理方法，即按坑道走向及深度定。沿坑道走向布设3 排注浆孔，间距 5 米，孔深度不低于坑道底以下 5 米，遇到注浆量大的即需要加密注浆孔，并开挖洞口，范围 444 米，预留注浆孔，逐层回填夯实。并在下沉量较大、小煤窑集中的路基段落左侧设
4、 3 排注浆孔，从坡脚开始布设，纵向间距 5 米，横向间距 3 米，可适当加密，孔深 20米。 所有注浆处理，均遵守“探灌结合”的原则，若遇到注浆量大的，可把间距修改为 2.5 米，并且注浆孔适当加深。空洞大的可先灌砂，后注浆固结处理。并且处理完后每周进行沉降监测，形成最终资料。 经过比选，专家组论证一致同意采用了局部注浆方法进行处理。 5 注浆施工方法 5.1 施工准备 深层注浆施工场地应事先平整到场平标高，场地低洼时应回填粘土或砂，不得回填杂土。 注浆采用合格的 PO 42.5 级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。每批水泥进场后在使用前，工地试验室及时取样进行自检，并将水泥的样品送监理工程师中
5、心试验室检验，合格后方能使用在本工程中。 注浆施工机械必须具备良好的和稳定的性能，所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻。 正式施工前，保证设备和材料到场，着重做好灌浆试验工作，调整灌浆压力、浆液扩散半径、孔距和排距后及时将孔位放样至实地。 5.2 施工工艺 5.2.1 施工顺序 根据多台机同时作业、现场施工条件、工程地质条件和灌浆方法等，施工顺序采取从里往外的方式进行。在钻机开钻前，应先开挖小煤窑洞口，探明坑道走向，确定布孔范围。 5.2.2 施工程序 钻机就位成孔安放灌浆管并孔口封堵搅浆灌浆待凝成孔安放灌浆管并孔口封堵搅浆灌浆封孔。采用二次注浆的施工方法。 5
6、.2.3 施工技术 （1）采用冲击成孔的方法钻进，在杂填土中钻进时，若孔壁不稳，可下入导管护壁；当钻进到淤泥或淤泥质土和粉、细砂时，下入导管护壁，然后采取捞砂筒取砂成孔的方法直至下卧粘土层。 （2）灌浆管安放及孔口封堵灌浆管下端设置 0.71.0m，长且下端封口的花管，花管孔径 80mm，孔隙率 15%左右；在花管外壁包扎一层软橡皮，以防流砂涌进花管导致灌浆无法进行当成孔到预定深度后，将灌浆管下到位，再用水泥浆放入孔中水稳层底部包裹灌浆管并接触孔壁即“架桥” ，然后投入粘土分层夯实至孔口。 （3）搅浆先往搅拌浆筒内注入预定的水量，并开动搅浆机后，在逐渐加入 PO42.5 普通硅酸盐水泥直到预定
7、的用量，搅拌 3min5min 后将浆液通过过滤网流到储浆筒内待灌。 （4）灌浆采用自上而下孔口封闭分段纯压式灌浆方法，即自上而下钻完一段，直到预定孔深为止。灌浆段的长度以杂填土和淤泥或淤泥质土、粉、细砂厚度来确定；灌浆压力采取二次或三次升压法来控制，即灌浆开始采用低压（小于 0.1Mpa）或自流式灌浆，对杂填土而言，当吸浆量较大时采取间歇灌浆或用砂浆灌注，终灌时压力要达到设计值；灌浆结束标准严格按设计执行。 （5）封孔灌浆结束后及时封孔，即第二灌浆段灌浆结束过半小时后，排除孔口封堵物，再往孔内投入砂石直到地面，过 24 小时后，若浆液下沉，再补充水灰比 0.5：1 的浆液至地面。 5.3 特
8、殊情况下的技术处理措施 （1）在灌浆过程中，发现浆液冒出地表即冒浆，采取如下控制措施：降低灌浆压力，同时提高浆液浓度，必要时掺砂或水玻璃；限量灌浆，控制单位吸浆量不超过 30L/min40L/min 或更小一些；采用间歇灌浆的方法，即发现冒浆后就停灌，待 15min 左右再灌。 （2）在灌浆过程中，当浆液从附近其他钻孔流出即串浆，采取如下方法处理：加大第一次序孔间的孔距；在施工组织安排上，适当延长相邻两个次序孔施工时间的间隔，使前一次次序孔浆液基本凝固或具有一定强度后，再开始后一次序钻孔，相邻同一次序孔不要在同一高程钻孔中注浆；串浆孔若为待灌孔，采取同时并联灌浆的方法处理，如串浆孔正在钻孔，则
9、停钻封闭孔口，待灌浆完后再恢复钻孔。 5.4 灌浆结束标准 当达到下列标准之一时，可结束该孔注浆： （1）注浆孔口压力维持在 0.20.5Mpa 左右，吸浆量不大于 40 升/min，维持 30min； （2）注浆钻孔基岩完整，或多次注浆，孔口压力超过 1.5Mpa 时； （3）冒浆点已出注浆范围外 35m 时； （4）单孔注浆量达到平均注浆量 1.52.0 倍，且进浆量明显减少时。 5.5 注水试验 在大面积注浆施工前，要通过注水试验，确定材料配比和注浆压力等工艺参数。 5.6 注浆事项 （1）注浆孔应跳孔施钻，不得全部钻孔完后再注浆，以免孔位串浆。注浆孔施工应自外侧向中心的顺序进行，先两侧
10、后中间。注浆孔有空洞时可先灌注中粗砂或水泥浆液（可含碎石）直至空洞充填后再进行注浆。（2）注浆钻孔孔位移动不宜超过 0.5m。 （3）注浆过程应加强地面观测记录（水平位移、冒浆点的位置、店面沉陷） 。 （4）注浆全过程注意环境保护，及时清理浆液污染物。一般整理好场坪后，应在注浆场坪四周修好临时排水设施。 （5）注浆结束后及时用 M7.5 水泥砂浆封孔至孔口。 （6）谷底地下水具有酸性侵蚀、二氧化碳侵蚀性，地基处理中应采用抗侵蚀性水泥及必要的工程措施。混凝土工程用水严禁采用侵蚀性水。（7）洞口注浆结束后，应及时分层回填夯实，顶部采用浆砌片石封闭，在洞口周围最好开挖临时排水沟，防止水灌入。 6、质
11、量效果 6.1 检验方法 注浆完成后，采用抽芯、压水及物探等方法对注浆效果进行质量检验。 6.2 注浆效果检查 （1）注浆前后，物探成果资料对比，检查注浆效果。 （2）注浆前后，钻孔注水试验的单位长度吸水量对比，检查注浆效果。注浆后单位长度吸水量应小于注浆前吸水量的 3%5%，且不存在显明漏水现象。 （3）钻孔检查，检查孔数为 5%。根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果。 6.3 地表监测 经过注浆处理地段，除应应加强地面观测外，还必须加强地表变形监测，一般应在线路中心、路基两侧陆地或路堑坡脚，以及坡脚外 10m各设一排观测桩，纵向间距一般不大于 50m，过渡段范围及非均质地区应加密观测剖面。
12、施工期间必须每天进行地表变形监测，实测地表变形量，测量精度不大于 1mm，并做好详细记录，根据观测数据控制注浆压力，以免附近地面隆起。施工完毕后，经过一年多监测，未发现沉降异常情况出现，证明处理效果明显，路基稳定，符合设计要求，达到铺碴条件。 7 结语 通过人为空洞处理的实际施工实践，证明局部注浆处理小煤窑的方法是可行的，成功解决了路基下沉和人为空洞处理难以探明、质量、工期、环境难以保证的诸多技术难题，在确保质量的情况下使施工有序可控，进度、安全、质量都得到了保证，也为以后类似工程提供可借鉴的宝贵经验。 【参考文献】 1龚晓南.复合地基设计和施工指南M北京：人民交通出版社，2003.2叶书麟地基处理工程实例应用手册M北京：中国建筑工业出版社,1998. 3陈仲颐，叶书麟基础工程学M北京：中国建筑工业出版社,1992. 4叶书麟地基处理工程实例使用手册M北京：中国建筑工出版社,1998. 5王广国，苗兴城压密注浆机理研究及效果检验J岩石力学与工程学报,2000,19（9）. 6房建宏，刘建坤，徐安花察尔汗盐湖路基的灌注法加固及效果分析J公路工程与运输,2005， （12）. 7CB5007-2002 建筑地基基础设计规范. 8 客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准(铁建设2005160 号).9 TZ212-2005 客运专线铁路路基工程施工技术指南S.
