高速铁路出口岩溶处理工艺及施工要点分析

高速铁路出口岩溶处理工艺及施工要点分析

中铁三局集团桥隧工程有限公司成都610000

摘要:对于岩溶来说,其又称为卡斯特,在水的溶蚀程度下可以对岩石进行各种地质的产生。对于高速铁路来说,出口底层的岩溶处理是整个建设过程非常重要的施工工序。其中注浆的施工技术主要就是利用液压以及各种气压的原理将相关的材料通过钻孔灌入岩土裂缝中的主要措施,它不仅提高了基础的稳定性,而且提高了高速铁路的承载能力。本文以西成高铁方家湾隧道为例,对高速铁路出口的岩溶处理过程和施工要点进行了合理的分析。

关键词:高速铁路;出口底层;岩溶处理;工序

1工程概况

方家湾隧道位于蓟县境内。隧道起讫里程DgK281+147~DgK289+708,隧道全长8561m,为双线隧道。DgK286+028.206~DgK289+708位于半径R-10000的左偏曲线上,其余段落位于直线上,最大埋深444m,隧道纵坡依次为-3.00‰/103,25.00‰/8458。整个地形北部高,南部低。隧道入口位于小河庙村和杨家河左岸对面。隧道入口和出口以及跨洞都有乡村道路,交通条件一般。熔岩针对出口的分布情况描述下。针对此类情况,采取针对性的施工措施。

房家湾隧道出口段基底存在岩溶的段落均已完成仰拱及填充施工,其仰拱及填充结构施工参数见下表1:

施工工艺流程图

3施工准备

3.1施工测量控制点已布设并复测完毕。

3.2各种所需材料准备、进场、取样完成试验。

3.3施工人员、机械设备均已准备就绪。

3.4施工所需的风、水、电管线已准备就绪。

3.2施工区域前后5m范围,填充找平层、中心水沟跳段施工,并设警示标志。

4施工工序及方法

4.1施工工序

测量放线桩机的位置,质量检验,监理工程师验收,钻井检验,质量检验,监理工程师检验,灌浆检验,监理工程师接受密封和灌浆效果自检第三方检测单位重新检验

4.2施工方法

4.2.1测量放线

首先绘制孔位平面布置图,并统一编号。测量组依据孔位布置图,使用全站仪在基面上准确测出开孔位置,并用红油漆进行标识并编号,测量放样结果及点位采用书面交底方式交付现场施工员、技术员、作业班长。

4.2.2桩机定位

4.2.2.1钻孔顺序由中间向外缘方向半幅进行施工,钻机挪移过程中严禁触碰外露注浆管。

4.2.2.2桩机定位应牢固,防止钻孔过程中因摆动而影响钻孔质量。

4.2.2.3钻孔前使用铅垂、水平尺等工具调整钻杆的摆放角度,确保钻杆与基面相互垂直。

4.2.2.4使用沙袋堆砌成排水围堰,堰口设置在中心沟处,钻孔过程中的污水直接排放至中心水沟内,保持现场文明施工。

4.2.2.5打桩机定位完成后,质量检验监督工程师在进入下一道工序前将通过验收试验。

4.3钻孔

4.3.1首先钻导孔,分析导孔数据,确定岩溶发育,确定相应的灌浆深度和范围。

4.3.2钻孔时,将自进式钻头与钻杆相连,连接牢固后开始施钻。在钻井开始时,需要低速和低压。当第一根钻杆暴露在0.2米至0.3米之间时,停止钻孔并用两个管钳夹住钻杆。钻机以低速反转,钻杆脱离,并且在吊杆返回到原始位置后,手动安装第二钻杆,然后将低速钻至正常钻孔速度。按此方法依次安装剩余钻杆,直至设计深度。

4.3.3钻孔过程中经常测量钻杆角度,根据钻机的钻孔速度判断钻孔质量,及时处理钻井过程中的事故。

4.3.4钻孔过程中依据“先探后灌、探灌结合的原则”需对钻孔过程进行记录并分析,钻深至岩溶范围时,根据钻机钻进速度判断岩溶发育情况,遇到洞穴时,钻孔应穿过洞穴并钻入基岩不少于1米。

4.3.5钻孔完毕后,钻杆与钻机脱离,利用钻杆做为注浆管,钻杆外露长度应不小于20cm,并在管口安装止浆塞。

4.3.6用水泥砂浆密封灌浆管和孔口之间的间隙。

4.3.7最后一孔通过质量检验后,监理工程师通过检验后,可进入下一道工序。

5注浆施工

5.1注浆前设备调试

5.1.1在打开泵之前,将三通旋转阀调整到返回位置。当泵的吸水率正常时,三通浆料返回口缓慢减少,泵压力缓慢上升。当泵压达到预定的灌浆压力时,它将在没有任何故障的情况下结束3分钟。

5.1.2压水试验:在灌浆之前进行简单的水压试验,并将吸水管放置在水箱中,并且水压的压力从小的压力逐渐增加到预定的灌浆压力。15分钟,检查管道系统是否能承受压力,是否有漏水,确定孔板灌浆管的密封程度和停止浆料的效果。

5.2计量设施:

为了有效地控制和详细说明灌浆量并防止浪费成本,现代灌浆设施用于监测灌浆量。灌浆机上设有电磁流量计,总计灌浆量由仪表计算。

5.3浆液配置

灌浆材料是单一水泥浆,水与水泥比为1:1,水泥袋装P.??O42.5普通硅酸盐水泥。水泥浆液生产由现场高速制浆机按设计配合比配置浆液,操作顺序遵循“先加水、后加水泥”的原则进行,加入材料后,搅拌时间不应少于3分钟。储存时间应小于浆料的储存时间。

5.4注浆作业

5.4.1灌浆采取一次灌浆操作。

5.4.2注浆顺序由中间向周边逐步施做,注浆持压时间不小于30分钟,以保证注浆质量。灌浆后基岩围岩注浆填充率不低于98%。

5.4.3灌浆机应配备压力计,以精确控制灌浆压力。灌浆压力控制在约1.5至2.0MPa。

5.4.4当灌浆达到以下标准时,可以结束钻孔灌浆:

1单孔注浆压力达到设计要求值,连续注浆10min,进料速度为初始进料速率的1/4或注入速率不超过5L/min。可终止注浆。

2单孔注浆压力达到设计要求值,浆料难以注入。

3当单孔注浆量超过设计灌浆量时,灌浆量明显减少。

4全段结束注浆标准:所有灌浆孔都用一个孔终止,没有浆料泄漏。

5.5灌浆完成后,质量检验工程师检查并通知现场监理工程师检查最终钻孔条件是否满足,将灌浆孔填满并留下标记以备将来参考。

5.6特殊情况处理及上报程序:

1当浆料量大且压力长时间不上升时,调节浆料浓度和混合比例以缩短凝胶时间。进行小的泵送,低压灌浆以使浆料在地层裂缝中具有相对停留时间以进行凝胶化。

2注浆必须连续进行。

3如果在灌浆过程中出现浆化或浆化现象,根据薄片的大小和灌浆量,可采用以下方法:如果浆料量少,则可能无法经过特殊处理,按正常灌浆方法灌浆至最终标准;如果浆料的量大,则通常通过低压,浓浆料,限流,限量,间歇灌注等处理,如果需要,通过填缝和堵塞。如按处理后无效果,应暂停注浆。

4灌浆过程应按顺序进行,施工组织应紧密连接。如果出现拉丝现象,应同时灌浆浆孔。

5.7注浆效果自验

5.7.1灌浆处理完成后,灌浆效果应自行测试。自验方式为按微型桩数量的30%施做检查孔,当检查孔的岩芯可见多处水泥结石体,当填充物充满裂缝时,可以判断灌浆效果符合设计要求。

5.7.2检查完成后按注浆要求封孔。密封材料由微膨胀水泥砂浆制成,检查孔应密封密封。

6第三方检测单位复验

基底处理结束并自验合格后,施工单位将提供技术信息(包括施工计划,技术披露,施工日志,钻井记录表,灌浆记录表,影像资料、原材料检验报告等)、自验报告上报至监理单位,由监理单位组织建设、设计施工单位验收,验收合格后由原第三方检测单位对整治效果进行复检,并出具复测报告。

7复测结果

经过溶岩处理后,房家湾隧道出口段通过竣工测量与后续一年来的沉降观测、衬砌结构检测等各项指标的对比,数据均比较平稳,处理后消除隐患效果比较可靠。

结语

综上所述,在高速铁路建设过程中,加强出口底部的岩溶处理可以有效的加强地基的稳固性,进而提升其自身的承载能力,防止坍塌以及塌陷和腐蚀的问题产生,而且此种施工技术施工效率相对较强,施工比较简便,因此,本文通过对房家湾隧道的研究,进一步研究了岩溶处理过程和施工要点。

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赵清帅信息:身份证13040419870508093X

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