1、淺析客運專線隧道溶洞處理基底鋼管樁加固處理施工施工技術(shù)摘要:隨著城市社會化和區(qū)域經(jīng)濟化的迅速發(fā)展，鐵路客運專線將成為社會經(jīng)濟發(fā)展的有力保障。目前國內(nèi)外公路和鐵路溶洞大廳基底加固一般采用挖除換填、高壓旋噴樁等方式，工程投入大，施工時間長。本文以滬昆鐵路客運專線貴州段朱砂堡二號隧道為例對溶洞大廳基底加固施工進(jìn)行詳細(xì)分析。關(guān)鍵詞:客運專線隧道溶洞處理基底加固中圖分類號:文獻(xiàn)標(biāo)識碼:文章編號:新建鐵路長沙至昆明客運專線玉屏至昆明段朱砂堡二號隧道I類變更設(shè)計中D2K473+50扶+620段采用土虧工回填的方式進(jìn)行巖溶處理，溶洞大廳底部為申珠狀溶洞，基底承載能力不能滿足要求?；滋幚聿捎娩摴軜哆M(jìn)行加固，保

2、證了基底加固施工質(zhì)量。1 工程實例由中鐵三局集團(tuán)第二工程有限公司承建的滬昆客專貴州段朱砂堡2號隧道為新建滬昆鐵路客運專線雙線隧道，全長505ml線間距5.0m,設(shè)計行車速度為250km/h。該隧道位于貴州省黔東南州地區(qū)，地勢東低西高，北高南低，山脈和水系多呈西東向展布。屬溶蝕、剝蝕構(gòu)造中山、低中山地貌。沿線各時代地層分布較為齊全，沉積類型繁多，其間巖漿活動劇烈，灰?guī)r規(guī)模巨大。沉積巖、早期火成巖因受高溫高壓動力變質(zhì)作用普遍有不同程度的變質(zhì)。測區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂、褶皺發(fā)育，致使巖體節(jié)理發(fā)育、破碎。主要不良工程地質(zhì)有富水?dāng)鄬悠扑閹?、錯落體、危巖落石、突水、突泥、巖溶。水文地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水發(fā)育。2

3、.工藝原理2.1 工藝性試驗施工前首先進(jìn)行工藝性試驗，以確定合理的注漿參數(shù)及鉆機。根據(jù)試驗情況選用單漿液注漿，水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥，注漿壓力控制在1.02.0Mpa,水泥漿水灰比W/C=0.6-0.8。通過跟管鉆進(jìn)和普通鉆孔兩種鉆機進(jìn)行對比，在成孔質(zhì)量和施工效率方面，跟管鉆進(jìn)具有較大的優(yōu)勢。2.2 鋼花管加工采用76鋼管加工制作，管壁鉆注漿孔，孔徑810mm孔間距1020cm,呈梅花形布置，前端加工成錐形，便于鋼管的安裝。鋼花管鋼材滿足設(shè)計和規(guī)范要求，鋼花管加工必須符合以下要求：1、尾部長度不小于30cmi作為不鉆孔的止?jié){段。2、鋼管壁端頭10cm進(jìn)行套絲處理，管節(jié)之間采用專用螺

4、紋套管連接。2.3 跟管鉆進(jìn)技術(shù)針對溶洞大廳底部的申珠狀溶洞，由于巖溶發(fā)育采用普通鉆機鉆孔，在成孔后再安裝鋼花管，很易因塌孔無法安裝。經(jīng)對比采用邊鉆孔邊跟進(jìn)套管的方式進(jìn)行鉆進(jìn)成孔。1、測量布孔在隧道1#容洞大廳底部清理至設(shè)計標(biāo)高后進(jìn)行鉆孔。根據(jù)設(shè)計要求，孔位按照0.8m交錯測量布置。2、鉆機就位鉆機應(yīng)就位在穩(wěn)定的基礎(chǔ)之上，就位時應(yīng)使鉆機底部平整，支撐牢固，以保證鉆孔時不發(fā)生下沉、擺動及偏移的情況。鉆孔時采用多臺鉆機同時鉆孔，就位時應(yīng)避免鉆機相互影響。就位時應(yīng)使鉆機準(zhǔn)確對位于經(jīng)測量放樣的點位之上，以防鉆孔發(fā)生偏移。3、鉆孔及跟管鉆機開鉆時采用低壓低速，待鉆進(jìn)至一定深度時可根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整鉆速。鉆

5、進(jìn)時鉆孔速度要均勻，遇到夾砂、夾泥及破碎巖層時，應(yīng)注意控制鉆進(jìn)速度，防止卡鉆。鉆孔時及時檢查鉆孔的垂直度，及時糾正偏差。鉆進(jìn)過程中做好記錄，以便于及時判斷基底地質(zhì)情況用以指導(dǎo)施工。每鉆進(jìn)一段后根據(jù)設(shè)計圖紙及鉆進(jìn)情況分析孔位地質(zhì)情況，及時跟進(jìn)套管。套管跟進(jìn)深度根據(jù)地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整，一般情況每鉆進(jìn)23ml即應(yīng)及時跟進(jìn)套管，避免發(fā)生塌孔造成二次鉆孔。2.4 鋼花管安裝鉆孔結(jié)束后及時安裝鋼花管，同時將鋼套管拔出。采用人工配合鉆機安裝鋼花管，鋼花管的連接采用螺紋套管連接，安裝完成后及時封好管口，同時要及時安裝注漿所用進(jìn)、出漿管，及時進(jìn)行注漿加固。具體示意圖如下：壓力表2.5 注漿施工1、注漿孔設(shè)置鋼花管

6、在制作時按外露長度不小于3040cm確定管的長度，以便連接孔口注漿閥門和管路。注漿管安放好后，在注漿管管口加上孔口蓋，孔口蓋與鋼管焊接封密，以防止雜物進(jìn)入，同時防止水泥漿從孔口溢出。完成后安裝閥門、注漿管及回漿管。2、注漿機選型注漿機具包括注漿機、制漿桶、儲漿池、注漿管路、止?jié){塞、孔內(nèi)注漿管、回漿管、自動記錄儀等。注漿機采用XZS230/40活塞式注漿泵，灰漿輸送量：0230L/min；工作壓力：04.0MPa3、注漿1）注漿管路系統(tǒng)的試運轉(zhuǎn)：用1.52倍于注漿終壓對系統(tǒng)進(jìn)行吸水試驗檢查；檢查管路系統(tǒng)能否耐壓，有無漏水；檢查管路連接是否正確；檢查設(shè)備機況是否正常；使設(shè)備充分熱身。試運轉(zhuǎn)時間為2

7、0min。2）注漿壓力控制：注漿壓力控制在1.02.0Mpa。終止注漿的條件為終注漿壓力達(dá)到2.0Mpa時，持續(xù)10分鐘注漿量小于5L/min。1.1 注漿過程中發(fā)現(xiàn)注漿壓力偏低、進(jìn)漿速度過快時，可采用間歇式注漿、調(diào)整水灰比的措施。達(dá)到注漿結(jié)束條件后，將注漿孔填實封閉，留下標(biāo)記備查。2.6 注漿過程中的監(jiān)控監(jiān)控項目：注漿壓力的變化情況、進(jìn)漿量的變化情況、壓力的突變情況、注漿管路有無異常情況；監(jiān)測：專人現(xiàn)場檢查、自動進(jìn)漿記錄儀；監(jiān)控時間：注漿施工過程中進(jìn)行全過程監(jiān)測監(jiān)控。2.7 鋼管樁加固效果檢測鋼花管注漿加固完成后，采用地質(zhì)雷達(dá)探測及鉆孔取芯對注漿效果進(jìn)行檢查，根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)探測情況及鉆孔取芯檢

8、測的填充與膠結(jié)情況綜合分析評定注漿結(jié)果。評定合格后進(jìn)入下一道工序施工。2.7.1 地質(zhì)雷達(dá)檢測鋼花管注漿完成后，按里程每5m設(shè)置一條測線對鋼花管加固區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)檢測。地質(zhì)雷達(dá)探測以未見空洞反應(yīng)為合格標(biāo)準(zhǔn)。2.7.2 鉆孔取芯鋼花管注漿加固完成后，采用鉆孔取芯對注漿效果進(jìn)行檢查。鉆孔間距按照10mx10m交錯布置。鉆孔取芯合格標(biāo)準(zhǔn)如下：芯樣采取率在95犯上，溶洞區(qū)段填充飽滿（填充率95%以上），層理、節(jié)理間膠結(jié)良好。2.8 鉆孔質(zhì)量鉆進(jìn)如遇溶洞應(yīng)鉆至溶洞底1m以下；對設(shè)計圖紙揭示有不穩(wěn)定溶洞發(fā)育的，鉆進(jìn)過程中鉆孔深度不得小于設(shè)計預(yù)計深度，如遇溶洞應(yīng)鉆至溶洞底1m以下；施工過程中若遇規(guī)模較大溶

9、洞、現(xiàn)狀塌陷密集區(qū)、反復(fù)泉與間歇泉出露區(qū)，及時現(xiàn)場核對，必要時進(jìn)行加強探灌處理。2.9 注漿配合比及注漿壓力加強注漿參數(shù)的控制與檢查，注漿壓力控制在1.02.0Mpa,水泥漿水灰比W/C=0.6H0.8。終注漿壓力達(dá)到2.0Mpa,并持續(xù)10分鐘注漿量小于5L/min后方可停止注漿。2.10 鋼管質(zhì)量施工所用鋼管進(jìn)場必須按批抽樣進(jìn)行力學(xué)性能（屈服強度、抗拉強度和伸長率）和工藝性能（冷彎）試驗，其質(zhì)量必須符合國家有關(guān)規(guī)定及設(shè)計要求。2.11 效益分析4.1 經(jīng)濟效益該技術(shù)突破了傳統(tǒng)的鉆孔工藝，采用鋼管樁對基底進(jìn)行加固處理，針對串珠狀溶洞采用跟進(jìn)套管鉆進(jìn)技術(shù)，由于技術(shù)先進(jìn)，施工組織科學(xué)合理，節(jié)省了設(shè)備和材料投入，縮短了工期，直接節(jié)約工程成本約40萬元，經(jīng)濟效益明顯。4.2 社會效益朱砂堡二號隧道一號溶洞大廳采用鋼花管注漿對混凝土回填底部進(jìn)行基底加固，針對溶腔底部的串珠狀溶洞采用跟進(jìn)套管鉆機進(jìn)行施工。在施工過程中積極采用了新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，保證了工程質(zhì)量、進(jìn)度和成本，朱砂堡二號隧道一號溶洞