延安公路黃土路基下沉灌漿加固施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景本項(xiàng)目位于延安市寶塔區(qū)境內(nèi)，路段全長(zhǎng)2.8公里，為雙向四車道二級(jí)公路。該路段穿越典型黃土梁峁地貌，海拔900-1100米，路基主要填筑于馬蘭黃土層上。由于黃土具有濕陷性、滲透性強(qiáng)及抗沖蝕性弱等工程特性，在季節(jié)性降雨和長(zhǎng)期交通荷載作用下，K1+200-K3+000段出現(xiàn)明顯沉降病害，最大沉降量達(dá)18cm，伴隨路面龜裂、縱向裂縫及局部坑洼等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響行車安全。1.2地質(zhì)條件分析根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，路段土層分布自上而下依次為：表層：0.5-1.2m耕植土，松散結(jié)構(gòu)，含植物根系中層：3-8m馬蘭黃土，淺黃色，具大孔隙結(jié)構(gòu)，天然含水量12-15%，濕陷系數(shù)0.023-0.078，屬于中等-強(qiáng)烈濕陷性黃土下層：5-10m離石黃土，棕黃色，含鈣質(zhì)結(jié)核，具垂直節(jié)理，濕陷性輕微基底：古土壤層，棕紅色，致密結(jié)構(gòu)，承載力特征值180kPa地下水位埋深8-15m，雨季可能上升2-3m。路段存在3處沖溝發(fā)育，雨季匯水面積約0.8km2，易形成坡面徑流對(duì)路基邊坡造成侵蝕。二、設(shè)計(jì)方案2.1加固目標(biāo)消除黃土濕陷性，使處理后地基濕陷系數(shù)≤0.015提高路基承載力，復(fù)合地基承載力特征值≥150kPa控制工后沉降，運(yùn)營(yíng)期剩余沉降量≤5cm修復(fù)路面結(jié)構(gòu)連續(xù)性，平整度達(dá)到《公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》優(yōu)良級(jí)2.2灌漿材料選擇根據(jù)黃土特性及加固要求，采用雙液注漿體系：2.2.1主注漿材料水泥-水玻璃雙液漿水泥：P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，細(xì)度模數(shù)320m2/kg水玻璃：模數(shù)2.8-3.2，波美度38-42°Bé配比：水泥漿水灰比1:0.8-1:1.2（重量比），水泥漿與水玻璃體積比1:0.5-1:1性能指標(biāo)：初凝時(shí)間30-90s，終凝時(shí)間2-5min，28d抗壓強(qiáng)度≥15MPa，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s2.2.2輔助材料超細(xì)水泥：粒徑≤10μm，用于細(xì)微裂隙填充粉煤灰：Ⅱ級(jí)以上，替代20%水泥用量，改善漿液流動(dòng)性膨潤(rùn)土：蒙脫石含量≥70%，用于控制漿液擴(kuò)散范圍2.3布孔設(shè)計(jì)采用梅花形布孔方式，按路基沉降程度分為三個(gè)區(qū)域：區(qū)域沉降量(cm)孔距(m)排距(m)孔深(m)注漿壓力(MPa)A區(qū)>121.51.58-101.2-1.8B區(qū)5-122.02.06-80.8-1.2C區(qū)<52.52.54-60.5-0.8注漿孔直徑φ110mm，采用傾斜鉆孔，與豎直方向夾角15°-20°，確保漿液向沉降中心區(qū)域擴(kuò)散。全路段共布設(shè)注漿孔862個(gè)，其中A區(qū)218個(gè)，B區(qū)346個(gè)，C區(qū)298個(gè)。三、施工組織3.1施工流程施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→鉆孔施工→注漿管安裝→漿液制備→壓力注漿→封孔處理→質(zhì)量檢測(cè)→路面恢復(fù)3.2施工部署3.2.1施工分區(qū)將路段劃分為3個(gè)施工段，采用"跳倉(cāng)法"施工，每個(gè)施工段長(zhǎng)300-400m，段內(nèi)分3個(gè)作業(yè)單元交替施工，避免連續(xù)注漿引起路基應(yīng)力集中。3.2.2設(shè)備配置設(shè)備類型型號(hào)規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)地質(zhì)鉆機(jī)XY-1006臺(tái)最大鉆深50m，轉(zhuǎn)速0-600r/min注漿泵ZJB-3004臺(tái)最大壓力20MPa，排量0-50L/min制漿機(jī)JJS-2003臺(tái)攪拌功率5.5kW，容量200L注漿記錄儀ZJ-5004臺(tái)壓力精度±0.1MPa，流量精度±1%水準(zhǔn)儀DSZ22臺(tái)測(cè)量精度±0.5mm/km地質(zhì)雷達(dá)SIR-40001臺(tái)探測(cè)深度0-5m，分辨率2cm3.2.3人員配置項(xiàng)目經(jīng)理1人，技術(shù)負(fù)責(zé)人1人，安全員2人，質(zhì)檢員2人施工班組3個(gè)，每個(gè)班組配置：鉆工3人，注漿工4人，制漿工2人，普工3人設(shè)備維修人員2人，測(cè)量人員2人，試驗(yàn)人員2人3.3施工進(jìn)度計(jì)劃總工期45天，具體橫道圖如下：施工準(zhǔn)備：5天（含設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、測(cè)量放線、材料檢驗(yàn)）鉆孔施工：15天（日均完成60-70孔）注漿施工：20天（日均完成40-50孔）質(zhì)量檢測(cè)：3天路面恢復(fù)：2天備用工期：5天（考慮雨天及不可預(yù)見因素）四、關(guān)鍵施工技術(shù)4.1鉆孔施工定位開孔：采用全站儀按設(shè)計(jì)坐標(biāo)放樣，誤差控制在±5cm內(nèi)。開孔前用洛陽(yáng)鏟探查地下管線，深度≥1.5m。鉆進(jìn)工藝：表層0-1.5m采用螺旋鉆頭干鉆，避免擾動(dòng)耕植土黃土層采用合金鉆頭，清水護(hù)壁，鉆進(jìn)速度控制在0.5-1m/min終孔前50cm改用慢鉆，防止超深孔斜控制：每5m測(cè)斜一次，孔斜偏差≤1%。發(fā)現(xiàn)偏斜立即采用回填重鉆處理。清孔要求：成孔后用壓縮空氣洗孔，直至返出清潔空氣，孔底沉渣厚度≤10cm。4.2注漿作業(yè)4.2.1注漿管安裝采用φ50mmPVC注漿管，底部2m范圍布設(shè)注漿孔，孔徑φ8mm，梅花形布置管外壁包裹透水土工布，防止黃土顆粒堵塞注漿孔采用套管跟進(jìn)法下管，管底距孔底20-30cm4.2.2注漿工藝參數(shù)參數(shù)項(xiàng)A區(qū)參數(shù)B區(qū)參數(shù)C區(qū)參數(shù)初始?jí)毫?MPa)0.5-0.80.3-0.50.2-0.3終壓(MPa)1.5-1.81.0-1.20.6-0.8注漿速度(L/min)20-3030-4040-50單孔注漿量(L)150-25080-15050-80穩(wěn)壓時(shí)間(min)5-83-52-34.2.3注漿順序平面順序：采用"由外而內(nèi)、由下而上"的跳孔注漿法，相鄰孔注漿間隔≥4小時(shí)深度控制：分段注漿，每段2m，自下而上依次提升，段間搭接50cm特殊處理：對(duì)沉降中心區(qū)域采用"二次注漿"工藝，首次注漿72小時(shí)后復(fù)注，復(fù)注量為初注量的30-50%4.3特殊情況處理4.3.1注漿壓力異常壓力驟降：立即停止注漿，檢查是否發(fā)生串漿。若串漿量<5%，可降低注漿速度繼續(xù)施工；若串漿嚴(yán)重，需封閉相鄰孔，改用化學(xué)漿材快速封堵。壓力驟升：暫停注漿，檢查管路是否堵塞。可采用清水沖洗或逐步提升壓力（每次提升≤0.2MPa）的方式處理。4.3.2地表冒漿輕微冒漿：采用沙袋覆蓋，繼續(xù)注漿但降低注漿速度50%嚴(yán)重冒漿：立即停注，采用快硬水泥-水玻璃漿液（配比1:0.3）封閉冒漿點(diǎn)，待凝2小時(shí)后恢復(fù)注漿4.3.3孔口返砂返砂量<5%：加快注漿速度，縮短段長(zhǎng)至1m返砂量>5%：停止注漿，下入φ89mm護(hù)壁套管，改用超細(xì)水泥漿（水灰比1:1.5）低壓慢注五、質(zhì)量控制5.1材料質(zhì)量控制水泥進(jìn)場(chǎng)需提供出廠合格證，每200t進(jìn)行一次抽樣檢驗(yàn)，檢測(cè)細(xì)度、初凝時(shí)間、抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)水玻璃使用前測(cè)定模數(shù)和波美度，不合格產(chǎn)品需進(jìn)行改性處理拌合用水采用飲用水，pH值控制在6-8之間材料存儲(chǔ)：水泥庫(kù)設(shè)置防潮層，堆放高度≤10袋；水玻璃儲(chǔ)存溫度5-35℃，避免陽(yáng)光直射5.2施工過程控制注漿參數(shù)監(jiān)控：每孔注漿全程記錄壓力-流量-時(shí)間曲線，偏差超過設(shè)計(jì)值±15%時(shí)需分析原因并調(diào)整漿液配比控制：采用自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，水泥、水玻璃用量誤差≤2%，每小時(shí)檢測(cè)一次漿液密度鉆孔質(zhì)量檢驗(yàn)：每50孔抽查1孔進(jìn)行鉆孔取芯，檢查孔斜及土層擾動(dòng)情況標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：制作70.7mm×70.7mm×70.7mm試塊，每組3個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天后測(cè)定抗壓強(qiáng)度，合格率需達(dá)到100%5.3驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)5.3.1主控項(xiàng)目復(fù)合地基承載力：采用平板載荷試驗(yàn)，每300m2抽檢1點(diǎn)，承載力特征值≥150kPa濕陷性消除：取土樣測(cè)定濕陷系數(shù)，≤0.015為合格注漿飽滿度：地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)，空洞面積≤5%為合格5.3.2一般項(xiàng)目注漿孔位偏差：≤10cm孔深偏差：+50cm/-0cm單孔注漿量：達(dá)到設(shè)計(jì)值的90-110%路面平整度：采用3m直尺測(cè)量，最大間隙≤3mm六、交通組織6.1交通管制方案采用"半幅施工、半幅通行"的交通組織方式，具體措施如下：6.1.1施工路段劃分封閉區(qū)：寬度7m，設(shè)置硬質(zhì)圍擋（高度2.5m）+防塵網(wǎng)（2000目）緩沖區(qū)：長(zhǎng)度50m，設(shè)置減速帶（4道，高度5cm）、爆閃燈（間隔5m）、反光錐（間隔1m）通行區(qū)：寬度3.5m，保持路面平整，橫向坡度≤2%6.1.2交通管制時(shí)間主施工期：每日7:00-22:00封閉半幅施工通行保障：22:00-次日7:00恢復(fù)雙幅通行，進(jìn)行路面保潔6.1.3交通引導(dǎo)設(shè)施施工路段兩端2km處設(shè)置"前方施工"預(yù)告標(biāo)志施工區(qū)起點(diǎn)500m處設(shè)置"限速40km/h"標(biāo)志夜間設(shè)置太陽(yáng)能警示燈（間隔10m）及輪廓標(biāo)（間隔5m）每個(gè)施工段配置2名交通協(xié)管員，穿戴反光背心，手持指揮旗6.2應(yīng)急通道設(shè)置在K1+800和K2+500處設(shè)置應(yīng)急通道，寬度4m，采用C30混凝土硬化，承載力≥20t。通道兩端設(shè)置"應(yīng)急通道，禁止占用"標(biāo)識(shí)，確保消防、救護(hù)車輛通行。七、安全環(huán)保措施7.1安全生產(chǎn)管理7.1.1用電安全采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱設(shè)置三級(jí)漏電保護(hù)（30mA/0.1s）注漿設(shè)備外殼接地電阻≤4Ω，電纜架空高度≥2.5m潮濕環(huán)境作業(yè)使用36V安全電壓照明7.1.2機(jī)械操作鉆機(jī)操作前檢查鉆桿垂直度，作業(yè)半徑內(nèi)禁止站人注漿泵壓力表定期校驗(yàn)（每季度一次），安全閥設(shè)定壓力為工作壓力的1.1倍機(jī)械設(shè)備設(shè)置防雨棚，傳動(dòng)部位安裝防護(hù)罩7.1.3高空作業(yè)2m以上作業(yè)搭設(shè)腳手架，腳手板滿鋪且固定牢固作業(yè)人員佩戴安全帽、安全帶，嚴(yán)禁酒后上崗遇6級(jí)以上大風(fēng)或雷雨天氣停止高空作業(yè)7.2環(huán)境保護(hù)措施7.2.1揚(yáng)塵控制施工便道每日灑水3次（早中晚各一次），PM10濃度控制在0.5mg/m3以下鉆孔棄土及時(shí)覆蓋，48小時(shí)內(nèi)清運(yùn)至指定棄土場(chǎng)水泥等粉狀材料采用密閉罐車運(yùn)輸，存儲(chǔ)于封閉庫(kù)房7.2.2廢水處理制漿廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池（總?cè)莘e50m3）處理，pH值達(dá)標(biāo)后排放施工人員生活污水經(jīng)化糞池處理后接入市政管網(wǎng)雨季在施工區(qū)周邊設(shè)置排水溝（寬30cm，深40cm）和集水坑（容積10m3），防止雨水沖刷路基7.2.3噪聲控制選用低噪聲設(shè)備，鉆機(jī)加裝隔音罩，噪聲≤70dB（晝間）/55dB（夜間）避免夜間（22:00-次日6:00）進(jìn)行鉆孔作業(yè)施工機(jī)械定期保養(yǎng)，保持良好運(yùn)行狀態(tài)，減少非正常噪聲八、監(jiān)測(cè)與應(yīng)急預(yù)案8.1施工監(jiān)測(cè)8.1.1沉降監(jiān)測(cè)布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)32個(gè)，間距100m，采用水準(zhǔn)儀按二等水準(zhǔn)測(cè)量精度觀測(cè)監(jiān)測(cè)頻率：施工期每2天1次，工后1個(gè)月每周1次，3個(gè)月每半月1次預(yù)警值：?jiǎn)稳粘两盗俊?mm或累計(jì)沉降量≥10mm時(shí)啟動(dòng)預(yù)警8.1.2孔隙水壓力監(jiān)測(cè)在A區(qū)布設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)孔，深度8m，安裝振弦式孔隙水壓力計(jì)注漿期間每小時(shí)讀數(shù)1次，壓力驟升超過50kPa時(shí)需降低注漿速率8.2應(yīng)急預(yù)案8.2.1雨季施工預(yù)案儲(chǔ)備防雨物資：彩條布（2000m2）、水泵（5臺(tái)，揚(yáng)程15m）、沙袋（1000袋）雨前檢查排水系統(tǒng)，確保排水溝坡度≥2%雨中暫停注漿作業(yè)，對(duì)未完成鉆孔進(jìn)行封孔處理雨后復(fù)工前檢測(cè)路基含水率，≥20%時(shí)需晾曬至15%以下方可繼續(xù)施工8.2.2邊坡失穩(wěn)預(yù)案邊坡監(jiān)測(cè)：設(shè)置測(cè)斜儀3臺(tái)，監(jiān)測(cè)深度10m，預(yù)警值為日位移≥3mm應(yīng)急措施：立即停止施工，疏散人員設(shè)備，采用速凝混凝土（初凝≤15min）封閉坡面，必要時(shí)打設(shè)土釘（長(zhǎng)度5m，間距1.5m）加固8.2.3交通事故預(yù)案現(xiàn)場(chǎng)配備急救箱（含止血帶、繃帶等常用藥品）與就近醫(yī)院（延安市人民醫(yī)院，距離8km）建立應(yīng)急通道，急救電話24小時(shí)暢通發(fā)生事故時(shí)立即啟動(dòng)應(yīng)急通道，由專人引導(dǎo)救護(hù)車輛直達(dá)現(xiàn)場(chǎng)九、工程驗(yàn)收9.1驗(yàn)收流程施工單位自檢：完成全部施工內(nèi)容后，提交自檢報(bào)告及相關(guān)資料監(jiān)理評(píng)估：監(jiān)理單位對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，出具質(zhì)量評(píng)估報(bào)告第三方檢測(cè)：委托第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行承載力、濕陷性等關(guān)鍵指標(biāo)檢測(cè)業(yè)主驗(yàn)收：組織設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等單位進(jìn)行聯(lián)合驗(yàn)收9.2資料歸檔需提交的竣工資料包括：施工日志（含天氣、進(jìn)度、質(zhì)量、安全等記錄）材料出廠合格證及檢驗(yàn)報(bào)告注漿參數(shù)記錄表（每孔一份）檢測(cè)