慶陽濕陷性黃土地區(qū)路面下沉注漿加固施工方案一、工程概況1.1項目背景本項目位于慶陽市董志塬區(qū)，該區(qū)域?qū)儆诘湫偷狞S土高原溝壑地貌，黃土層厚度達(dá)50-80米，具有顯著的自重濕陷性特征。受2024年雨季集中降水影響，G309線K12+300-K12+800段出現(xiàn)連續(xù)路面沉降，最大沉降量達(dá)18cm，路面橫向裂縫寬度達(dá)3-5mm，嚴(yán)重影響行車安全。根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，該路段濕陷性黃土層厚度12.5米，濕陷系數(shù)0.032，判定為Ⅱ級自重濕陷性場地，需采取注漿加固措施進(jìn)行處理。1.2主要工程量項目名稱單位工程量技術(shù)參數(shù)注漿孔個326孔徑110mm，孔深15m注漿加固m3860水泥用量420t裂縫處理m480灌注環(huán)氧樹脂漿液路面恢復(fù)m22500AC-13瀝青混凝土二、地質(zhì)條件分析2.1黃土特性研究慶陽黃土具有典型的大孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙比1.0-1.2，天然含水量12-15%，干密度1.35-1.50g/cm3。室內(nèi)試驗表明，該區(qū)域黃土在浸水條件下會產(chǎn)生劇烈濕陷，自重濕陷量達(dá)250mm以上。土層分布呈現(xiàn)明顯的層理特征：0-3m：新黃土（Q?），松散結(jié)構(gòu)，濕陷性強烈3-8m：老黃土（Q?），中密結(jié)構(gòu)，含鈣質(zhì)結(jié)核8-15m：古黃土（Q?），密實結(jié)構(gòu)，濕陷性輕微15m以下：鈣質(zhì)膠結(jié)層，可作為注漿持力層2.2水文地質(zhì)特征場地地下水位埋深25-30m，對注漿施工無直接影響。但需特別注意季節(jié)性降水形成的地表徑流滲透問題，7-9月雨季期間，雨水可通過路面裂縫下滲至黃土層，加劇濕陷變形。根據(jù)近五年氣象數(shù)據(jù)，該區(qū)域最大小時降雨量達(dá)65mm，易形成地表積水。三、設(shè)計方案3.1加固設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)消除黃土濕陷性：處理后濕陷系數(shù)≤0.015地基承載力：加固后地基承載力特征值≥180kPa沉降控制：工后沉降≤50mm，差異沉降≤0.1%耐久性要求：有效使用年限≥20年3.2注漿孔布置采用梅花形布孔方式，孔距1.5m×1.5m，按"先外圍后內(nèi)部"的原則分三序施工。注漿孔分為三種類型：主孔：孔深15m，穿透濕陷性土層進(jìn)入穩(wěn)定層2.5m加密孔：孔深10m，布置在沉降嚴(yán)重區(qū)域觀測孔：每500m2設(shè)置1個，用于質(zhì)量檢測3.3注漿材料配方主注漿材料：P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比0.8:1，添加3%膨潤土（重量比）改善漿液流動性，摻加0.5%萘系減水劑。裂縫處理材料：環(huán)氧樹脂漿液，配方為E-44環(huán)氧樹脂:固化劑:稀釋劑=100:25:10。封孔材料：M30水泥砂漿，添加5%微膨脹劑。四、施工工藝4.1施工流程測量放線→鉆孔施工→注漿管安裝→漿液制備→分段注漿→封孔處理→質(zhì)量檢測→路面恢復(fù)4.2關(guān)鍵施工工序4.2.1鉆孔施工采用XY-100型地質(zhì)鉆機，配套φ110mm合金鉆頭。鉆孔垂直度偏差控制在1%以內(nèi)，孔深誤差±50mm。鉆進(jìn)過程中詳細(xì)記錄地層變化，特別是鈣質(zhì)結(jié)核層的準(zhǔn)確位置。對鉆孔巖芯進(jìn)行編錄，采取率應(yīng)≥85%。鉆孔完成后用清水洗孔，清除孔內(nèi)沉渣。4.2.2注漿管安裝采用φ50mm無縫鋼管，底部2m范圍設(shè)置注漿孔，孔徑8mm，梅花形布置。注漿管下入孔內(nèi)后，在孔口下2m處設(shè)置止?jié){塞，采用膨脹橡膠止水，確保注漿壓力有效傳遞。止?jié){塞安裝后進(jìn)行壓水試驗，壓力0.3MPa，持續(xù)5分鐘無滲漏為合格。4.2.3注漿作業(yè)采用分段后退式注漿工藝，每段注漿長度1.0m，注漿壓力分級控制：起始段（12-15m）：0.3-0.5MPa中間段（5-12m）：0.5-0.8MPa上部段（0-5m）：0.2-0.3MPa注漿流量控制在30-50L/min，單孔注漿量約2.6m3。當(dāng)出現(xiàn)以下情況時終止注漿：注漿壓力達(dá)到設(shè)計終壓并穩(wěn)定10分鐘實際注漿量超過設(shè)計量的120%周邊路面或建筑物出現(xiàn)變形預(yù)警4.2.4特殊情況處理冒漿處理：當(dāng)注漿壓力突然下降或孔口出現(xiàn)冒漿時，立即停止注漿，添加速凝劑（水玻璃摻量3%），改用間歇注漿方式，間隔時間30分鐘。串漿處理：發(fā)現(xiàn)相鄰孔串漿時，采用跳孔施工順序，對串漿孔同時注漿。空洞處理：對鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)的地下空洞（主要分布在8-10m深度），先灌注水泥砂漿填充，再進(jìn)行常規(guī)注漿。4.3路面裂縫處理對寬度＜3mm的裂縫，采用環(huán)氧樹脂漿液低壓灌注；對寬度≥3mm的裂縫，先清理縫內(nèi)雜物，填入粒徑5-10mm的石英砂，再灌注改性環(huán)氧樹脂漿液。灌注壓力控制在0.2-0.3MPa，采用注射器分段注漿，每段長度不超過1.5m。五、質(zhì)量控制措施5.1材料質(zhì)量控制水泥進(jìn)場需提供出廠合格證，并按每200t為一批次進(jìn)行強度、安定性檢驗。漿液配合比每工作班檢查一次，控制水灰比誤差±0.02。環(huán)氧樹脂材料需進(jìn)行粘度測試，25℃時粘度應(yīng)≤500mPa·s。5.2施工過程控制注漿壓力實時監(jiān)測，采用自動記錄儀，數(shù)據(jù)每5分鐘存儲一次。注漿量采用流量計計量，單孔注漿量與設(shè)計值偏差控制在±10%。鉆孔深度采用測繩測量，每孔檢查不少于3次。5.3質(zhì)量檢測方法標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗：加固前后對比，錘擊數(shù)應(yīng)提高30%以上。靜力觸探：比貫入阻力Ps值應(yīng)≥1.5MPa。載荷試驗：承壓板面積0.5m2，承載力特征值≥180kPa。取芯檢測：沿注漿孔布置檢測孔，芯樣水泥結(jié)石體連續(xù)，膠結(jié)良好。六、施工組織6.1施工部署采用"兩班制"連續(xù)施工，每班工作12小時。施工區(qū)域劃分三個作業(yè)段，每個作業(yè)段配置：地質(zhì)鉆機2臺注漿泵2臺（一用一備）攪拌機1臺作業(yè)人員8人（含技術(shù)、質(zhì)檢各1人）6.2進(jìn)度計劃施工階段工期（天）主要工作內(nèi)容施工準(zhǔn)備5設(shè)備進(jìn)場、測量放線、材料檢驗鉆孔施工12完成326個注漿孔注漿加固15分區(qū)域連續(xù)注漿作業(yè)質(zhì)量檢測5標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜探、載荷試驗路面恢復(fù)8裂縫處理、瀝青混凝土面層施工6.3資源配置機械設(shè)備：XY-100鉆機3臺，ZJB-6注漿泵3臺，JS500攪拌機1臺，全站儀1臺。材料供應(yīng)：水泥采用祁連山P.O42.5水泥，由慶陽本地水泥廠供應(yīng)，現(xiàn)場存儲量不少于100t。勞動力：項目經(jīng)理1人，技術(shù)負(fù)責(zé)人1人，施工員3人，專職安全員1人，技工24人。七、安全文明施工7.1安全防護(hù)措施施工區(qū)域設(shè)置硬質(zhì)圍擋，高度1.8m，設(shè)置警示標(biāo)志，夜間紅燈警示。鉆機操作手必須佩戴安全帽、防塵口罩，注漿作業(yè)時配備防護(hù)眼鏡。臨時用電采用TN-S系統(tǒng)，配電箱設(shè)置漏電保護(hù)器，接地電阻≤4Ω。制定應(yīng)急預(yù)案，配備應(yīng)急物資：擔(dān)架2副，急救箱1個，滅火器6個。7.2環(huán)境保護(hù)措施施工廢水經(jīng)三級沉淀池處理后回用，不外排。水泥等粉狀材料采用密閉存儲，攪拌機設(shè)置防塵罩。鉆孔棄土及時清運，運土車輛必須覆蓋篷布，出場前沖洗輪胎。施工噪聲控制在晝間≤70dB，夜間≤55dB，必要時設(shè)置隔音屏障。八、監(jiān)測方案8.1沉降監(jiān)測沿加固路段每50m設(shè)置一個監(jiān)測斷面，每個斷面布設(shè)3個監(jiān)測點，采用精密水準(zhǔn)儀按二等水準(zhǔn)測量要求進(jìn)行觀測：基準(zhǔn)點：設(shè)置在施工影響范圍外30m處觀測頻率：施工期間每3天1次，竣工后每月1次，持續(xù)6個月精度要求：高程中誤差≤±0.5mm8.2注漿效果監(jiān)測壓力監(jiān)測：每個作業(yè)面設(shè)置2個壓力傳感器，實時采集注漿壓力數(shù)據(jù)流量監(jiān)測：采用電磁流量計，精度±1%地面位移：在注漿區(qū)域周邊設(shè)置12個位移觀測點，采用全站儀監(jiān)測水平位移8.3數(shù)據(jù)分析建立監(jiān)測數(shù)據(jù)臺賬，繪制沉降-時間曲線，當(dāng)出現(xiàn)以下情況時立即停止施工：單點沉降量超過5mm/天差異沉降超過0.1%水平位移超過3mm/天九、驗收標(biāo)準(zhǔn)與程序9.1驗收標(biāo)準(zhǔn)注漿體抗壓強度：28天齡期≥3.0MPa地基承載力：靜載試驗≥180kPa路面平整度：IRI≤2.0m/km裂縫閉合率：≥90%9.2驗收程序施工單位自檢：完成全部工程量后提交自檢報告監(jiān)理驗收：對施工記錄、檢測報告進(jìn)行審核第三方檢測：委托第三方機構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場檢測業(yè)主驗收：組織設(shè)計、監(jiān)理、施工單位進(jìn)行竣工驗收資料歸檔：編制完整的工程技術(shù)檔案，包括：施工記錄（鉆孔、注漿、材料檢驗等）檢測報告（靜探、標(biāo)貫、載荷試驗等）監(jiān)測數(shù)據(jù)（沉降、位移等）質(zhì)量評定資料十、應(yīng)急預(yù)案10.1突水突泥處理當(dāng)鉆孔遇到地下空洞發(fā)生突水突泥時，立即啟動應(yīng)急預(yù)案：停止鉆進(jìn)，保持鉆機原位，快速向孔內(nèi)投入級配砂石采用雙液注漿（水泥-水玻璃）進(jìn)行封堵，水玻璃摻量5%待孔口壓力恢復(fù)后，改用常規(guī)注漿工藝10.2路面塌陷處理發(fā)現(xiàn)路面塌陷征兆時：立即設(shè)置警戒區(qū)，禁止車輛通行采用速凝混凝土回填塌陷區(qū)域加密注漿孔進(jìn)行補充加固，孔距調(diào)整為1.0m加強監(jiān)測頻率至每2小時一次10.3設(shè)備故障處理注漿泵出現(xiàn)故障時：立即關(guān)閉注漿管閘閥，防止?jié){液回流啟動備用注漿泵，恢復(fù)注漿作業(yè)對故障設(shè)備進(jìn)行緊急維修，確保4小時內(nèi)恢復(fù)功能十一、技術(shù)創(chuàng)新點11.1復(fù)合注漿技術(shù)針對慶陽黃土層理特征，采用"水泥-膨潤土-水玻璃"復(fù)合漿液體系，通過調(diào)整不同土層的漿液配比，實現(xiàn)最佳加固效果：松散層（0-3m）：添加2%水玻璃，提高早期強度結(jié)核層（3-8m）：增加膨潤土摻量至5%，改善可注性密實層（8-15m）：采用純水泥漿，提高膠結(jié)強度11.2智能化注漿系統(tǒng)引入PLC自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)注漿過程的精準(zhǔn)控制：壓力自動調(diào)節(jié)：設(shè)定壓力閾值，自動控制注漿泵流量數(shù)據(jù)實時采集：壓力、流量、注漿量等參數(shù)實時存儲故障報警：出現(xiàn)壓力異常、管路堵塞等情況自動報警11.3環(huán)保型施工工藝開發(fā)低噪音注漿技術(shù)，通過以下措施減少施工影響：采用液壓鉆機，噪音降低15dB封閉式攪拌系統(tǒng)，粉塵排放減少90%水循環(huán)利用系統(tǒng)，節(jié)水率達(dá)30%十二、結(jié)論與建議本方案針對慶陽濕陷性黃土地區(qū)路面下沉問題，采用注漿加固技術(shù)進(jìn)行處理，通過詳細(xì)的地質(zhì)勘察、合理的方案設(shè)計和嚴(yán)格的質(zhì)量控制，可有效消除黃土濕陷性，提高