鐵路路基巖溶注漿治理技術(shù)一、引言巖溶是一種特殊的地質(zhì)現(xiàn)象，在我國西南、華南等地區(qū)廣泛分布。鐵路建設(shè)中，路基下伏巖溶會對鐵路的穩(wěn)定性和安全性構(gòu)成嚴重威脅。巖溶地區(qū)的溶洞、溶蝕裂隙等不良地質(zhì)條件，可能導(dǎo)致路基不均勻沉降、塌陷等病害，影響列車的正常運行，甚至危及行車安全。因此，對鐵路路基巖溶進行有效治理至關(guān)重要。巖溶注漿治理技術(shù)作為一種常用且有效的方法，能夠填充巖溶空洞、加固土體，提高路基的穩(wěn)定性和承載能力。本文將詳細闡述，包括工程概況、地質(zhì)勘察、設(shè)計方案、施工工藝、質(zhì)量控制以及環(huán)境保護等方面，為相關(guān)工程提供參考。二、工程概況與地質(zhì)條件分析2.1工程概況某鐵路線路全長[X]公里，途經(jīng)巖溶發(fā)育地區(qū)，其中部分路段路基下伏巖溶地質(zhì)情況復(fù)雜。該鐵路設(shè)計時速為[X]公里/小時，對路基的穩(wěn)定性要求極高。巖溶病害主要表現(xiàn)為路基出現(xiàn)不同程度的沉降、開裂，部分地段有塌陷跡象，嚴重影響了鐵路的正常施工和后續(xù)運營安全。2.2地質(zhì)條件分析通過地質(zhì)勘察手段，包括鉆探、物探等，對該路段的地質(zhì)條件進行了詳細分析。該地區(qū)地層主要由石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石組成，巖溶發(fā)育程度較高。巖溶形態(tài)主要有溶洞、溶蝕裂隙、溶槽等，溶洞大小不一，最大溶洞高度可達[X]米，充填物主要為軟塑狀黏土、碎石等。地下水水位較淺，且水位變化受季節(jié)性影響較大，對巖溶病害的發(fā)展起到了促進作用。三、巖溶注漿治理技術(shù)設(shè)計方案3.1設(shè)計原則確保路基的穩(wěn)定性和安全性，滿足鐵路設(shè)計的各項技術(shù)要求。因地制宜，根據(jù)不同的巖溶地質(zhì)條件選擇合適的注漿參數(shù)和工藝。注重環(huán)境保護，減少施工對周邊環(huán)境的影響。考慮經(jīng)濟性，在保證治理效果的前提下，降低工程造價。3.2注漿材料選擇水泥：選用普通硅酸鹽水泥，強度等級不低于42.5。水泥應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和流動性，其各項指標應(yīng)符合相關(guān)標準要求。外加劑：根據(jù)工程需要，可適量添加減水劑、早強劑等外加劑，以改善漿液的性能。減水劑可提高漿液的流動性，減少用水量；早強劑可加快漿液的凝結(jié)速度，提高早期強度。摻和料：可選用粉煤灰等摻和料，以降低水泥用量，改善漿液的和易性。粉煤灰應(yīng)符合相關(guān)質(zhì)量標準，其燒失量不大于8%。3.3注漿參數(shù)確定注漿壓力：根據(jù)地質(zhì)條件和注漿深度，確定注漿壓力范圍為[X]MPa～[X]MPa。在溶洞較大或巖溶發(fā)育強烈的地段，可適當(dāng)提高注漿壓力；在靠近地表或?qū)χ苓叚h(huán)境影響較大的地段，應(yīng)控制注漿壓力，避免出現(xiàn)地面隆起等現(xiàn)象。漿液濃度：漿液濃度應(yīng)根據(jù)巖溶空洞的大小和充填情況進行調(diào)整。一般情況下，初始漿液水灰比為1.5:1～1:1，隨著注漿的進行，可逐漸調(diào)整為0.8:1～0.6:1。注漿量：注漿量根據(jù)巖溶空洞的體積和填充率計算確定。一般情況下，每立方米巖溶空洞的注漿量為[X]立方米～[X]立方米。在實際施工中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況進行適當(dāng)調(diào)整。3.4注漿孔布置注漿孔間距：根據(jù)巖溶發(fā)育程度和路基的穩(wěn)定性要求，確定注漿孔間距為[X]米～[X]米。在巖溶發(fā)育強烈的地段，可適當(dāng)縮小注漿孔間距；在巖溶發(fā)育較弱的地段，可適當(dāng)增大注漿孔間距。排距：注漿孔排距一般為[X]米～[X]米。相鄰排注漿孔應(yīng)交錯布置，以保證注漿效果的均勻性?？咨睿鹤{孔深度應(yīng)穿透巖溶發(fā)育層，并進入穩(wěn)定基巖一定深度，一般為[X]米～[X]米。四、巖溶注漿治理技術(shù)施工工藝4.1施工準備技術(shù)準備：組織施工人員熟悉施工圖紙和相關(guān)技術(shù)規(guī)范，進行技術(shù)交底，明確施工工藝和質(zhì)量要求。材料準備：根據(jù)設(shè)計要求，采購合格的水泥、外加劑、摻和料等注漿材料，并進行檢驗和試驗，確保材料質(zhì)量符合要求。設(shè)備準備：配備齊全的注漿設(shè)備，如鉆機、注漿泵、攪拌機等，并進行調(diào)試和試運行，確保設(shè)備性能良好。場地準備：清理施工場地，平整地面，搭建臨時設(shè)施，接通水電線路，為施工創(chuàng)造良好的條件。4.2鉆孔施工測量放線：根據(jù)設(shè)計圖紙，使用全站儀、水準儀等測量儀器，準確測放出注漿孔的位置，并做好標記。鉆機就位：將鉆機移動到注漿孔位置，調(diào)整鉆機的水平度和垂直度，確保鉆孔精度。鉆孔：采用回轉(zhuǎn)鉆進或沖擊鉆進的方法進行鉆孔。在鉆孔過程中，應(yīng)嚴格控制鉆孔的垂直度和深度，及時記錄鉆孔過程中的地質(zhì)情況，如遇溶洞、溶蝕裂隙等特殊情況，應(yīng)詳細記錄其位置、大小和充填情況。清孔：鉆孔完成后，使用高壓水或空氣對孔內(nèi)進行清洗，清除孔內(nèi)的巖屑和雜物，確?？妆诟蓛?、暢通。4.3注漿施工漿液制備：按照設(shè)計配合比，將水泥、外加劑、摻和料等材料加入攪拌機中，攪拌均勻，制成漿液。漿液的攪拌時間應(yīng)不少于[X]分鐘，以保證漿液的均勻性和穩(wěn)定性。注漿：將制備好的漿液通過注漿泵注入孔內(nèi)。注漿過程中，應(yīng)嚴格控制注漿壓力和注漿量，按照先稀后濃、先低壓后高壓的原則進行注漿。當(dāng)注漿壓力達到設(shè)計壓力且注漿量達到設(shè)計注漿量的80%以上時，可停止注漿。封孔：注漿完成后，及時對注漿孔進行封孔。封孔材料可選用水泥砂漿，封孔深度應(yīng)不小于[X]米。4.4特殊情況處理串漿：當(dāng)出現(xiàn)串漿現(xiàn)象時，應(yīng)立即停止注漿，分析串漿原因。如果串漿孔與注漿孔之間的距離較近，可采用間隔注漿的方法進行處理；如果串漿孔與注漿孔之間的距離較遠，可采用封堵串漿孔的方法進行處理。冒漿：當(dāng)出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象時，應(yīng)根據(jù)冒漿的嚴重程度采取相應(yīng)的措施。如果冒漿量較小，可采用降低注漿壓力、調(diào)整漿液濃度等方法進行處理；如果冒漿量較大，可采用封堵冒漿口、間歇注漿等方法進行處理。溶洞空洞較大：當(dāng)遇到溶洞空洞較大時，可采用先投放碎石、砂等填充材料，再進行注漿的方法進行處理。填充材料的粒徑應(yīng)根據(jù)溶洞的大小和注漿工藝進行選擇。五、巖溶注漿治理技術(shù)質(zhì)量控制5.1原材料質(zhì)量控制水泥：對水泥的品種、強度等級、安定性等指標進行嚴格檢驗，確保水泥質(zhì)量符合要求。水泥應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)的倉庫內(nèi)，避免受潮結(jié)塊。外加劑：對外加劑的品種、性能、摻量等進行嚴格控制，確保外加劑的質(zhì)量和使用效果。外加劑應(yīng)按照產(chǎn)品說明書的要求進行儲存和使用。摻和料：對摻和料的細度、燒失量、需水量比等指標進行檢驗，確保摻和料的質(zhì)量符合要求。摻和料應(yīng)與水泥、外加劑等材料分別儲存，避免混淆。5.2施工過程質(zhì)量控制鉆孔質(zhì)量控制：嚴格控制鉆孔的垂直度和深度，鉆孔垂直度偏差不應(yīng)超過1%，鉆孔深度應(yīng)符合設(shè)計要求。鉆孔完成后，應(yīng)及時進行驗收，驗收合格后方可進行下一道工序。注漿質(zhì)量控制：嚴格控制注漿壓力、注漿量和漿液濃度，確保注漿質(zhì)量符合設(shè)計要求。注漿過程中，應(yīng)做好注漿記錄，記錄注漿時間、注漿壓力、注漿量等參數(shù)。封孔質(zhì)量控制：封孔材料的配合比應(yīng)符合設(shè)計要求，封孔深度應(yīng)不小于[X]米。封孔完成后，應(yīng)檢查封孔質(zhì)量，確保封孔密實、無滲漏。5.3質(zhì)量檢測與驗收鉆孔取芯檢測：在注漿完成一定時間后，采用鉆孔取芯的方法對注漿效果進行檢測。取芯位置應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場實際情況確定，取芯數(shù)量不應(yīng)少于注漿孔總數(shù)的2%。通過觀察芯樣的完整性、強度和漿液充填情況，判斷注漿效果是否符合要求。物探檢測：采用地質(zhì)雷達、瞬變電磁法等物探方法對注漿區(qū)域進行檢測，檢測注漿體的分布范圍和密實程度。物探檢測結(jié)果應(yīng)與鉆孔取芯檢測結(jié)果相互印證，綜合判斷注漿效果。沉降觀測：在注漿施工前后，對路基進行沉降觀測，監(jiān)測路基的沉降變化情況。沉降觀測應(yīng)采用高精度的測量儀器，按照規(guī)定的觀測頻率進行觀測。如果路基沉降量超過設(shè)計允許值，應(yīng)及時采取措施進行處理。六、巖溶注漿治理技術(shù)安全與環(huán)境保護6.1安全措施建立健全安全管理制度，加強安全教育培訓(xùn)，提高施工人員的安全意識和自我保護能力。施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置明顯的安全警示標志，配備必要的安全防護用品，如安全帽、安全帶、防護手套等。注漿設(shè)備應(yīng)定期進行檢查和維護，確保設(shè)備的安全運行。在注漿過程中，應(yīng)嚴格遵守操作規(guī)程，避免發(fā)生安全事故。加強施工現(xiàn)場的防火、防爆、防盜等安全管理，確保施工安全。6.2環(huán)境保護措施合理安排施工時間，避免在居民休息時間進行高噪音作業(yè)，減少施工噪音對周邊環(huán)境的影響。對施工過程中產(chǎn)生的廢水、廢渣等廢棄物進行妥善處理，避免隨意排放和丟棄。廢水應(yīng)經(jīng)過沉淀、過濾等處理后達標排放，廢渣應(yīng)運至指定的垃圾處理場進行處理。保護施工區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，避免破壞植被和野生動物棲息地。在施工結(jié)束后，應(yīng)及時對施工場地進行綠化和恢復(fù)，減少施工對生態(tài)環(huán)境的影響。七、巖溶注漿治理技術(shù)效益分析7.1經(jīng)濟效益通過巖溶注漿治理技術(shù)，有效地解決了鐵路路基巖溶病害問題，避免了因路基沉降、塌陷等病害導(dǎo)致的鐵路維修和重建費用，降低了工程成本。同時，縮短了施工工期，提高了工程進度，減少了工程延期帶來的經(jīng)濟損失。7.2社會效益巖溶注漿治理技術(shù)的應(yīng)用，保障了鐵路的安全運行，提高了鐵路的運輸效率，為地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定做出了貢獻。同時，該技術(shù)的成功應(yīng)用，為類似工程提供了寶貴的經(jīng)驗和借鑒，推動了我國鐵路建設(shè)技術(shù)的發(fā)展。7.3環(huán)境效益巖溶注漿治理技術(shù)采用了環(huán)保型的注漿材料和施工工藝，減少了施工對周邊環(huán)境的影響。通過對施工廢棄物的妥善處理和施工場地的生態(tài)恢復(fù)，保護了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，實現(xiàn)了工程建設(shè)與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展。八、結(jié)論鐵路路基巖溶注漿治理技術(shù)是一種有效的巖溶病害治理方法。通過合理的設(shè)計方案、嚴格的施工工藝和質(zhì)量控制，能夠有效地填充巖溶空洞，加固土體，提高路基的穩(wěn)定性和承載能