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      注漿在路基下沉整治中的應用
      發布時間:2014-08-09
          摘 要:通過工程實例,介紹和總結了采用注漿技術加固和抬升整體道床的施工方法和注意事項,并提出了應用和推廣的方向和范圍。
          關鍵詞:路基下沉;注漿;加固抬升


      1 引言
        灌漿法最初作為一種地基土加固方法,自1802年問世以來,通過一個多世紀的應用和發展,應用范圍越來越廣,根據有關文獻[1],灌漿法目前在巖土工程中的應用歸納見表1。

        近年來,隨著交通事業的飛速發展,路基下沉病害也隨之相繼出現,下面根據工程實例,介紹和論述注漿法在整治路基下沉病害中的應用及應注意的幾個問題。 
      2 工程實例的病害情況和地質特征
      2.1 病害情況
        某化肥廠鐵路專用線整體道床于1994年建成使用,整體道床總長約77 m,寬3.8 m(見圖1)。整體道床約2/3段建在化肥廠輸煤隧道上,隧道頂面距整體道床面0.8~4.3 m。至1997年年初時,整體道床多處開裂、錯斷,裂縫最大寬度達20 mm,同時不均勻下沉嚴重,最大下沉量達到125 mm,嚴重影響了化肥廠的原料供應和生產。根據經濟、安全、可靠又不能影響鐵路運輸生產的整治原則,并結合地質條件,優選后采用注漿法進行整治和加固處理。注漿加固抬升范圍及孔位布置平面見圖1。
      2.2 地質特征
        根據設計及竣工資料,隧道采用大開挖施工,地基經強夯處理后施工隧道。隧道竣工后,其頂部回填了人工填土,為增加人工填土的強度,做了砂樁處理,樁徑Ø=1.0 m,樁長2.2~3.2 m,樁間圖1 注漿加固抬升范圍及孔位布置平面示意圖距縱向(東西向)為2.5 m,橫向(南北向)為1.1 m,按梅花型布置,填料為砂夾卵石混雜粉質粘土。在處理后的人工填土上做了0.35 m的三七灰土,最后施工整體道床。 

        綜上所述,隧道頂面以上,整體道床及其下部地層特征如下:
       。1)鋼筋混凝土:整體道床的主體部分,厚約0.5 m。
       。2)三七灰土:密實、稍濕,厚0.2~0.35 m。作為整體道床的基礎分布于整體道床的下部。
       。3)人工填土:成分以粉質粘土為主,局部夾有石灰渣等雜物。呈軟塑狀態,局部呈流塑。主要分布于三七灰土以下,隧道頂面以上,在其內部有砂樁分布,最大厚度3.2 m。另外,在整體道床西段(下部沒有隧道),人工填土較厚,厚度大于6.5 m(見圖2)。 
      3 注漿在路基抬升施工中的應用
          根據設計文件,該注漿工程有兩個目的,即:
       。1)加固路基下部的松軟土體,提高其承載能力;
       。2)抬升不均勻下沉的整體道床,恢復原整體道床路段的鐵路線型。


        松軟土體加固,是注漿的基本目標,并有先例可循,該工程的難點在于抬升不均勻下沉的整體道床,恢復原整體道床路段的鐵路線型,為此,施工中采取了如下方法和施工順序:
       。1)先行施工四周注漿孔,形成防滲帷幕(防止漿體滲漏);
       。2)注漿加固防滲帷幕范圍內,輸煤隧道頂部,灰土墊層下部的松軟土體;
       。3)通過注漿工藝抬升不均勻下沉的整體道床。
        通過周密的施工組織,嚴格的質量控制,按照設計文件精心施工,嚴重不均勻下沉的七十余米整體道床抬升恢復到了線路規范要求的誤差范圍內,比開挖修復該段整體道床節約投資約50%~60%,而且施工工期大大縮短。從1997年7月份施工完畢至今,使用情況良好?偨Y和推廣采用注漿方法抬升和加固整體道床的施工經驗,在注漿抬升過程中應特別注意以下幾個問題。 
      4 注漿抬升過程應注意的問題
        注漿抬升的關鍵在于選擇合理的出漿部位,確定和合理控制每次的抬升量,因為:
       。1)出漿部位選擇不合理,就很難在抬升面的頂部形成抬升壓力,所以,出漿部位應選擇在有水平縫(裂)隙,下部相對密實,周圍土體吸收漿液較少的部位,本工程選擇整體道床下部和三七灰土墊層之間為注漿抬升出漿部位。
       。2)注漿抬升應從沉降量較大的部位向沉降量較小的部位推進,在達到沉降量基本相同的情況下再逐次均勻抬升;
       。3)對沉降量較大的部位,應分次抬升,每次抬升量30~40 mm為宜;
       。4)以抬升為目的的注漿宜采用單管交替注漿工藝:即一個注漿孔先注水泥漿液一段時程后,緊接著在同一個注漿孔內注入水玻璃,并如此往復循環,以便快速固結形成抬升力;
       。5)注漿壓力過小,則抬升壓力過小,難以達到抬升目的,注漿壓力過大,則容易發生漏漿和冒漿。實踐證明注漿壓力控制在1.5~2 MPa為宜。
       。6)抬升過程中應進行精確觀測,嚴格根據觀測結果指導注漿,要特別嚴防因注漿過量而發生超量抬升,產生不可彌補的后果;
       。7)觀測結果證明,停止注漿后,消壓回落量為3~5 mm。所以,最后一次抬升量應超過控制標高3~5 mm。 
      5 結語
        總結本次采用注漿技術整治路基下沉病害的經驗,主要有以下幾點:
       。1)工程實踐已經證明,采用注漿技術可以達到抬升和加固鐵路整體道床的目的,因此,與鐵路整體道床結構形式基本相同的工程,如混凝土面層結構的公路工程的不均勻沉降,也可采用注漿方法進行加固和抬升。
       。2)注漿抬升的關鍵在于選擇合理的出漿部位和合理控制每次的抬升量。
       。3)注漿抬升應根據實際情況確定合理的注漿壓力。
          (4)注漿抬升應考慮消壓回落量。
       。5)以抬升為目的的注漿宜采用單管交替注漿工藝。

      參考文獻:


      [1] 王少彬,等.渭河化肥廠鐵路專用線整體道床病害巖土工程勘察報告[R].西安:鄭州鐵路局西安勘測設計院,1997.
      [2] 工程地質手冊編寫委員會.工程地質手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1992.
      [3] 葉書麟,葉觀寶,等.地基處理[M].北京:中國建筑工業出版社,1997.
      [4] JGJ79-91,建筑地基處理技術規范[S].北京:中國計劃出版社,1992. 


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