张吉怀铁路ZJHZQ-7标路基工程编号:ZJHZYZDS-路-01岩溶注浆作业指导书单位:编制:审核:批准:2017年11月10日发布 2017年11月10日实施岩溶注浆作业指导书1.适用范围适用于新建张吉怀铁路ZJHZQ-7标路基岩溶注浆施工。
2.作业准备2.1内业准备施工前,已组织技术及管理人员认真学习实施性施工组织设计及相关方案,阅读、审核施工图纸,熟悉作业标准与规范。
开工报告已审批,用于岩溶注浆施工的原材料已经按要求检验合格。
已完成配合比设计,各项指标符合设计要求。
三级交底已完成,作业人员已熟练掌握作业内容和工作标准并经安全、技术教育培训,考核合格;特殊工种持证上岗。
2.2 外业准备人员、设备、材料、机具、作业环境满足施工需求;紧前工序已通过验收;原材料进行试验检测并满足设计、规范要求;机具设备及水、电等管线已检查,能够正常运转。
3.技术要求3.1 产品技术规格及标准符合设计文件及图纸要求。
(1)《高速铁路路基施工技术规程》(Q/CR9602-2015)(2)《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10751-2010)(3)《铁路路基工程施工安全技术规程》(TB10302-2009)(4)《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2010)(5)(黔张常工管【2016】80号)黔张常(怀邵衡)铁路公司关于印发《黔张常(怀邵衡)铁路公司路基岩溶注浆管理办法》的通知(6)张吉怀铁路路基工程设计与施工详图集3.2技术参数根据“探灌结合”原则注浆工程应分序进行,岩溶注浆前首先选取钻孔总数的30%作为先导勘探孔钻探和注浆,在基本查明岩溶发育程度、地基处理相关参数和施工工艺基础上,编制探灌结合施工报告,四方共同研究下步施工方案。
(1)一般注浆厚度不小于8m,伸入基岩面以下不少于5m,当5m内遇到溶洞时,应至溶洞底以下2m;如遇溶顶板岩体破碎、或遇溶洞以及溶洞发育时,应加大注浆量。
(2)注浆水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥,水泥浆液初始水灰比为一般为0.8:1~1 :1,水玻璃36~43°Be,模数2.4~3.4。
当进浆量较大时,应逐步提高浆液的浓度,当遇到空的岩溶通道、较大岩洞和裂隙处,注浆压力持续较小时,可先灌注中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填,再采用水泥浆液或双液注浆。
(3)注浆压力黏土层控制在100~300kPa,卵石土层控制在100~200kPa,灰岩控制在200~500kPa范围,注浆压力视注浆方法、注浆段深度和地下水位而定,并针对注浆过程中出现的情况随时调整压力。
(4)注浆孔按矩形布置,间距为5m×5m。
4.施工程序与工艺流程4.1施工程序主要施工工序:施工准备→测量放线→钻孔、清孔→检查岩芯→注浆→封孔→注浆完成。
4.2工艺流程图图4.1岩溶注浆施工工艺流程图4.3注意事项(1)通过注浆前注水试验,调整材料配比和注浆压力等工艺参数。
(2)注浆孔应跳孔施钻,不得全部钻完孔再注浆,以免孔位串浆,增加难度及清孔工作量。
(3)注浆孔施工应自路基坡脚向线路中心的顺序进行,先两侧后中间,保证注浆质量。
注浆孔有空洞时灌注中粗砂或水泥浆液(可含碎石)直至溶洞充填后才能进行注浆。
(4)注浆过程应加强地面观测记录(水平位移、冒浆点位置、地面沉陷等)。
5.施工要求5.1 施工准备(1)清除注浆范围内表土、杂物,地表倾斜地段已进行台阶处理,施工用水、电已接至现场。
(2)钻孔机械、注浆设备运转正常。
(3)施工所需材料准备就绪。
(4)做好排水工作,确保场地内不积水。
5.2施工工艺5.2.1孔位放样定位根据测量组所放样的中线及边线进行孔位定位;孔位布置路地段按正方形布置,孔间距5m。
5.2.2钻机就位孔位放样定位完成后,平整钻机操作平台,钻机就位。
5.2.3钻孔(1)依据注浆平面布置图施放钻孔位置,钻机就位对中,孔位、孔深偏差不大于10cm,垂直度偏差不大于1%,开钻前必须保证机身平稳。
(2)各注浆孔采用机动钻机引孔,首先采用108mm口径钻具开孔,全程跟管钻进,跟管护壁封至土石界面以下1~2m,采用100mm 内径PVC管套管并拔出钢套管,套管底部采用橡胶注水封孔器封闭使套管外壁与岩层结合紧密、不漏浆,然后改用89mm口径岩芯管钻至设计孔,钻孔深度按设计要求入基岩不小于5m。
若遇溶洞钻孔至底板下2m即可终孔。
图5.1 岩溶注浆钻孔作业(3)钻孔采用跳孔施钻,不得全部钻孔完成后再注浆,以免孔位串浆,增加注浆难度和清孔工作量,注浆孔施工应自路基坡脚向线路中心的顺序进行,先两侧后中间,保证注浆质量。
(4)钻孔过程中,记录地质变化情况,所有芯样摆放整齐。
当遇岩溶时,应详细记录岩溶深度、填充情况等。
(5)施钻完成后采用钻杆注水清孔,如因钻孔较深,土层较厚,泥浆含碎石颗粒沉渣较多,可采用φ50mm的导管,插入钻孔底部。
用注浆泵大压力大流量清孔,以保证清孔质量。
(6)所有钻孔必须按要求做好勘探记录。
尤其对于土石分界面、覆盖层中的松散层和土洞、基岩中的溶蚀裂隙发育带、溶洞及充填物要详细记录。
(7)钻孔过程中,对于易塌孔的土层和岩层破碎带应采用跟管钻进;对于地下水发育或存在承压水地段注浆中可适当加大注浆压力。
5.2.4清孔完成钻孔后,检查钻孔的深度及加固深度情况,符合设计及地层实际情况后进行清孔。
对冲洗时返水的钻孔,以冲洗液变清水为结束条件;对溶洞、溶蚀破碎带发育、冲洗时不返水的钻孔,要求流量不小于泵送额定流量的80%,冲洗时间不少于10min,对规模较大充填的溶洞,需现场试验确定成孔冲洗方法和结束条件,尽可能地对充填物进行有效置换。
5.2.5注水试验(1)正式注浆前应进行现场注水试验,确定合理的注浆参数和施工工艺,压水实验采用单点法,每单元不少于 3 组。
压力为注浆压力的 80%,在稳定压力下应每 5min 测读一次压入流量,连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的 10%,或最大值与最小值之差小于 1L/min,本试验可结束,取最终值为计算值。
(2)本工程采用简易单点压水法,施工中根据钻孔揭示的地质条件,压水试验孔一般选择有代表性地段(非溶洞、溶蚀破碎孔)、溶蚀破碎孔、溶洞孔。
注水试验中发现,一般孔可按规范规定内容结束,并取得数据。
溶洞孔、溶蚀破碎孔因漏水量较大,压力达不到设计要求压力,因此数据无法取得。
5.2.6制浆(1)考虑浆液充盈和结石的稳定性,浆液应以水泥单液为主,孔洞应掺入惰性材料(如:砂砾石、卵石、砂卵石、碎石、粉煤灰等)。
单液浆采用纯水泥浆液,水灰比为1:1~0.8:1。
(2)有下列情况的采用双液:水泥单液地表冒浆时,用双液封堵;注浆已超出有效范围或整治范围,浆液扩散过远时,用双液控制;岩溶垂直裂隙贯通性好,浆液渗流太深,宜用双液处理;注浆量较大,单孔注浆量平均大于0.8~1.2m3/m,宜用双液控制;水泥浆掺入水泥用量50%~100%的水玻璃浆,用于溶岩连续注浆15t仍不见注浆压力上升及地表冒浆等情况的紧急处理。
浓水玻璃中加水稀释,边加水边搅拌,并用玻美计测试其浓度。
施工中采用的水玻璃波美度为36°~43°Be,模数2.4~3.0。
(3)所用浆液采用搅拌机拌合随拌随用,搅拌时间不少于2min。
将配制好的浆液送入搅拌式储浆桶内备用。
将配制好的化学浆液和水泥浆液各送入搅拌式储浆池内。
5.2.7注浆(1)注浆管路系统的试运转:用1.5~2倍于注浆终压的压力对系统进行注水试验检查,并接好水、电;检查管路系统能否耐压,有无漏水;检查管路连接是否正确;检查设备状况是否正常;使设备充分热身,试运转时间为20min。
(2)注浆顺序:遵循先边排,后内排、跳孔、由疏至密注浆顺序;自路基坡脚向中心的顺序进行,先两侧后中间,以保证注浆质量。
注浆方式采用分段前进方式,即先钻孔后注浆。
在地下水有水头压力时,应先注下游孔,再注上游孔;单排孔应遵循逐步加密、跳孔同步注浆的原则。
(3)浆液控制:先稀后浓,依吸浆情况逐步加浓浆液,配比控制在1:1~0.8:1。
(4)注浆压力控制根据受灌地层的地质条件和渗透性、注浆时吸浆量,以及对浆液稠度变换等一并考虑。
一般情况下,当吸浆量较小时,可尽快地达到规定的注浆压力;而在吸浆量较大时,则可较缓慢的升到规定的注浆压力。
图5.2 封塞注浆注浆压力:黏土层控制在100~300KPa,卵石层控制在100~200KPa,灰岩控制在200~500KPa范围;注浆泵和孔口处均应按设压力表,压力表与管路之间应加设隔浆装置。
(5)注浆孔控制达到如下标准之一时,即可结束注浆:在100~800KPa注浆压力下进浆量小于4升/分钟,延长30分钟。
分段注浆时,对基岩采用200~800KPa压力闭浆20分钟,土层及卵石层采用100~300KPa压力闭浆30分钟可达到分段注浆结束标准。
5.2.8封孔注浆结束,用C15混凝土封孔,封孔必须严实且饱满,且应先充填后拔管,或边填边拔,以免回填不实。
严禁不封孔或假封孔,以致人为形成竖向水力通道,加重路基岩溶病害。
封孔完成后,在原孔位处标注注浆孔号,要求字迹工整、清晰。
图5.1 孔口封闭示意图5.2.9注浆原始记录编制每个注浆作业工班在注浆施工过程中,都必须边施工边记录,当天的注浆施工记录必须当天整理完成,不得积压或遗漏。
注浆原始记录是竣工文件的重要组成部分,各记录人员应本着认真负责的态度,做到字迹工整、资料整洁无误,填写规范齐全。
应及时按要求做好注浆资料的统计与汇总(包括注浆孔号、孔数及注浆量等)。
5.2.10溶洞处理若遇空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙,视具体情况先灌注中粗砂或稀的水泥砂浆(可含碎石)对溶蚀腔体进行充填,再采用水泥浆液或双液注浆,当注浆泵允许时可在水泥浆中掺入粉细砂组成的砂浆; 全充填溶洞一般采用单液注浆,当连续注浆超过1小时,可采用双液注浆或间歇式注浆。
对裸露型岩溶,基床厚度范围内的溶沟、溶槽,应将突出的坚硬看石进行清爆,将堆积填充物予以换填,基床范围换填C25 混凝土;对位于基床厚度范围以下的溶沟、溶槽,当堆积充填物强度较低,按设计要求对堆积物进行换填或加固,空洞可以先填砂砾石或碎石再行卡浆。
对于溶沟溶槽特别发育或较深时,应通知建设单位、监理单位及设计单位现场核查后确定合理的处理方案。
6.劳动力组织劳动力组织方式采用架子队组织模式,施工人员主要配置如表6.1。
6.1 每个作业面人员配备表7.材料要求注浆水泥采用P.O42.5水泥,水玻璃浓度宜为38~43°Be ,模数为2.4~3.0。
8.设备机具配置按照岩溶注浆施工程序及要求,其主要机具设备见下表8.1。
表8.1岩溶注浆施工主要机具设备配置表9.质量控制及检测9.1施工控制(1)注浆孔应跳孔施钻,不应全部钻孔完成后再注浆,以免孔位串浆,增加难度及清孔工作量。