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[摘要]以京广线K1996+260～380段路基基底下沉为例，采用"先探后灌、探灌结合"的信息化施工原则，阐述了钻孔二次注浆法在处理基底下沉的工程措施、施工工艺、施工技术及处理效果，表明其治理的可行性。
[关键词]岩溶 下沉 探灌结合 钻孔二次注浆
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-10-228-2
1工程概况
京广线K1996+260～380段线路以路堤形式通过，路堤填高5-8m。2012年该段路基于+300附近发生突发塌陷下沉，危害现有京广线行车安全，直接导致当天列车停运，该段发生二次下沉的可能性较大，为确保运营安全，采用“探灌结合”的方式进行钻孔二次注浆注治理方案。
2工程地质及水文地质条件
2.1地层岩性
该段线路所经地段属河流阶地，零星分布鱼塘，毗邻武江，是比较典型的覆盖型岩溶区，下沉治理区地表覆盖层主要为第四系冲洪积的黏土层、砂层及卵砾石层，浅表层为路基填土，下伏基岩为泥盆系灰岩，地层岩性特征如下：
（1）填土：主要为路基填土，以粉质黏土为主。
（2）黏性土层：主要为粉质黏土，局部夹薄层粉土、粉砂，褐黄色、褐红色，硬塑，土质不均，层厚变化较大，层厚0.5–23.0m。
（3）砂层：主要为粉砂～中砂，褐黄色，饱和，稍密，呈透镜体状分布，层厚0～0.8m。
（4）卵砾石层：岩性自上而下主要为细（粗）圆砾土、卵石土，杂色，饱和，稍密～中密，卵砾石成分以灰岩、砂岩为主，分选性差，局部黏粒含量较高，层厚0.5–10.5m。
（5）灰岩：灰色、深灰色，弱风化，局部为强风化，隐晶质结构，层状构造，节理裂隙较发育，溶蚀作用较强烈，岩溶发育，在基岩面下5.0m范围内最强，往下渐变弱。
2.2水文地质条件
地表水及地下水均较发育，地表水主要分布于鱼塘、沟涌中，埋深浅。场地地下水类型按其埋藏分散特征分为上层滞水、孔隙潜水及碳酸盐岩裂隙水、岩溶水。上层滞水主要分布于粉质黏土中，富水性差，透水性弱，受大气降水补给；孔隙潜水主要赋存于 土层、砂层、卵砾石层中，主要靠附近鱼塘的侧渗补给和大气降水入渗补给，富水性好，透水性强；碳酸盐岩裂隙岩溶水主要赋存于下伏灰岩中，其富水性及透水性与岩溶发育状况关系密切，上部孔隙水与下伏裂隙岩溶水无隔水层相阻，裂隙岩溶水常年接受孔隙潜水的垂直入渗补给，两者间有直接的水力联系。
3工程措施
该段岩溶路基基底岩溶中等发育～发育（经勘探查明，下沉区砾石层较厚，水力联系较强，岩芯溶蚀强烈），地下水位随季节变化，特别是雨季，地下水上下波动急骤，上部覆盖层的土颗粒在地下水潜蚀作用下携带运走形成土洞，并发展成塌陷下沉，或由于地下水的频繁活动，导致岩溶在溶蚀作用下逐渐扩大直至产生地表塌陷下沉。注浆整治的原理是以水硬性材料堵塞充填下伏灰岩顶部的溶洞、溶槽、裂隙及上部土层中的孔隙、土洞，使其基本形成水平注浆帷幕，切断土石界面的岩溶通道，减小岩溶水及上覆土层之间地下水的垂直联系，降低地下水对上部土体的潜蚀和搬运能力，防止岩溶进一步发展扩大，从而起到加固稳定铁路路基的作用。
4注浆施工
4.1施工基础
①注浆孔的布置采用梅花型布孔，在上下行线路基边坡中部各设一排先导孔，间距6m，上下行线路基边坡坡脚处各设一排普通注浆孔，间距6m，上下行线路肩上各设置一排普通注浆孔（竖直孔与斜孔穿插布置），间距3m，见示意图1。
②先导注浆孔钻入基岩深度不小于8m，普通注浆孔钻入基岩深度不小于5m，若第一层溶洞过大，顶板不满足要求时，钻孔深度应至溶洞底板以下2m。
③钻探设备采用XY-100型，注浆泵采用BW-250型，压力大，流量大，搬运方便，满足注浆工艺要求。
4.2施工工艺
①施工工艺流程
本工程注浆治理施工工艺流程见图2所示。
注浆整治按施工先后顺序可分为注浆孔的制作、钻孔注浆、封孔等工序，其中钻孔注浆的连接流程示意图见图3。
②注浆工程施工
a先钻探灌结合孔，后钻一般注浆孔，无论是探灌结合孔还是一般注浆孔，全部跳孔施工，一般注浆孔采用路基两侧向路基中心进行。
b在开始注浆前选择代表性注浆孔进行压水试验，求出代表性地层注浆前的有关参数。每孔注浆前应进行洗孔，连接注浆机，泵压清水进行清孔，直到排出清水，完成洗孔。
c注浆时采用先两侧后中间的方式，同一排先两头后中间的注浆次序，保证了注浆质量及避免了不必要的浆液流失。浆液采用先稀后浓的顺序，先注稀浆，避免小裂隙、小通道被浓浆堵塞，然后根据相关情况逐步提高浓度，以保证具有连通性的空隙均能进浆，提高工程质量。
d当一次注浆完成且水泥浆达到终凝后，需用钻机扫、清孔后再进行二次注浆。
4.3施工参数
注浆施工中按照探灌结合的原则，应根据先导孔确定岩溶注浆段落、深度及相关参数。
（1）注浆水泥采用PO42.5水泥，水玻璃36-43Be'，模数2.4-3.4，水泥浆液水灰比为0.8：1-1：1。
（2）注浆压力一般采用0.3MPa，岩土界面附近逐步加大至0.3-0.8Mpa，一般注漿压力不超过1MPa。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。
4.4二次注浆结束标准
a注浆段注浆压力达到终注压力（≥0.4 MPa），稳定时间在30min以上；
b10min持续注浆量不大于5L/min，浆液难以注入时； c当路基坡脚有浆液溢出时。
4.5施工技术要点
（1）为确保注浆质量，施钻至基岩0.5m后嵌入Ф110套管，保证孔口套管露出地面，并及时封闭套管四周，防止浆液串漏。
（2）钻孔深度达到设计要求后，应进行洗孔，清孔时间不少于20min，以保证孔底干净，使注浆液能最大限度地进入地下空隙中。
（3）通过钻孔探明溶洞发育情况，根据本场地溶洞发育的特点，可分为轻微溶蚀、一般溶洞、复杂溶洞。
①轻微溶蚀。轻微溶蚀为岩体节理裂隙较发育、岩溶发育轻微的溶洞。该类轻微溶蚀吸浆量一般比较小，适合于单液注浆工法，可满足注浆要求；
②一般溶洞。一般溶洞为岩溶较发育或裂隙发育，具连通性，或溶洞中有泥质充填。该类溶洞首先选用单液注浆，一般开始注浆就具孔口压力，不超过1天就可达到终注要求，若注浆量过大还未达终注要求，则采用间歇注浆；
③复杂溶洞。复杂溶洞为岩溶十分发育，具岩溶通道。对于无充填型、半充填型，先灌注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效果较好，水泥浆液浓度应先稀后稠，随注浆量的增大逐渐降低水灰比，提高浆液浓度，双液注浆时，采用水泥浆与水玻璃之体积比1：0.08。全充填型溶洞则采用单液注浆。
若单孔注浆量大于20吨，则进行间歇注浆，间歇时间也随单孔注浆量的增大而逐渐增大。
（4）施工中浆液的搅拌时间不宜过短，应维持30-50s，使水泥浆液充分拌和，并用比重计测定注浆前水泥浆液的浓度，以便及时调整。
（5）對串通的溶洞进行注浆时，易出现串浆现象，应及时用堵塞工具将串浆孔堵住。
（6）单孔的注浆作业应尽可能连续进行到结束，不宜中断，确保注浆的范围达到要求，因机械故障、停电、注浆材料供应不及时等情况造成的被迫中断应及时注水。本次施工过程中，中断注浆的钻孔，再次注浆一般难以注入，以致增加了清孔次数，但在出现被迫中断注浆时，应立即注水，既能使裂隙不被完全堵塞，恢复注浆时仍可注（此时浆液浓度由稀开始，缓慢增加浓度），又能避免注浆管路因间歇时间过长而造成管路堵塞。
（7）每次注浆结束后必须及时清洗注浆机、搅拌机、注浆接头、压力表及各种管路。
（8）注浆开始后，专人负责观测孔口压力、流量、泵的吸浆量及泵压，因施工对象为既有线路基，应加强观察和测量，防止地面隆起，避免注浆超出加固范围及对周边环境的污染，及时记录注浆过程中出现的各种现象，作好施工日记，并根据实际情况及时调整灌注量和浆液浓度。
（9）施工期间每天进行地表监测，实测地表变形量，测量精度不大于1mm，并做好详细记录，根据观测数据控制注浆压力，合理安排注浆点，以免影响列车运营安全。
（10）注浆施工路肩一排钻孔时，尤其对于斜孔，当单孔注浆量过大，在注浆压力达0.3MPa，且稳定半小时后，可终注。还应密切注意地表监测，以防压力、注浆量过大造成地表抬升、地面隆起等现象。
（11）施工前应向有关部门收集和调查地下设施、地下管线的具体位置。
（12）在注水试验前，量测孔内稳定水位后，进行孔内定量注水，观测单位长度吸水量变化幅度。
5处理效果的检验与评价
本工程注浆处理后，采用钻孔取芯及注水试验进行了检验。
①钻孔取芯：共布置了6个检验孔，根据抽芯结果显示，注浆后注浆加固区的土层、岩层裂隙、溶洞、溶槽等均有水泥浆注入，检验孔施工过程中循环液不漏失（未注浆前钻孔施工漏水），孔口全程返水，对溶洞及溶蚀裂隙起到了一定的填充堵塞作用。
②注水试验：通过注浆前后钻孔注水试验的对比，注浆后的单位吸水量小于注浆前单位吸水量35%，达到了注浆效果。
6结语
钻孔二次注浆处理完工后，根据地表变形观测记录，加固区没有出现下沉现象，证明本次注浆施工对既有线岩溶路基基底下沉起到了抑制作用，达到了预期的整治目的。
钻孔注浆已成为既有线岩溶地区地基整治的主要措施之一，而本次注浆采用二次注浆法，更好得保证了注浆效果。处理效果达到了预期目标，综合本次施工，应注意以下几点，为类似整治工程提供借鉴。
①根据钻孔探明溶洞发育情况，对于无溶洞钻孔、轻微溶蚀钻孔，二次注浆意义不大，效果不明显；
②套管在二次注浆过后易与孔壁固结，拔管较难，在单孔达到注浆效果的条件下应及早拔管，以减少工程成本；
③根据注浆情况，合理调配钻机及时进行清孔、拔管工作，避免施工节奏出现停滞、紊乱，也是注浆效果、施工质量、施工工期的保证。
参考文献
[1]朱一康.钻孔注浆在长牛线岩溶路基坍塌整治中的应用[J].西部探矿工程，2005，17（11）：15-16.
[2]叶中兵.石武客运专线路基岩溶注浆施工技术[J].铁道标准设计，2010，（9）：46-49.
[3]中铁四院集团广州设计院有限公司.京广线K1995+640-K1996+550路基基底下沉病害整治应急段注浆设计施工图[Z].广州： 中铁四院集团广州设计院有限公司，2012.
[4]刘文永，王新刚，等.注浆材料与施工工艺[M].北京： 中国建材工业出版社，2008.
[5]中华人民共和国行业标准.铁路工程地基处理技术规程 （TB10106-2010） [S].北京：中国铁道出版社，2010.
[关键词]岩溶 下沉 探灌结合 钻孔二次注浆
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-10-228-2
1工程概况
京广线K1996+260～380段线路以路堤形式通过，路堤填高5-8m。2012年该段路基于+300附近发生突发塌陷下沉，危害现有京广线行车安全，直接导致当天列车停运，该段发生二次下沉的可能性较大，为确保运营安全，采用“探灌结合”的方式进行钻孔二次注浆注治理方案。
2工程地质及水文地质条件
2.1地层岩性
该段线路所经地段属河流阶地，零星分布鱼塘，毗邻武江，是比较典型的覆盖型岩溶区，下沉治理区地表覆盖层主要为第四系冲洪积的黏土层、砂层及卵砾石层，浅表层为路基填土，下伏基岩为泥盆系灰岩，地层岩性特征如下：
（1）填土：主要为路基填土，以粉质黏土为主。
（2）黏性土层：主要为粉质黏土，局部夹薄层粉土、粉砂，褐黄色、褐红色，硬塑，土质不均，层厚变化较大，层厚0.5–23.0m。
（3）砂层：主要为粉砂～中砂，褐黄色，饱和，稍密，呈透镜体状分布，层厚0～0.8m。
（4）卵砾石层：岩性自上而下主要为细（粗）圆砾土、卵石土，杂色，饱和，稍密～中密，卵砾石成分以灰岩、砂岩为主，分选性差，局部黏粒含量较高，层厚0.5–10.5m。
（5）灰岩：灰色、深灰色，弱风化，局部为强风化，隐晶质结构，层状构造，节理裂隙较发育，溶蚀作用较强烈，岩溶发育，在基岩面下5.0m范围内最强，往下渐变弱。
2.2水文地质条件
地表水及地下水均较发育，地表水主要分布于鱼塘、沟涌中，埋深浅。场地地下水类型按其埋藏分散特征分为上层滞水、孔隙潜水及碳酸盐岩裂隙水、岩溶水。上层滞水主要分布于粉质黏土中，富水性差，透水性弱，受大气降水补给；孔隙潜水主要赋存于 土层、砂层、卵砾石层中，主要靠附近鱼塘的侧渗补给和大气降水入渗补给，富水性好，透水性强；碳酸盐岩裂隙岩溶水主要赋存于下伏灰岩中，其富水性及透水性与岩溶发育状况关系密切，上部孔隙水与下伏裂隙岩溶水无隔水层相阻，裂隙岩溶水常年接受孔隙潜水的垂直入渗补给，两者间有直接的水力联系。
3工程措施
该段岩溶路基基底岩溶中等发育～发育（经勘探查明，下沉区砾石层较厚，水力联系较强，岩芯溶蚀强烈），地下水位随季节变化，特别是雨季，地下水上下波动急骤，上部覆盖层的土颗粒在地下水潜蚀作用下携带运走形成土洞，并发展成塌陷下沉，或由于地下水的频繁活动，导致岩溶在溶蚀作用下逐渐扩大直至产生地表塌陷下沉。注浆整治的原理是以水硬性材料堵塞充填下伏灰岩顶部的溶洞、溶槽、裂隙及上部土层中的孔隙、土洞，使其基本形成水平注浆帷幕，切断土石界面的岩溶通道，减小岩溶水及上覆土层之间地下水的垂直联系，降低地下水对上部土体的潜蚀和搬运能力，防止岩溶进一步发展扩大，从而起到加固稳定铁路路基的作用。
4注浆施工
4.1施工基础
①注浆孔的布置采用梅花型布孔，在上下行线路基边坡中部各设一排先导孔，间距6m，上下行线路基边坡坡脚处各设一排普通注浆孔，间距6m，上下行线路肩上各设置一排普通注浆孔（竖直孔与斜孔穿插布置），间距3m，见示意图1。
②先导注浆孔钻入基岩深度不小于8m，普通注浆孔钻入基岩深度不小于5m，若第一层溶洞过大，顶板不满足要求时，钻孔深度应至溶洞底板以下2m。
③钻探设备采用XY-100型，注浆泵采用BW-250型，压力大，流量大，搬运方便，满足注浆工艺要求。
4.2施工工艺
①施工工艺流程
本工程注浆治理施工工艺流程见图2所示。
注浆整治按施工先后顺序可分为注浆孔的制作、钻孔注浆、封孔等工序，其中钻孔注浆的连接流程示意图见图3。
②注浆工程施工
a先钻探灌结合孔，后钻一般注浆孔，无论是探灌结合孔还是一般注浆孔，全部跳孔施工，一般注浆孔采用路基两侧向路基中心进行。
b在开始注浆前选择代表性注浆孔进行压水试验，求出代表性地层注浆前的有关参数。每孔注浆前应进行洗孔，连接注浆机，泵压清水进行清孔，直到排出清水，完成洗孔。
c注浆时采用先两侧后中间的方式，同一排先两头后中间的注浆次序，保证了注浆质量及避免了不必要的浆液流失。浆液采用先稀后浓的顺序，先注稀浆，避免小裂隙、小通道被浓浆堵塞，然后根据相关情况逐步提高浓度，以保证具有连通性的空隙均能进浆，提高工程质量。
d当一次注浆完成且水泥浆达到终凝后，需用钻机扫、清孔后再进行二次注浆。
4.3施工参数
注浆施工中按照探灌结合的原则，应根据先导孔确定岩溶注浆段落、深度及相关参数。
（1）注浆水泥采用PO42.5水泥，水玻璃36-43Be'，模数2.4-3.4，水泥浆液水灰比为0.8：1-1：1。
（2）注浆压力一般采用0.3MPa，岩土界面附近逐步加大至0.3-0.8Mpa，一般注漿压力不超过1MPa。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。
4.4二次注浆结束标准
a注浆段注浆压力达到终注压力（≥0.4 MPa），稳定时间在30min以上；
b10min持续注浆量不大于5L/min，浆液难以注入时； c当路基坡脚有浆液溢出时。
4.5施工技术要点
（1）为确保注浆质量，施钻至基岩0.5m后嵌入Ф110套管，保证孔口套管露出地面，并及时封闭套管四周，防止浆液串漏。
（2）钻孔深度达到设计要求后，应进行洗孔，清孔时间不少于20min，以保证孔底干净，使注浆液能最大限度地进入地下空隙中。
（3）通过钻孔探明溶洞发育情况，根据本场地溶洞发育的特点，可分为轻微溶蚀、一般溶洞、复杂溶洞。
①轻微溶蚀。轻微溶蚀为岩体节理裂隙较发育、岩溶发育轻微的溶洞。该类轻微溶蚀吸浆量一般比较小，适合于单液注浆工法，可满足注浆要求；
②一般溶洞。一般溶洞为岩溶较发育或裂隙发育，具连通性，或溶洞中有泥质充填。该类溶洞首先选用单液注浆，一般开始注浆就具孔口压力，不超过1天就可达到终注要求，若注浆量过大还未达终注要求，则采用间歇注浆；
③复杂溶洞。复杂溶洞为岩溶十分发育，具岩溶通道。对于无充填型、半充填型，先灌注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效果较好，水泥浆液浓度应先稀后稠，随注浆量的增大逐渐降低水灰比，提高浆液浓度，双液注浆时，采用水泥浆与水玻璃之体积比1：0.08。全充填型溶洞则采用单液注浆。
若单孔注浆量大于20吨，则进行间歇注浆，间歇时间也随单孔注浆量的增大而逐渐增大。
（4）施工中浆液的搅拌时间不宜过短，应维持30-50s，使水泥浆液充分拌和，并用比重计测定注浆前水泥浆液的浓度，以便及时调整。
（5）對串通的溶洞进行注浆时，易出现串浆现象，应及时用堵塞工具将串浆孔堵住。
（6）单孔的注浆作业应尽可能连续进行到结束，不宜中断，确保注浆的范围达到要求，因机械故障、停电、注浆材料供应不及时等情况造成的被迫中断应及时注水。本次施工过程中，中断注浆的钻孔，再次注浆一般难以注入，以致增加了清孔次数，但在出现被迫中断注浆时，应立即注水，既能使裂隙不被完全堵塞，恢复注浆时仍可注（此时浆液浓度由稀开始，缓慢增加浓度），又能避免注浆管路因间歇时间过长而造成管路堵塞。
（7）每次注浆结束后必须及时清洗注浆机、搅拌机、注浆接头、压力表及各种管路。
（8）注浆开始后，专人负责观测孔口压力、流量、泵的吸浆量及泵压，因施工对象为既有线路基，应加强观察和测量，防止地面隆起，避免注浆超出加固范围及对周边环境的污染，及时记录注浆过程中出现的各种现象，作好施工日记，并根据实际情况及时调整灌注量和浆液浓度。
（9）施工期间每天进行地表监测，实测地表变形量，测量精度不大于1mm，并做好详细记录，根据观测数据控制注浆压力，合理安排注浆点，以免影响列车运营安全。
（10）注浆施工路肩一排钻孔时，尤其对于斜孔，当单孔注浆量过大，在注浆压力达0.3MPa，且稳定半小时后，可终注。还应密切注意地表监测，以防压力、注浆量过大造成地表抬升、地面隆起等现象。
（11）施工前应向有关部门收集和调查地下设施、地下管线的具体位置。
（12）在注水试验前，量测孔内稳定水位后，进行孔内定量注水，观测单位长度吸水量变化幅度。
5处理效果的检验与评价
本工程注浆处理后，采用钻孔取芯及注水试验进行了检验。
①钻孔取芯：共布置了6个检验孔，根据抽芯结果显示，注浆后注浆加固区的土层、岩层裂隙、溶洞、溶槽等均有水泥浆注入，检验孔施工过程中循环液不漏失（未注浆前钻孔施工漏水），孔口全程返水，对溶洞及溶蚀裂隙起到了一定的填充堵塞作用。
②注水试验：通过注浆前后钻孔注水试验的对比，注浆后的单位吸水量小于注浆前单位吸水量35%，达到了注浆效果。
6结语
钻孔二次注浆处理完工后，根据地表变形观测记录，加固区没有出现下沉现象，证明本次注浆施工对既有线岩溶路基基底下沉起到了抑制作用，达到了预期的整治目的。
钻孔注浆已成为既有线岩溶地区地基整治的主要措施之一，而本次注浆采用二次注浆法，更好得保证了注浆效果。处理效果达到了预期目标，综合本次施工，应注意以下几点，为类似整治工程提供借鉴。
①根据钻孔探明溶洞发育情况，对于无溶洞钻孔、轻微溶蚀钻孔，二次注浆意义不大，效果不明显；
②套管在二次注浆过后易与孔壁固结，拔管较难，在单孔达到注浆效果的条件下应及早拔管，以减少工程成本；
③根据注浆情况，合理调配钻机及时进行清孔、拔管工作，避免施工节奏出现停滞、紊乱，也是注浆效果、施工质量、施工工期的保证。
参考文献
[1]朱一康.钻孔注浆在长牛线岩溶路基坍塌整治中的应用[J].西部探矿工程，2005，17（11）：15-16.
[2]叶中兵.石武客运专线路基岩溶注浆施工技术[J].铁道标准设计，2010，（9）：46-49.
[3]中铁四院集团广州设计院有限公司.京广线K1995+640-K1996+550路基基底下沉病害整治应急段注浆设计施工图[Z].广州： 中铁四院集团广州设计院有限公司，2012.
[4]刘文永，王新刚，等.注浆材料与施工工艺[M].北京： 中国建材工业出版社，2008.
[5]中华人民共和国行业标准.铁路工程地基处理技术规程 （TB10106-2010） [S].北京：中国铁道出版社，2010.