[發(fā)明專利]一種有壓返漿加固覆蓋型巖溶路堤的注漿方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611043096.5
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN107151956A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭全元;鐘仕興;楊乃彬;龔政;朱喆;吳瓊;蔣少平;肖旺
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司
• 主分類號: E01C3/04
• 分類號: E01C3/04;E02D3/12;E02D15/04
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11228
• 代理人: 程殿軍,張瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及注漿工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種有壓返漿加固覆蓋型巖溶路堤的注漿方法，該方法是巖溶發(fā)育的逆過程。

背景技術(shù)

覆蓋型巖溶可溶巖被第四系松散堆積物覆蓋，覆蓋層薄，厚度一般小于30m，路基承載能力低。在既有鐵路線通車運營中，覆蓋型巖溶路基在列車荷載以及附加荷載的作用下會導(dǎo)致巖溶塌陷，給鐵路安全帶來很大的威脅。

覆蓋型巖溶覆蓋層由粉質(zhì)黏土和砂土組成的二元結(jié)構(gòu)，溶洞無充填物，灰?guī)r裂隙發(fā)育，侵蝕基準面的起伏，使得地下水在裂縫中流動，對可溶巖的溶蝕作用增強，巖溶頂板不穩(wěn)定，上層頂板容易被溶蝕洞穿。地表水和地下水沿基巖的孔隙、裂隙和層面由高水頭向低水頭滲流，不斷溶蝕碳酸巖形成溶洞溶槽，形成溶蝕裂隙通道，與此同時，也對上層的砂層和黏土層進行潛蝕，導(dǎo)致上覆土層被搬運、掏空，從而在上層路基基底下土層中形成空洞、土洞，進而加劇該地質(zhì)模型的土一巖交界面處巖溶及土洞發(fā)育。溶洞中會被潛蝕的上層砂層和黏土層等松散物充填，強度很低，在列車動荷載的作用下會引起鐵路路基下沉、塌陷。因此必須對此類巖溶進行處理，以達到路基設(shè)計的承載力要求。

傳統(tǒng)的路堤巖溶注漿一般采用花管注漿形成隔離層以阻止巖溶繼續(xù)溶蝕發(fā)育，由于注漿過程中無法控制漿液在地下的擴散方向，漿液難以控制，導(dǎo)致跑漿冒漿嚴重，對既有鐵路線影響較大；或者是如果地下存在巖溶溶腔，漿液無法進入巖溶溶腔，注漿效果不好，尚且由于本線段路基覆蓋型巖溶上覆土層已被大量溶蝕和掏空，空洞、土洞及裂隙較多，由此引發(fā)路基面沉降、塌陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對既有鐵路線路基位于覆蓋型巖溶發(fā)育地段提供一種有壓返漿加固覆蓋型巖溶路堤的注漿工藝方法，用以解決巖溶溶蝕引發(fā)路基不均勻沉降、失穩(wěn)、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害問題，為既有鐵路線的正常運營提供安全的環(huán)境。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種有壓返漿加固覆蓋型巖溶路堤的注漿方法，包括以下工藝步驟：

S1、通過工程物探確定巖溶區(qū)域范圍、深度及巖溶形態(tài)；

S2、根據(jù)步驟S1所確定的巖溶區(qū)域范圍、深度及巖溶形態(tài)來確定先導(dǎo)孔布置范圍、間距和深度、對每個所述先導(dǎo)孔按勘察標準實施成孔工藝，在先導(dǎo)孔實施過程中采集地層的巖芯形態(tài)數(shù)據(jù)；

S3、根據(jù)步驟S2采集的巖芯形態(tài)數(shù)據(jù)所確定的巖溶區(qū)域范圍、深度及巖溶形態(tài)來確定注漿方案，所述注漿方案包括：

1)在巖溶加固區(qū)域路堤兩側(cè)路肩進行注漿孔布置及鉆孔成孔；

2)在所述注漿孔鉆孔過程中實施鋼套管全孔跟進安裝，鋼套管與地層之間密貼無空隙，孔口有擾動深度范圍內(nèi)灌水泥漿使得鋼套管與地層之間密實無縫隙；

3)將注漿管一端連接注漿機，另一端與鋼套管通過法蘭盤緊密連接，進行注漿，有壓漿液通過鋼套管直接輸送至巖溶溶腔區(qū)域，從而充填和膠結(jié)地層內(nèi)的巖溶溶腔；

4)所述有壓漿液填充完巖溶溶腔、空洞后通過壓力返漿沿溶蝕裂隙通道等薄弱環(huán)節(jié)對溶蝕土洞、空隙、裂縫進行反向填充；

5)當(dāng)注漿壓力達到設(shè)計壓力時，停止注漿，退出注漿管，注漿結(jié)束后及時用水泥砂漿封孔至孔口。

作為優(yōu)選，步驟S2中設(shè)置先導(dǎo)注漿孔并作為鉆探驗證孔，采用“探灌結(jié)合”的方式進行施工的步驟為：

1)在巖溶路堤路基兩側(cè)邊坡坡腳處布置先導(dǎo)孔；

2)按勘察要求提取巖芯試樣并編制柱狀圖，通過室內(nèi)試驗，提供巖土物理力學(xué)性質(zhì)，為路基穩(wěn)定性評價和巖溶溶腔危險性分析提供參數(shù)；

3)通過探灌結(jié)合的方式進一步精確分析確定巖溶區(qū)域范圍、深度及巖溶形態(tài)。

作為優(yōu)選，所述路堤路基表面較寬，為雙線或站場路基。

作為優(yōu)選，所述先導(dǎo)孔之間的間距6m，鉆入基巖(灰?guī)r)深度不小于8m。

作為優(yōu)選，對所述先導(dǎo)孔的鉆孔實施注漿工藝，注漿完成后在路基兩側(cè)形成隔離結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，步驟S3中根據(jù)巖溶形態(tài)在巖溶加固區(qū)域路堤兩側(cè)路肩進行注漿孔布置及鉆孔成孔，根據(jù)巖溶形態(tài)確定基巖表面平面范圍內(nèi)注漿孔的布置間距，為5～6m，注漿孔、先導(dǎo)孔在基巖基巖(灰?guī)r)表平面成梅花孔交錯布置。

作為優(yōu)選，所述注漿孔包括注漿直孔和注漿斜孔，注漿直孔與注漿斜孔穿插布置，兩者路肩地表平面間距為3m。所述注漿孔直接深入至巖溶溶腔，并且注漿孔鉆入基巖 (灰?guī)r)深度為5～8m。

作為優(yōu)選，所述注漿斜孔是在兩側(cè)路肩鉆斜孔至路基基底巖溶裂隙發(fā)育帶，孔深均設(shè)置在基巖(灰?guī)r)面以下至第一層溶洞部位，可根據(jù)巖溶溶腔所在區(qū)域、路堤寬度、路堤高度、覆蓋層厚度確定斜孔的傾向、傾角、孔深。