铁路营业线路基基底花管注浆加固施工技术

宁启复线电化工程营业线路基基底花管注浆加固处理范围有K40+975.00～K41+291.03、K43+319.56～K43+513.31、K77+906.30～K78+000.00等三个施工段，其基底地质共同特点：地表3～5m以下均有一层淤泥质粉质粘土, 属于典型的软土地质,必须加固处理。根据实际情况,在营业线路基坡脚处设计采取花管注浆加固，注浆管以不同角度钻入营业线路基软弱地层，钻机引孔直径为75mm，纵向间距2m，成排布置，桩长在5.14～23.35m之间。

2. 施工步骤

2.1 根据设计图纸向路局报审施工方案;

2.2 在营业线路基坡脚5m外反方向进行试验，通过试验来确定注浆压力、注浆量等参数，形成试验总结;

2.3 根据试验确定的各项参数组织施工，施工时刻观测营业线的路基变化，确保行车安全。

3. 施工准备工作

3.1 全面熟悉设计文件，充分了解设计意图，核对地形及地质资料，进行施工图现场核对工作。复核路基中线并引测坐标控制点和水准点,做好技术交底。

3.2 现场施工调查，重点调查营业线通信、信号等光(电)缆的走向，对影响施工的地下电缆及管线，报请有关部门进行迁改。

3.3 进行营业线施工安全技术交底和营业线施工岗前培训教育，组织所有参与营业线施工人员学习有关营业线施工的各种文件，组织施工队伍和机械设备进场。

4. 施工方法及施工工艺

花管注浆是将注浆管通过钻孔插入地层，采用分段注浆工艺，使浆液在压力条件下可控并较均匀地进入地层，以达到浆液在地层中均匀扩散的目的。
施工工艺流程图

4.1 施工准备

正式进场施工前，进行管线调查，清除施工场地内的障碍物;同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。

4.2 工艺性试验

正式施工之前，在营业线路基坡脚5m外反方向进行注浆试验。试验最终确定注浆压力、水泥用量、配合比等施工参数。试验时，控制压力及注浆量，保证地表不变形。

4.3 注浆孔定位放样

根据施工图纸，利用施工基线和辅助基线，测放出注浆孔的孔位，用竹桩做出明显标记，保证桩位偏差不大于20mm。测量工作面标高，沿钻孔位置开挖沟槽和集水坑，及时排出冒浆和孔内积水，保持场地整洁。

4.4 成孔

测量定位后，确定钻孔位置，采用钻机引孔，钻机可以采用普通地质钻探机，也可以采用潜孔钻。地质钻探机的特点是机型小便于移动，但是能够调整的倾角范围小;潜孔钻的特点是调整倾角范围大，但是引孔的孔径较大，机型较大移动不方便。引孔深度要视现场的具体情况确定，必须穿过地表硬壳层。成孔后对注浆孔孔深及角度进行检查，合格后插入花管。

4.5 注浆花管制作

地面上的注浆管一般采用高压橡胶管，地面以下注浆管采用直径50mm的钢管。注浆管每节长度为1.0米，其两端均有丝扣，可以接长、拆卸。只有注浆管底部一节采用花管，该花管采用1.0m长的钢管加工而成，底端设有钻头。花管外径为50mm，每间隔20cm设置一圈注浆孔，孔眼梅花形布置，注浆孔处设置一圈凹槽，采用橡胶圈封堵注浆孔。钻机引孔完成后，采用振动法将花管置入土层至设计深度，在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，采用薄壁高弹性橡胶圈临时封堵注浆孔。注浆时，注浆孔将会在压力作用下打开临时密封的橡胶圈，橡胶圈为一次性的用品，仅仅在插打注浆花管时起到临时封堵注浆孔的作用。

4.6 注浆

注浆液采用纯水泥浆，注浆所用水泥为P.S32.5矿渣硅酸盐水泥。为了增加可灌性，在浆液中加入水玻璃速凝剂，模数为3.0-3.3，水玻璃速凝剂配比由试验确定。搅拌机采用叶式机械搅拌机，搅拌时间大于2min，浆液须在搅拌均匀过筛后，泵送注浆。在注浆过程中，浆液应连续搅拌并一次性注浆，避免中断。注浆的流量一般为7-10L/min，淤泥层内注浆量每延米1.0-1.2m3,注浆压力0.8-1.2Mpa。注浆时的注浆压力先小后大，移动花管采取自下而上的方式进行注浆。每次注浆完毕后用清水冲洗注浆管中的残留浆液，以利于下一次注浆。注浆时,必须确保地面、营业线路基及轨道不变形，注浆进程中出现地面冒浆或压力突变，应立即停止注浆，查明原因，采取措施。

4.7 拔管、移机

注浆结束应根据现场实际情况确定，达到下列条件之一时即可停止注浆：1)注浆量达到设计要求;2)注浆压力达到试验确定值;3)地表设置的观测桩有沉降或位移。

注浆完成后，将花管拔出地面，而后将钻机移到下一孔位。

4.8 记录

钻孔时准确记录孔号、倾角、孔深、土层类型、分层深度等参数。注浆时应详细记录每一个钻孔的注浆压力、注浆量、注浆时间、浆液配比等基本参数。

5. 施工注意事项

5.1 花管注浆的施工顺序：先施工与地面夹角最小的桩，再施工与地面夹角稍大的桩，逐排跳桩施工，要等上一排桩的水泥浆凝固后方可施工下一排桩。严禁连续施打花管桩，以免造成既有路基隆起，影响行车安全。

5.2 注浆压力的控制原则：距离地表越浅所采用的注浆压力越小，而且注浆压力变化是逐渐变小的，而不是突变或阶梯形变化的。一般桩底部的注浆压力不应超过1.2MPa，注浆过程中随注浆管的提升，逐渐减小注浆压力。

5.3钻机引孔时要严格控制倾角。现场可以借鉴起重机臂上的量测倾角的量角器来加工制作，这样简单易行。

5.4 水泥浆拌和要均匀，不得离析，供浆要连续。在喷浆过程中经常会因为停电、机械故障、喷嘴堵塞等原因造成施工暂时停止，如因故停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路清洗后使用。

5.5当地质发生变化时，每段路基基底都要进行试桩，根据实际情况确定各项参数。

6. 质量保证与控制措施

6.1 质量保证措施

插打注浆管前，先在地表进行射水试验，待气、浆压力正常后，才能下注浆管施工。每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样检测，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应通过鉴定。浆液水灰比、浆液比重等参数均以现场试桩情况为准。施工现场配备比重计，每根桩量测一次浆液比重，严格控制水泥用量。

6.2 质量控制措施

钻孔时准确及时记录孔号、钻孔深度、土层类型、分层深度等参数,注浆施工时应详细记录每一个钻孔的注浆压力、注浆量、注浆时间等参数。经常分析相邻注浆孔和相邻排注浆孔的注浆流量、注浆压力和注浆量等参数，根据各参数的变化情况估计注浆效果。

7. 桩身质量的检测

目前，花管注浆这种地基加固措施还没有一套完整成熟的检测方法以及质量验收标准。控制质量的方法主要以施工过程的监控为主。在保证安全的情况下，用合适的压力去注入设计要求的水泥浆量，一般1.0-1.2m3即可。

为检验已完成的桩身质量情况，我们摸索着采用引孔钻机换上取芯用的钻头，取出芯样。这样可以直观的看到成桩质量，起到了核查桩身质量的目的，但是难度大、成本高。

8. 安全注意点

8.1 施工地段必须在列车慢行的条件下进行作业，按规定设置驻站联络员、现场防护员,按照区间施工的防护标准进行防护。

8.2 施工时，应选派技术好责任心强的线路专业人员对线路轨面几何状态进行不间断监测,并及时进行线路养护;注浆结束后，轨面监控应至少延续72小时。注浆过程中应对营业线路基、周围建筑物等进行沉降、倾斜、变形和位移观测。出现以下情况应停止注浆施工作业：1)轨温超出锁定轨温5℃及以上时; 2)轨面隆起超过2毫米。

8.3 采取有效措施防止破坏光电缆、机械设备侵限、高压的水泥浆泄露伤人，保证各种用电设备的安全运转。

8.4 加强营业线路基观测。按照相关规定设置观测桩，并保证观测频次，严格按观测控制标准进行监测。路基水平变化量不大于2mm/d或累计水平变化不大于10mm，若超出规定时必须停止施工，与监理和设备管理单位共同分析原因，制定补强措施。

9. 结束语

花管注浆是一种较新的软基加固处理方式，有其一定的适用范围，在既有路基底部加固，这种处理方式尤为合适。但是其施工工艺还不够成熟，还没有一套确定的质量验收标准，仍有待于继续探讨和研究，不久的将来，该工艺会成为一项成熟的软基处理方式。

参考文献

[1] 铁道部经济规划研究院. 客货共线铁路路基工程施工技术指南(TZ202-2008). 北京：中国铁道出版社出版，2008

[2] 中华人民共和国铁道部. 铁路路基工程施工质量验收标准(TB10414-2003). 北京：中国铁道出版社出版，2003

[3] 铁路工程技术标准所. 新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准. 北京：中华人民共和国铁道部发布，2004