公路工程地質(zhì)災害灌漿技術(shù)的應用論文
摘要:灌漿技術(shù)在公路工程中的應用可以有效的起到控制沉降、提高承載力的作用。本文結合具體的公路工程實(shí)例，簡(jiǎn)要分析該工程的地質(zhì)災害情況，并在此基礎上闡述灌漿技術(shù)在該公路地質(zhì)災害處治中的應用。
關(guān)鍵詞:灌漿技術(shù);公路工程;地質(zhì)災害處治
S316里崇線(xiàn)崇仁境內孤嶺至巴山段起于崇仁與宜黃交接處孤嶺K63+960處，止于崇仁縣巴山鎮撫八線(xiàn)交叉口K85+331處，為南北向分布，全長(cháng)21.371km。其中K63+960～K64+900段(孤嶺)路線(xiàn)地質(zhì)情況較差，縱坡陡，兩側為深溝或陡山，地質(zhì)災害時(shí)有發(fā)生。特別是K64+858～+895路段路基每年在雨季期，路基就會(huì )整體下沉，并向路基右側滑坡，原地表層出現明顯裂縫，寬度0.5～3cm，且有繼續發(fā)展趨勢;路基滑移后靠山體側的排水系統被拉裂，紊亂不暢，雨水下滲，致使路基土層長(cháng)期浸泡發(fā)軟，病害日益加劇。為此，需要徹底解決此路段路基下沉滑移的路基病害。
1地質(zhì)分析
該地區位于鷹潭—安遠深斷裂帶上，呈北東向展布，受該斷裂帶控制，該地屬華南褶皺系之東北系，經(jīng)歷構造運動(dòng)、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用，具有構造發(fā)展的多階段性和空間上的不平衡性。由于斷裂及構造作用影響，工程區巖體風(fēng)化不均勻，巖體較破碎。地質(zhì)勘探布置鉆孔7個(gè)，完成總進(jìn)尺233.7m。從地形地貌、地層、地質(zhì)構造、地下水、地震效應多角度對此路段的路堤下沉路基進(jìn)行穩定性分析。通過(guò)對該路基下沉路段的地質(zhì)勘探，該滑坡的形成與地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構造及地震等因素密不可分，分述如下。
1.1內因分析
(1)地形因素�；滤幧襟w為長(cháng)條狀的山脊，滑坡區東南山體較高，最高約266.0m，西北山體較低，高程最低約180.0m，呈東南向西北降低的趨勢，地形變化較大，坡體前緣臨空，地形條件不利于坡體穩定。(2)物質(zhì)及結構因素�；聟^地層巖性主要為凝灰巖，巖體破碎嚴重，巖體風(fēng)化不均勻，物理力學(xué)性質(zhì)較差;風(fēng)化層位向臨空向傾斜，不利于坡體穩定。
1.2外因分析
(1)降水影響。由于此項工作出于山區，山區的降水量比較大，而且降雨的周期也比較多，降水引起了雨水的滲透，增加了巖土的重量，在一定程度上降低了巖土的抗剪強度指標。在長(cháng)期重力和風(fēng)化作用下，隨著(zhù)變形的發(fā)展，坡體容易變松動(dòng)。(2)人為因素。公路從滑坡區邊側通過(guò)，在施工過(guò)程中爆破震動(dòng)及運行時(shí)重型車(chē)輛通過(guò)產(chǎn)生的震動(dòng)均會(huì )對當地環(huán)境造成一定的影響;前沿坡體人工開(kāi)挖成陡坡腳，致使山體斜坡原有的應力平衡發(fā)生改變，這樣就更容易發(fā)生滑坡。結合滑坡地面變形特征，宏觀(guān)判定該滑坡目前處于欠穩定階段，在持續不利荷載的作用下，隨著(zhù)變形的發(fā)展和加劇，將可能發(fā)生局部下滑失穩，危及公路安全。根據斜坡的變形特征及形態(tài)預測其變形破壞機制為蠕滑—拉裂。
2處理方案
參考河海大學(xué)黎冰等在2005年發(fā)表的《車(chē)輛荷載的影響深度及其影響因素的研究》一文中所述在不超載的情況下車(chē)輛荷載作用深度約6.0m的結論。根據地質(zhì)報告，考慮工程造價(jià)的情況，對路基下沉路段向下挖除5m路基土體，然后進(jìn)行灌漿處理，再分層壓實(shí)回填好土，在路肩范圍外設置2m高護肩墻，具體如下。
2.1灌漿方案
(1)壓力注漿管及樁長(cháng)。根據地質(zhì)勘探報告，確定灌漿管間距及樁長(cháng)，灌漿管徑采用91mm，間距采用1.5m梅花樁布設，其中臨空面路肩范圍內設3排鍍鋅鋼管，灌漿后封堵埋入土體，鋼管應埋入強風(fēng)化巖層3m以下。路肩范圍外加設2排普通注漿管，發(fā)軟路基內設置普通注漿管，注漿管在注漿后拔管、封孔，樁長(cháng)根據地質(zhì)報告的巖層分界線(xiàn)進(jìn)行確定，樁底以到達強風(fēng)化巖層1m以下為準，實(shí)際施工過(guò)程中根據現場(chǎng)情況進(jìn)行成孔注漿。共設置鍍鋅鋼管注漿孔75根，長(cháng)度為1950m，其他注漿孔495根，長(cháng)度9950m。(2)注漿量計算Q=Vnm(1+L)=(371625)0.330.75(1+0.1)=4029.3(m3)式中，V—加固區總體積;n—為土體孔隙率，取值33%;m—為孔隙充填系數，取值0.75;L—為漿液損耗系數，取值10%。在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)一步對加固土體進(jìn)行土工試驗，測定土的孔隙率及充填系數，對注漿量進(jìn)行精確計算。(3)褥墊層及盲溝。在注漿孔頂面設置一道縱向盲溝，一道橫向盲溝，縱向盲溝設置在山體內側，橫向盲溝設置在滑坡體路段的中間部位，縱、橫向盲溝連通，橫向設置向山體外側傾斜的2%的橫坡利于盲溝排水;盲溝深度和寬度均為60cm，盲溝頂面全斷面設置30cm厚碎石褥墊層。
2.2灌漿施工工藝
(1)灌漿孔布置。采用梅花樁布孔，注漿孔間距為1.5m。(2)灌漿范圍。路基沉陷范圍，為確保邊坡穩定，在臨空面(路右側)路肩范圍內設3排鍍鋅鋼管。路基右外側再加鋪2排普通注漿管。(3)灌漿深度。鍍鋅鋼管嵌入強風(fēng)化巖層3m以下，其余樁底以到達強風(fēng)化巖層1m以下。(4)漿液配制。水泥漿成分為水泥和水，配比采用1:1，水泥宜采用普通硅酸鹽水泥，強度等級為32.5級。(5)施工順序。成樁施工的順序，由臨空面向山體側施作。(6)灌漿壓力。注漿壓力不宜太大，一般注漿時(shí)宜從臨坡面外緣向內開(kāi)始二次注漿，以灌漿法為主、以小壓力試壓(0.2～0.3MPa)，注漿壓力大小應根據土的滲透性以及深度來(lái)調節，控制在0.3～0.5MPa，滲透性大、深度小的土體壓力取小值，滲透性小、深度大的土體壓力取大值(7)灌漿速度。注漿的速度需要進(jìn)行控制，控制主要是通過(guò)壓力來(lái)進(jìn)行，正常情況時(shí)在，一般應在漿液膠凝時(shí)間以前，注完需要的一次注入量為原則。漿液凝膠時(shí)間要求根據土體滲透性來(lái)定，一般控制在0.001～0.003m3/min之間。(8)灌漿施工。用取芯機成孔、人工打管、高壓沖洗管、試水、注漿、拔管、封孔、檢測。(9)壓漿檢測。選取代表性鉆孔進(jìn)行注漿前后注水試驗檢查對比，觀(guān)測注漿前后單位長(cháng)度吸水量變化情況，一般注漿后單位長(cháng)度吸水量降低95%～99%，證明注漿明顯。對檢查孔鉆探取芯，各注漿段檢查孔的抽取按孔數的5%確定，分別取于全段始、中、末段，檢驗芯樣，測定無(wú)側限抗壓強度，檢測結果應滿(mǎn)足路基強度要求。
3結論
由于灌漿技術(shù)在公路工程中的特殊性，能在高邊坡防護、山體滑坡、隧道開(kāi)裂等施工中被廣泛的使用，能有效的進(jìn)行地基和樁基加固、路基沉降等地質(zhì)災害防治，效果十分明顯。但在實(shí)際的施工過(guò)程中，根據不同的情況，需要進(jìn)行具體分析。施工過(guò)程中必須依據介質(zhì)中的可灌性變化趨勢，適時(shí)調控注漿壓力、漿液濃度、灌漿節奏等工藝條件，只有這樣，才能有效的將漿液送到裂縫的范圍中，從而達到預期的效果。本文結合實(shí)際，探討了灌漿技術(shù)在公路工程地質(zhì)災害處治中的應用，并經(jīng)過(guò)一年多的觀(guān)察論證，并沒(méi)有發(fā)現路基變形、下沉的現象發(fā)生，說(shuō)明方案是可行的，基本達到了前期的目的和效果，希望給同行業(yè)工程以借鑒。
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