公路工程地質災害灌漿技術的應用

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摘要:灌漿技術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例，簡要分析該工程的地質災害情況，并在此基礎上闡述灌漿技術在該公路地質災害處治中的應用。

關鍵詞:灌漿技術;公路工程;地質災害處治

S316里崇線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(zhèn)撫八線交叉口K85+331處，為南北向分布，全長21.371km。其中K63+960～K64+900段(孤嶺)路線地質情況較差，縱坡陡，兩側為深溝或陡山，地質災害時有發(fā)生。特別是K64+858～+895路段路基每年在雨季期，路基就會整體下沉，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(xù)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地質分析

該地區(qū)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，經歷構造運動、巖漿活動、變質作用，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(qū)巖體風化不均勻，巖體較破碎。地質勘探布置鉆孔7個，完成總進尺233.7m。從地形地貌、地層、地質構造、地下水、地震效應多角度對此路段的路堤下沉路基進行穩(wěn)定性分析。通過對該路基下沉路段的地質勘探，該滑坡的形成與地形地貌、地層巖性、地質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為長條狀的山脊，滑坡區(qū)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(wěn)定。(2)物質及結構因素。滑坡區(qū)地層巖性主要為凝灰?guī)r，巖體破碎嚴重，巖體風化不均勻，物理力學性質較差;風化層位向臨空向傾斜，不利于坡體穩(wěn)定。

1.2外因分析

(1)降水影響。由于此項工作出于山區(qū)，山區(qū)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。在長期重力和風化作用下，隨著變形的發(fā)展，坡體容易變松動。(2)人為因素。公路從滑坡區(qū)邊側通過，在施工過程中爆破震動及運行時重型車輛通過產生的震動均會對當地環(huán)境造成一定的影響;前沿坡體人工開挖成陡坡腳，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，宏觀判定該滑坡目前處于欠穩(wěn)定階段，在持續(xù)不利荷載的作用下，隨著變形的發(fā)展和加劇，將可能發(fā)生局部下滑失穩(wěn)，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

參考河海大學黎冰等在2005年發(fā)表的《車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輛荷載作用深度約6.0m的結論。根據地質報告，考慮工程造價的情況，對路基下沉路段向下挖除5m路基土體，然后進行灌漿處理，再分層壓實回填好土，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。根據地質勘探報告，確定灌漿管間距及樁長，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，樁長根據地質報告的巖層分界線進行確定，樁底以到達強風化巖層1m以下為準，實際施工過程中根據現場情況進行成孔注漿。共設置鍍鋅鋼管注漿孔75根，長度為1950m，其他注漿孔495根，長度9950m。(2)注漿量計算Q=V•n•m•(1+L)=(37•16•25)•0.33•0.75•(1+0.1)=4029.3(m3)式中，V—加固區(qū)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%。在實際實施過程中，通過進一步對加固土體進行土工試驗，測定土的孔隙率及充填系數，對注漿量進行精確計算。(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(wěn)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。鍍鋅鋼管嵌入強風化巖層3m以下，其余樁底以到達強風化巖層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，一般注漿時宜從臨坡面外緣向內開始二次注漿，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調節(jié)，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。注漿的速度需要進行控制，控制主要是通過壓力來進行，正常情況時在，一般應在漿液膠凝時間以前，注完需要的一次注入量為原則。漿液凝膠時間要求根據土體滲透性來定，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。選取代表性鉆孔進行注漿前后注水試驗檢查對比，觀測注漿前后單位長度吸水量變化情況，一般注漿后單位長度吸水量降低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，測定無側限抗壓強度，檢測結果應滿足路基強度要求。

3結論

由于灌漿技術在公路工程中的特殊性，能在高邊坡防護、山體滑坡、隧道開裂等施工中被廣泛的使用，能有效的進行地基和樁基加固、路基沉降等地質災害防治，效果十分明顯。但在實際的施工過程中，根據不同的情況，需要進行具體分析。施工過程中必須依據介質中的可灌性變化趨勢，適時調控注漿壓力、漿液濃度、灌漿節(jié)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。本文結合實際，探討了灌漿技術在公路工程地質災害處治中的應用，并經過一年多的觀察論證，并沒有發(fā)現路基變形、下沉的現象發(fā)生，說明方案是可行的，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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作者：鄭海祥 李影 黃慧君 單位：撫州贛東公路設計院