岩溶注浆技术在月亮山大桥6#墩的成功应用

（湖北省地质局第一地质大队 湖北黄石435100）

（湖北省地质局第一地质大队 湖北黄石435100）

黄石市月亮山大桥6#墩在采用冲孔桩进行桩基础施工时，因钻至溶洞后，孔内漏浆及垮孔，冲孔桩施工困难，经与业主单位及专家组讨论后，拟采取帷幕注浆后再进行冲孔桩施工，本文对月亮山大桥6#墩注浆设计方案、施工过程、堵水效果等进行了论述。工程实践表明帷幕注浆技术是克服岩溶地区基础施工难题的有效技术方法之一。

岩溶注浆基础施工月亮山大桥

0 前言

月亮山大桥位于黄石市中心原陈家湾立交桥附近，该桥北接湖滨大道，跨颐阳路、老武黄铁路、沿湖路，南接月亮山隧道，是黄阳一级公路的重要组成部分，是黄石市中心连接黄金山工业园及阳新县的重要通道，桥址起迄里程为1K3+114.20～1K3+476.80，桥长362.60m。其中6#墩中心里程为1K3+295.5，6#墩设置2个桩，桩Z19里程为1K3+295.5左3.5m，桩Z20里程为1K3+295.5右3.5m，桩径1.80m。经勘察，6#墩两个桩均见溶洞，其中Z19溶洞位于22.90~29.60m，Z19溶洞位于25.10~28.20m，充填物为风化的石灰岩碎屑夹粘性土，勘察时钻进有掉块及垮孔现象，全孔采用套管护壁才能顺利钻进。中铁十一局对6#墩Z19、Z20两个桩基础采用冲孔桩施工，因钻至溶洞后，孔内漏浆及垮孔，冲孔桩施工困难，经过大量（约1200m3）注水泥浆、抛投块石及粘土球等措施后，孔内水位仍未见回升，经与专家组讨论后，该桥墩桩基施工时水位为13m左右，低于附近磁湖及长江水位，裂隙溶洞地下水估计与东南侧废弃煤矿裂隙相沟通，拟采取帷幕注浆后再进行冲孔桩施工，为确保6#墩Z19、Z20两个桩注浆有效果，缩短建设周期，创造了良好的经济效益和社会效益，本文重点介绍了岩溶注浆技术在月亮山大桥6#墩的成功经验。

1 月亮山大桥6#墩地层概况

根据勘察揭示，场区的岩土层按其成因分类主要有：第四系人工填土层（Q4ml）杂填土；第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）粉质黏土；下伏为三叠系（T）下统大冶组石灰岩，岩溶很发育。

2 注浆堵水方案

2.1 设计意图

通过对6#墩Z19、Z20溶洞进行钻孔注浆加固，达到充填溶洞孔隙，形成止水帷幕，堵塞地下水通道，防止后期成桩后水泥大量漏失，保障桩基础施工的目的。

2.2 注浆质量要求

通过注浆形成注浆隔水帷幕，将含水层的过水通道进行封堵，冲孔桩能顺利施工。

2.3 注浆孔布置

6#墩Z19、Z20#桩桩径1.80m，每个桩布置注浆孔8个，孔位布置在桩钢护筒外1.0m的圆周上，注浆孔间距为1.46m。设计孔深钻至溶洞底板即可，设计孔深28.2-29.6m，设计总进尺462.40m。

2.4 注浆孔施工次序

为提高注浆效果，防止串浆，钻孔应跳孔间隔施工，本工程16个注浆孔分二序施工。

2.5 灌浆

采用一次性纯压式灌浆法注浆，采用多次注浆，间隔时间不超过水泥初凝时间并不超过4小时。注浆孔钻至设计孔深后下入注浆器进行注浆，注浆材料采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水泥浆液采用机械搅拌制备。水泥浆水灰比采用1:1，注浆压力不超过2.0MPa。地面、桩孔有漏浆现象或注浆压力达到结束标准时可结束灌浆。灌浆过程中发生孔与孔之间串浆时，应同时进行注浆。注浆量大而难以结束时，可采用下列措施处理：低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆。

2.6 设计工程量

根据相近工程进行估算，本工程设计总注浆量约400m3，设计水泥用量约308吨。钻孔工作量为16孔462.40m。

3 施工工艺与注浆方法

3.1 注浆施工工艺

（1）注浆孔采用钢卷尺放样，采用XY-1型液压回转钻机成孔，第四系覆盖层采用硬质合金钻头钻进，基岩采用金刚石钻头钻进，注浆孔开孔孔径?130 mm，灌浆段孔径应≥91mm。（2）该墩两桩地质情况较复杂，钻孔穿越的溶洞较大，孔内掉块卡钻严重，在溶洞处必须套管护壁方可顺利钻进。（3）当注浆孔按设计钻至该注浆段深度，经冲洗孔内岩粉后即可进行注浆作业。

3.2 注浆方法

采用下行式纯压注浆，自上而下下行式分段注浆法。注浆材料采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水泥浆液采用机械搅拌制备，水泥浆水灰比采用1:1。最大注浆压力不超过1.0MPa，采用间歇式注浆法，使止浆套管底部与土层结合稳固，降低后续分段注浆时向上串浆的可能性。

3.3 注浆结束标准

（1）当基岩段注浆压力达到设计压力，浆液难以注入时。（2）在最大设计压力下，当注入率不大于1 L/min后，继续灌注30min，可结束灌浆。

4 注浆堵水效果分析

注浆工程竣工后，对各序注浆孔注浆量进行统计分析，前期注浆孔注浆量大，后期注浆孔注浆浆量明显减少，后序注浆孔岩芯节理裂隙、溶蚀空隙中均发现有已固结的水泥，亦说明岩层含水裂隙逐渐被浆液充填，达到止水效果。通过各序注浆孔注浆量的统计与分析，1序注浆孔平均每米吸浆量为5.23 m3/m，2序注浆孔平均每米吸浆量为1.98 m3/m，每米吸浆量大幅下降62.15%，说明注浆施工有效，岩石裂隙、溶洞孔隙率大幅降低。

5 注浆后成果

在注浆完工9孔时，地下水位从13m已明显有回升现象，后期注浆孔钻孔施工时均有返水现象，在钻完15孔时，20#桩已完成了冲孔桩的施工，在灌注混凝土时，只见少许漏浆现象，为该项目顺利完工争取了时间。本工程完工后，根据钻孔前后施工情况对比，注浆达到了一定的效果，且ZJ19-4与ZJ20-4在注浆时已无法注入水泥浆，注浆时压力超过2.0MPa，溶洞及裂隙已被充填，通过本次注浆工程，达到了岩溶加固的目的。

6 结论

工程实践表明，冲孔桩在施工前采用地面帷幕注浆技术，可有效降低冲孔桩施工难度，明显加快基础施工进度，并确保基础质量可靠，是克服岩溶地区基础施工难题的有效技术方法之一。

[1]注浆与锚固技术手册

[2]水工建筑物注浆规范

[3]张伟杰.隧道工程富水断层破碎带注浆加固机理及应用研究 [D].山东大学,2014.

[4]黄戡.裂隙岩体中隧道注浆加固理论研究及工程应用 [D].中南大学,2011

[5]陈扬勇.岩溶隧道注浆加固技术研究 [D].重庆交通大学,2009.

岩溶注浆技术在月亮山大桥6#墩的成功应用

■熊朝晖 冯斌 夏勇

U445[文献码]B

1000-405X（2016）-10-444-1