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公路工程地质灾害灌浆技术的应用论文
摘要:灌浆技术在公路工程中的应用可以有效的起到控制沉降、提高承载力的作用。本文结合具体的公路工程实例，简要分析该工程的地质灾害情况，并在此基础上阐述灌浆技术在该公路地质灾害处治中的应用。
关键词:灌浆技术;公路工程;地质灾害处治
S316里崇线崇仁境内孤岭至巴山段起于崇仁与宜黄交接处孤岭K63+960处，止于崇仁县巴山镇抚八线交叉口K85+331处，为南北向分布，全长21.371km。其中K63+960～K64+900段(孤岭)路线地质情况较差，纵坡陡，两侧为深沟或陡山，地质灾害时有发生。特别是K64+858～+895路段路基每年在雨季期，路基就会整体下沉，并向路基右侧滑坡，原地表层出现明显裂缝，宽度0.5～3cm，且有继续发展趋势;路基滑移后靠山体侧的排水系统被拉裂，紊乱不畅，雨水下渗，致使路基土层长期浸泡发软，病害日益加剧。为此，需要彻底解决此路段路基下沉滑移的路基病害。
1地质分析
该地区位于鹰潭—安远深断裂带上，呈北东向展布，受该断裂带控制，该地属华南褶皱系之东北系，经历构造运动、岩浆活动、变质作用，具有构造发展的多阶段性和空间上的不平衡性。由于断裂及构造作用影响，工程区岩体风化不均匀，岩体较破碎。地质勘探布置钻孔7个，完成总进尺233.7m。从地形地貌、地层、地质构造、地下水、地震效应多角度对此路段的路堤下沉路基进行稳定性分析。通过对该路基下沉路段的地质勘探，该滑坡的形成与地形地貌、地层岩性、地质构造及地震等因素密不可分，分述如下。
1.1内因分析
(1)地形因素。滑坡所处山体为长条状的山脊，滑坡区东南山体较高，最高约266.0m，西北山体较低，高程最低约180.0m，呈东南向西北降低的趋势，地形变化较大，坡体前缘临空，地形条件不利于坡体稳定。(2)物质及结构因素。滑坡区地层岩性主要为凝灰岩，岩体破碎严重，岩体风化不均匀，物理力学性质较差;风化层位向临空向倾斜，不利于坡体稳定。
1.2外因分析
(1)降水影响。由于此项工作出于山区，山区的降水量比较大，而且降雨的周期也比较多，降水引起了雨水的渗透，增加了岩土的重量，在一定程度上降低了岩土的抗剪强度指标。在长期重力和风化作用下，随着变形的发展，坡体容易变松动。(2)人为因素。公路从滑坡区边侧通过，在施工过程中爆破震动及运行时重型车辆通过产生的震动均会对当地环境造成一定的影响;前沿坡体人工开挖成陡坡脚，致使山体斜坡原有的应力平衡发生改变，这样就更容易发生滑坡。结合滑坡地面变形特征，宏观判定该滑坡目前处于欠稳定阶段，在持续不利荷载的作用下，随着变形的发展和加剧，将可能发生局部下滑失稳，危及公路安全。根据斜坡的变形特征及形态预测其变形破坏机制为蠕滑—拉裂。
2处理方案
参考河海大学黎冰等在2005年发表的《车辆荷载的影响深度及其影响因素的研究》一文中所述在不超载的情况下车辆荷载作用深度约6.0m的结论。根据地质报告，考虑工程造价的情况，对路基下沉路段向下挖除5m路基土体，然后进行灌浆处理，再分层压实回填好土，在路肩范围外设置2m高护肩墙，具体如下。
2.1灌浆方案
(1)压力注浆管及桩长。根据地质勘探报告，确定灌浆管间距及桩长，灌浆管径采用91mm，间距采用1.5m梅花桩布设，其中临空面路肩范围内设3排镀锌钢管，灌浆后封堵埋入土体，钢管应埋入强风化岩层3m以下。路肩范围外加设2排普通注浆管，发软路基内设置普通注浆管，注浆管在注浆后拔管、封孔，桩长根据地质报告的岩层分界线进行确定，桩底以到达强风化岩层1m以下为准，实际施工过程中根据现场情况进行成孔注浆。共设置镀锌钢管注浆孔75根，长度为1950m，其他注浆孔495根，长度9950m。(2)注浆量计算Q=Vnm(1+L)=(371625)0.330.75(1+0.1)=4029.3(m3)式中，V—加固区总体积;n—为土体孔隙率，取值33%;m—为孔隙充填系数，取值0.75;L—为浆液损耗系数，取值10%。在实际实施过程中，通过进一步对加固土体进行土工试验，测定土的孔隙率及充填系数，对注浆量进行精确计算。(3)褥垫层及盲沟。在注浆孔顶面设置一道纵向盲沟，一道横向盲沟，纵向盲沟设置在山体内侧，横向盲沟设置在滑坡体路段的中间部位，纵、横向盲沟连通，横向设置向山体外侧倾斜的2%的横坡利于盲沟排水;盲沟深度和宽度均为60cm，盲沟顶面全断面设置30cm厚碎石褥垫层。
2.2灌浆施工工艺
(1)灌浆孔布置。采用梅花桩布孔，注浆孔间距为1.5m。(2)灌浆范围。路基沉陷范围，为确保边坡稳定，在临空面(路右侧)路肩范围内设3排镀锌钢管。路基右外侧再加铺2排普通注浆管。(3)灌浆深度。镀锌钢管嵌入强风化岩层3m以下，其余桩底以到达强风化岩层1m以下。(4)浆液配制。水泥浆成分为水泥和水，配比采用1:1，水泥宜采用普通硅酸盐水泥，强度等级为32.5级。(5)施工顺序。成桩施工的顺序，由临空面向山体侧施作。(6)灌浆压力。注浆压力不宜太大，一般注浆时宜从临坡面外缘向内开始二次注浆，以灌浆法为主、以小压力试压(0.2～0.3MPa)，注浆压力大小应根据土的渗透性以及深度来调节，控制在0.3～0.5MPa，渗透性大、深度小的土体压力取小值，渗透性小、深度大的土体压力取大值(7)灌浆速度。注浆的速度需要进行控制，控制主要是通过压力来进行，正常情况时在，一般应在浆液胶凝时间以前，注完需要的一次注入量为原则。浆液凝胶时间要求根据土体渗透性来定，一般控制在0.001～0.003m3/min之间。(8)灌浆施工。用取芯机成孔、人工打管、高压冲洗管、试水、注浆、拔管、封孔、检测。(9)压浆检测。选取代表性钻孔进行注浆前后注水试验检查对比，观测注浆前后单位长度吸水量变化情况，一般注浆后单位长度吸水量降低95%～99%，证明注浆明显。对检查孔钻探取芯，各注浆段检查孔的抽取按孔数的5%确定，分别取于全段始、中、末段，检验芯样，测定无侧限抗压强度，检测结果应满足路基强度要求。
3结论
由于灌浆技术在公路工程中的特殊性，能在高边坡防护、山体滑坡、隧道开裂等施工中被广泛的使用，能有效的进行地基和桩基加固、路基沉降等地质灾害防治，效果十分明显。但在实际的施工过程中，根据不同的情况，需要进行具体分析。施工过程中必须依据介质中的可灌性变化趋势，适时调控注浆压力、浆液浓度、灌浆节奏等工艺条件，只有这样，才能有效的将浆液送到裂缝的范围中，从而达到预期的效果。本文结合实际，探讨了灌浆技术在公路工程地质灾害处治中的应用，并经过一年多的观察论证，并没有发现路基变形、下沉的现象发生，说明方案是可行的，基本达到了前期的目的和效果，希望给同行业工程以借鉴。
参考文献:
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