浅谈沪昆高速铁路路基软基处理施工技术

曹军 岳欧新

摘要：我国快速发展的社会经济，对交通运输等基础设施的建设提出了更高的标准。高速铁路作为新兴的高新技术交通运输工具，已成为大众关注的焦点。本文首先分析了高速铁路的特点，文章就国家“四纵四横”高速铁路网的沪昆客专路基工程采取多种综合处理措施，如岩溶注浆、CFG桩、低桩板加固等路基软基处理方面的施工技术进行阐述，为今后类似高速铁路隧道防排水施工提供借鉴经验和供业内人士参考。

关键词：高速铁路路基软基综合处理措施施工技术

随着我国经济社会的快速发展，经济发展的强大动力促进了交通运输，尤其是铁路、高铁客运专线等基础设施的建设，同时也对铁路运输提出了更高和更新的要求。根据国家“四纵四横”高速铁路网，原铁道部制定发展规划和设想，以及我国目前铁路发展的现状，可以预测我国已步入高铁时代。因此，对于高速铁路施工技术的开发、研究及实施，应该提到议事日程上来，以服务于我国高速铁路的发展。

1、工程概況

新建铁路沪昆客专娄底南站路基，路-210（DK124+189～DK124+662）、路212（DK125+202～DK125+375）、路213（DK125+430～DK126+377）位于湖南省娄底市，处于岩溶发育区，地质复杂，覆盖层为弱膨胀性粉质黏土及黏土，局部为岩浆岩、浅变质岩及煤系地层。根据高速铁路施工标准，需采取多种综合处理措施以保证高铁路基基础承载力和稳定性，针对路基岩溶弱发育及强发育情况，采用路基岩溶注浆+CFG桩进行路基软基处理，对岩溶特别发育、溶腔较大的段落，采用低桩板处理。

2、路基软基处理施工方案

用机械清除表层土，路堑开挖至设计基底标高，平地机整平，压路机碾压密实，要求达到路基本体压实度要求，设临时排水系统，保证施工过程中路基基底不被水浸和冲刷破坏。除低桩板段外均设计有岩溶注浆，首先分段进行先导孔钻探，并形成地质勘探报告上报设计，待设计出具注浆方案后，进行岩溶注浆施工。完成岩溶注浆的路段，在进行CFG桩施工；低桩板段按设计施工图进行桩基钻孔和水下砼灌注施工，再进行托梁及承载板施工，最后进行路基填筑。

2.3岩溶注浆施工技术

2.3.1岩溶注浆施工工艺流程（详见图1）

2.3.2施工准备

⑴岩溶地基处理施工按“先探后灌，探灌结合的原则进行”，路堑地段应在开挖至路基面后再进行补充勘探。需特别注意补充勘探结果需报设计确定岩溶地基处理措施。

⑵施工场地预先平整，并沿钻孔位置开挖沟槽和集水坑。

⑶在注浆施工前，对钻机、注浆泵、搅拌机等机械进行检查、调试、维修，使其保持良好的状态。

2.3.3定孔位

根据设计要求标出注浆孔位置，并进行复测。

2.3.4钻机与注浆设备就位

⑴注浆孔位标定后，移动钻机至钻孔位置，完成钻机就位。

⑵钻机就位后，用倾斜尺、水平尺等工具调整钻机角度，安装牢固，定位稳妥。

⑶各类设备就近安装，注浆管线固定，不宜过长，一般为30～50m，以防压力损失。

2.3.5钻进

⑴将钻杆对准所标孔位，开孔直径不能小于设计要求。开孔时要轻加压、慢速、大水量，防止将孔开斜。钻进至一定深度，采用套管护壁。加固深度不能小于设计深度。钻进过程中应注意观察地层变化，详细作好钻孔记录。

⑵钻孔完成后采用钻杆注水清孔或用直径50mm的小导管清孔。将小导管插入钻孔底部，用注浆泵大压力、大流量清孔。

2.3.6注浆施工

⑴试泵：开泵前先将三通转芯阀调到回浆位置，待泵吸水正常时，将三通回浆口慢慢调小，泵压徐徐上升，当泵压达到预定注浆压力时，持续二、三分钟不出故障，即可结束。

⑵安装注浆管和止浆塞：钻孔完毕，进行清孔检查，在确认没有坍孔和探头石的情况下，方可下管。否则须用钻机扫孔。确定注浆管内无阻塞物后，即可进行注浆管安装。把管子插入孔内至设计孔深外露的长度不小于30～40cm以便连接孔口阀门和管路，注浆管安放好后，在注浆管管口加上孔口盖，以防止杂物进入，并将橡胶栓塞与孔壁充分挤压密实，固定好注浆管和止浆塞。

⑶压水试验：压水压力由小逐渐增大到预定注浆压力，并持续15min。压水试验主要确定单位长度吸水量等。

⑷浆液配制：水泥浆液水灰比为0.8：1～1：1，采用高速拌浆机拌合水泥浆液。若遇空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙，先灌入稀水泥砂浆对溶腔体进行充填，再采用粉煤灰水泥浆液或双液注浆。在浓水玻璃中加水稀释，边加水边搅拌，边用玻美计测试其浓度。施工中采用的水玻璃波美度为38°～43°。将配制好的浆液和水泥浆液各送入搅拌式储浆桶内备用。

⑸注浆：注浆管路系统的试运转，用1.5～2倍于注浆终压对系统进行吸水试验检查，并接好水、电；检查管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备机况是否正常；使设备充分热身。试运转时间为20min。

⑹注浆顺序：自路基坡脚向线路中心、先两侧后中间的顺序。

⑺注浆压力控制：岩溶发育时0.3～0.5Mpa，极发育时0.1～0.3Mpa，在岩土界面时逐渐加大注浆压力至0.3～0.5MPa，最大不超过1.5MPa。

2.3.6.6结束注浆

当在终注压力下连续注浆10min的注入率不大于5L/min时；或冒浆点已出注浆范围外3～5m时；或单孔注浆量达到平均注浆量的1.5～2.0倍，且进浆量明显减少时，可结束该孔注浆。

2.3.6.7提管、封孔

注浆完成后应立即使用拔管机拔管，若拔管不及时，浆液凝固注浆管造成拔管困难，每次上拔高度为0.5m。拔出管后，及时清洗注浆管，以便保持清洁、通畅。拔出管后留下的孔洞，及时用C15砼或水泥砂浆封孔，封孔深度为0.5m。

2.3.7注浆效果检测

⑴注浆结束14天之后采用面波检测、压水试验配合钻孔取芯等综合方法进行注浆效果检测及评价。

⑵面波检测横向测线间距10～15m，均匀布置且不少于1根，纵向测线长度为加固范围长度加50m；压水试验按注浆孔数量3%计，每检验批不少于2孔；钻孔取芯按注浆孔数量5%计，且不少于3孔，钻孔应尽量布置在注浆量较大的注浆孔附近。

2.4CFG桩施工技术

2.4.1施工工艺流程

原地面处理→测量放样→钻机就位→钻进至设计深度→停钻→泵送混合料→均匀拔管至桩顶→钻机就位进入下一循环

2.4.2施工方法

CFG桩施工采用长螺旋钻机施工。钻机就位后，启动马达，螺旋钻杆钻入地下，钻孔过程做好记录，进入持力层时记录钻压电流值。钻至设计标高后，开始泵压混合料，混合料下到孔底后开始均匀提钻。根据泵入混合料量控制提钻速度，保证钻头矛尖始终埋在混合料中，以防断桩。

⑴放线：施工前按照桩位平面布置图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于50mm。

⑵机械就位：钻机就位后调平桩基机台，桩位偏差≤5cm。

⑶拌料：采用强制式自动计量搅拌机进行砼拌制，搅拌时间不小于90s。

⑷沉管：根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度。桩机就位，保持桩管垂直，垂直度偏差小于1%，记录激振电流变化情况，直至沉管至设计标高。

⑸成孔：长螺旋钻机成孔，一般先慢后快，试桩钻进速率拟定按1m～1.2m/min控制，在施工时记录激振电流变化情况，成孔至设计深度，确保桩端进入持力层满足设计要求，施工桩顶标高应高出设计桩顶标高不少于0.5m，垂直度偏差小于1%。

⑹砼灌注：成孔至设计深度后停钻提升钻杆，速率按拟定速度控制，认真做好施工记录，并同时通知司泵开始灌注砼并保持连续灌注。灌注砼至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高50cm左右，以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求：灌注砼之前，应检查管路是否顺畅稳固；CFG桩件施工中，每台班均制作检查试件并应认真填写施工记录。

2.4.3清土及截桩

⑴砼灌注施工完畢后立即将多余砼铲除。

⑵成桩后7天截桩，避免因桩身强度上升较大而截桩困难。

⑶清土采用小型机械设备及人工开挖、运输，避免断桩及对地基土的扰动。

⑷清土预留50cm人工清除找平。

⑸清槽后采用环形切机切割截桩。

2.4.3质量检验

⑴施工质量过程检测：应符合《高速铁路路基工程施工质量验收标准》的要求，主要应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、桩顶标高及其质量和桩体试块抗压强度。桩位允许偏差：50mm、桩身倾斜不大于1%、桩体有效直径不小于设计值。

⑵施工后质量检测：施工结束，成桩28d后进行身完整性、以及复合地基检测。

2.5低桩板处理技术

桩基部分施工采用冲击钻钻孔，下钢筋后灌注水下砼。托梁基础开挖后浇筑垫层，绑扎钢筋和立模板一次性浇筑钢筋砼拖梁；所有托梁完成后整理场地，绑扎钢筋立模板浇筑钢筋砼承载板。

2.5.1桩基施工

桩基施工与桥梁岩溶桩基施工方法相同，此处不再进行缀述。

2.5.2托梁施工方法、工艺

⑴基坑开挖：采用挖掘机垂直开挖，外扩预留0.3m施工工作面，坑底预留30cm人工清底，四周应设排水沟。如边坡不稳定，需采取临时支护措施。基坑遇岩层采用膨胀炸药松动开挖，严禁打眼放炮损伤已成桩基。

⑵凿除桩头、桩基检测：当桩基砼强度达到10MPa以上时，桩头采用人工凿除，上部用风镐凿除，下部留有20cm由手工进行凿除，并有10㎝伸入托梁。凿除过程中严禁扰动设计桩顶以下的桩身砼。将埋入托梁的桩身钢筋调整成设计形状，复测桩顶高程，进行桩基检测。

⑶钢筋安装：托梁钢筋在钢筋加工场加工成半成品，运至现场绑扎，也可坑外初步绑扎成形，汽车吊装入模。托梁钢筋按规范进行焊接，采用垫块保证钢筋的保护层厚度不小于3㎝。

⑷模板安装：模板采用强度、刚度和稳定性的钢模板。严格按铁路施工规范和验标进行施工，利用小型吊具基坑内逐块组拼，拼缝平整、支撑牢靠。支模前测放四角点，墨线弹出模板边线，支模后再进行复合校正。

⑸浇注砼：砼浇筑采用拌合站集中拌制砼，砼罐车运输，泵送入模，分层浇筑，层厚控制在30cm以内，插入式振捣棒振捣密实，一次性连续浇筑至设计标高。浇筑过程中设专人随时检查钢筋和模板的稳固性，发现问题及时处理。砼浇筑完成初凝后洒水覆盖养护，达到设计强度70%后拆除模板，经验监理工程师收合格后回填。

2.5.3承载板施工

⑴基地开挖整平：承载板托梁施工完后采用挖机开挖托梁之间的预留土，人工配合开挖托梁周边土，开挖时派专人指挥开挖，不得少挖、多挖，严格控制挖机行走轨迹，禁止损伤拖梁砼。

⑵铺设C20砼垫层：开挖整平后按设计承载板底面高程放样、标识，浇筑垫层砼，人工整平。

⑶承载板砼浇筑：浇筑前做好砼指标检验和试块制作，检验合格后方可入模一次性浇筑，砼拌和站集中搅拌，砼罐车运输，泵车泵送入模分层浇筑，分层厚度不得超过30㎝，振捣棒振捣密实到位，防止漏振、超振。

3、结束语

在进行高速铁路路基施工中，采取了岩溶注浆、CFG桩对软基进行加固处理，对岩溶特别发育、溶腔较大的段落，采用低桩板处理，满足了高速铁路路基基础承载、沉降、稳定、安全的要求，同时严格施工过程质量控制，达到设计预期要求，建设了合格高铁工程，保证高速铁路的运营安全，推动中国高速铁路的发展。

参考文献

[1]高速铁路路基工程施工质量验收标准，中国铁道出版社，铁建设[2010]240号：57-77

[2]高速铁路路基工程施工技术指南，中国铁道出版社，铁建设[2010]241号：42-62

[3]铁路工程地基处理技术规程，中国铁道出版社，铁建设[2010]126号：62-79

[4]客运专线铁路技术管理手册，中国铁道出版社，铁道部工程管理中心编：8、9、13