探究高铁施工中软土地基的施工工艺运用

王亮

针对某新建高速铁路工程实际情况，在介绍软土地基主要特点和对工程建设造成的影响的基础上，对工程采用的岩溶注浆工艺及其具体运用进行深入分析，最后通过实践得出本工程软土地基处理顺利完成，并经检验确认处理效果良好，质量合格，所用工艺方法具有良好参考借鉴价值的结论。

经济社会发展极大地推动了交通运输基础设施建设，并且也对铁路运输有了更高要求。如今，高速铁路建设已成为铁路运输未来发展的主要规划。然而，在高速铁路建设过程中，经常会遇到软土地基，因软土地基工程性质较差，所以不可作为高速铁路基础，基础施工前必须对其进行处理。这就要求工程建设必须做好软土地基分析、施工工艺选择和运用，这对保证工程质量与运营安全有重要意义。

一、软土地基主要特点

1.软土地基含水量较高，内部孔隙大，密度、强度、透水性均较低，且具有很高的压缩性。此类土体受荷载作用后会产生较大压缩量，同时排水固结速度慢，难以保持稳定。

2.具有结构性，软土力学结构主要受应力水平控制，如果应力水平较低，则会降低土体压缩性，而应力水平的提高会导致结构破坏；结构性具有不可逆特性，即软土结构如果被破坏，则无法恢复，进一步增大压缩量；土类应力同样具有结构性，这种应变关系具有剪胀性特征。若在这种地基建设工程，一旦施工程序不当则会造成质量问题，严重时将引发事故。

3.多数地区的地表因淋洗及风化作用会产生硬壳层，其压缩性较低或为中等水平，有很高的强度，若将其作为地基，则能有效减少沉降。

鉴于软土地基存在上述特点，在高铁施工中必须采取有效措施处理软土地基，以防其对工程质量及安全造成影响。

二、高铁施工软土地基处理工艺运用

1.工程概况

以某新建高速铁路工程为例进行分析。经前期地质勘察，工程所在区域地质条件复杂，覆盖层以粉质黏土与黏土为主，具有弱膨胀性，此外局部还分布有煤系地层、岩浆岩地层与浅变质岩地层。按现行施工标准，结合工程实际情况，在施工中必须采取有效的处理措施，以消除软土地基不利影响，提高基础整体承载能力，保证稳定性。综合考虑本工程软土地基性质，结合现有施工条件，决定采用岩溶注浆工艺处理软土地基。

2.施工准备

（1）严格按照先探后灌的基本原则进行地基处理，对于路堑段，需要在开挖到路基面以后才能开始补勘，并充分考虑补勘结果，制定针对性处理方案。

（2）对场地进行预平整处理，同时在钻孔位置挖出集水坑与沟槽。

（3）注浆开始前，对所有机械设备进行检查和校对，确保所有机械设备都保持最佳工况，避免因设备问题造成施工中断。

（4）根据设计文件的要求确定并标出注浆孔具体位置，同时进行必要的复测，以保证位置准确性。

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3.钻机及注浆设备就位

（1）在准确标出注浆孔具体位置后，将钻机移动到相应的位置，为钻孔施工做好准备。

（2）在钻机到达指定位置后，人工检查调整，并进行加固，以免在钻孔时发生位移。

（3）按照就近原则安装所有附属设备，在安装注浆管线时应做好加固并严格控制长度，要求控制在0.3～0.5m范围内，如果线路过长，将造成压力损失。

4.钻孔施工

（1）孔位和钻杆完全对准，钻孔直径应略大于设计孔径。钻孔时应缓慢加速和加压，并始终保持较大水量，以避免斜孔。在钻进到一定深度之后，用套筒进行护壁，通过护壁能有效提高孔壁土体稳定性，防止塌孔。此外，在钻进的同时还应加强观察，做好施工记录。

5.注浆施工

（1）在开泵以前，应先将转芯阀调整至回浆处，确认泵吸水处在正常状态后，缓慢减小回浆口，使泵压升高，在泵压与设计注浆压力相等时，若3min未出现故障，则可完成试泵，准备进行注浆施工。

（2）成孔且孔壁、孔深、孔径、孔底沉渣等检查项目完成，均确认合格后，下入注浆管。如果孔底沉渣不满足要求，则应使用钻机进行扫孔。在确认注浆管没有堵塞后，开始安装固定。将注浆管伸入孔底，孔外注浆管长度以便于和管路及阀门的连接为准控制，放好注浆管之后，于管口处加盖，避免杂物混入，最后对管体与止浆塞进行加固。

（3）注浆管安装与加固完成后，进行压水试验，压力从0缓慢增至设计压力，保持至少15min。通过压水试验，能确定设计注浆压力条件下的实际吸浆量。

（4）注浆使用的水泥浆液，其水灰比按0.8∶1～1∶1控制，现场由高速拌浆机进行制备。如果遇到岩溶通道和溶洞，则应先注满稀浆，然后进行双液注浆。向浓水玻璃适量加水，在加水的同时均匀搅拌，并用玻美计对浓度进行检测。设计要求美度应控制在38°～43°范围内。配好的浆液送入储浆桶保存，尽快使用，以免长时间放置变质造成浪费。

（5）上述工作完成后运转管路系统，以不超过两倍终压的压力检查系统吸浆性能，同时连接电路和水。再检查确认系统是否具有良好的耐压能力；改正管路连接上的错误。试运转的时间一般不能少于20min，以此使系统充分预热。

（6）按照从坡脚到中心和从两侧到中部的顺序进行注浆。实际施工时的注浆压力需根据岩溶发育情况控制，一般岩溶发育应控制在0.3～0.5MPa范围内，而极发育时应控制在0.1～0.3MPa范围内。

6.注浆结束标准

在终压条件下持续注浆至少10min没有明显的注入率变化，且不超过5L/min时，即可结束注浆。

7.提管与封孔

达到注浆结束标准时应立即取出注浆管，否则将由于浆液凝固而难以取出。取出注浆管后，对其进行清洗，避免管内残留浆液造成堵塞影响下次使用。对于取管后留下的孔洞，应使用水泥砂浆进行封闭，要求封闭深度不小于0.5m。

8.效果检验

（1）注浆完成14d后对注浆效果实施检测与综合评价，检查常用方法有钻孔取芯、面波检测及压水试验等，必要时需联合使用多种方法进行检测，以保证检测结果的准确性。

（2）在进行面波检测时，应按照10～15m的要求对横向测线间隔距离进行控制，要求测线均匀布置，数量应在1根以上，在加固长度基础上加50m即为纵向测线长度。

（3）在进行压水试验时，需按照注浆孔总数3%进行控制，每次至少检验两个注浆孔。

（4）在进行钻孔取芯检测时，需按照注浆孔总数5%进行控制，同时应达到3孔以上；在注浆量相对较大的孔位周围布置钻孔，取得试样后及时送至试验室进行检测。

三、结语

综上所述，软土地基不可直接作为高速铁路基础，应在施工中根据地质条件、软土类型等采取有效措施进行处理，只有这样才能保证基础稳定性和承载力。本工程软土地基处理采用岩溶注浆工艺处理，现已顺利完成施工，经检验，软土地基处理效果良好，基本满足设计和规范提出的要求，所用施工工艺具有良好参考借鉴价值。