浅析斜向水泥土桩法加固既有铁路路基施工技术的运用

李向东

（中铁十六局集团第四工程有限公司 北京 怀柔 101400）

1 引言

斜向水泥土桩法已经被广泛地应用于铁路运输列车通行的情况下的路基加固施工技术，对于现代社会运输行业具有关键的意义。目前为止，斜向水泥土桩法是唯一一种可以在列车通行状态下对铁路路基进行加固的方法，同时该技术还具备较高的牢固性与效率。斜向水泥土桩法结合了加固技术与单管旋喷高压注浆技术，进而在路基内部形成斜向柱状的固体水泥载体，不仅有效加固了铁路路基，还在较大程度上改善了因铁路路基承载力不足难以承载较大的、各方面的压力而导致的一系列危害。该技术最大的特点是操作上的简便性、适用的广泛性、列车通行下便可进行施工、安全系数较高、允许在0到90度范围内的任何加固角度进行一定的调整，总而言之，该技术不管是在强度、效率还是在质量上都达到了较高的水准，是目前应用于铁路路基加固一种非常有效的方式。

2 斜向水泥土桩法进行铁路路基加固的结构原理分析

斜向水泥土桩法在加固铁路路基施工工艺上一般包含两个主要的程序：（1）喷钻成孔。在该过程中，一般由施工者应用专用或普通的钻孔设备进行预成孔，亦或是应用旋喷钻机驱动喷射管头直接进行喷射成孔。在第二种直接喷射成孔中，要求喷射管的密封性必须良好，在喷射头的选择上必须是1到2个，而且必须要具备横向喷嘴这个比较特殊的装置。若是采用第一种预成孔的方式，在普通钻孔机钻到原定深度的时候，需要进一步采用旋喷机进行施工，将喷射头下置到孔洞的底部，将喷射头直接送至原定的深度再进行施工。（2）喷射巩固。在该施工过程中，需要使用高压水泥浆或者是其他类型的固化剂等，此时，需要在大于等于15MPa的压力下，进行喷射加固，固化剂通过喷射管到达喷射头再进行土中的横向喷射。在这个过程中，施工人员在喷嘴的选择上注意选取直径大约为2毫米的横向喷嘴，当喷嘴在途中进行施工作业时，施工人员要运用钻杆进行整体性的辅助作业，一边上升一边进行旋转，使其作业的效率得到较大的提高。在此施工过程中，由于高压喷射强流在削削上具有非常大的力度，从而有效结合了中途喷射出来的水泥和周边土壤，促使二者形成搅拌混合与削切圆滑结合的有利关系，水泥浆与土壤的有效结合形成了“斜向水泥土桩”成型之前的加固体，同时，这也是该项技术对铁路路基进行加固的根本原理之所在。

3 斜向水泥土桩法施工过程中所需工具分析

（1）喷旋钻机是该施工技术正常进行的必备工具之一，在对该工具进行选择时，主要看中工具的钻进提升速度、提升力、旋转速度等等相关参数，择优而取，就目前来讲，我国在施工过程中主要使用的喷旋钻机型号主要有M G50-AX、M GJ50A等；（2）高压注浆泵是进行液态单管旋喷的专门工具，其在压力要求上必须大于等于15MPa，施工过程中常使用的高压注浆泵型号主要有GPB-90、GZB-40C；（3）高压胶管的主要作用是连接高压注浆泵与钻机，其内径一般在19到25毫米之间，同时采用高压钢丝对胶管进行编缠，有效保障工作压力高于或者等于喷射泵的压力；（4）喷射注浆管一般包括单管导流器、喷射头和钻杆三个部分，是该施工技术的专用器具；（5）泥浆搅拌机，主要是对水泥浆进行搅拌，在此应根据实际注意其容积及其搅拌翼旋转速度的控制；（6）排浆泵主要用来处理施工现场大量的废弃泥浆；（7）发电机主要用于在难以连接外部电源的区域进行自行发电，为施工提供电源；（8）其他辅助器具。除以上各类工具外，该技术的正常施工还需要一些监测仪表等辅助工具，通过仪表显示等的报警等及时发现原定数据与施工数据之间的差异并及时改进及即时控制，也可以通过这些仪表录入的数据为以后施工设备的选择提供一些参考依据，避免不必要的麻烦与意外状况的发生。

4 斜向水泥土桩法施工工艺分析

4.1 前期准备工作

正式施工前，进行多次现场勘查，掌握详细的地质状况、制定施工计划是十分必要的，最好是制定成册，以保证整个施工过程能够顺利开展。具体来讲，施工前应该按照施工的设计图纸对施工现场的孔位进行勘察，查看孔位是否存在障碍物影响施工或者因障碍物引起安全问题，如果发现障碍物存在则应及时制定相关的解决策略进行障碍物的排除，如果存在的障碍物难以移除，那么施工方则应该及时与相关的单位进行协商，对孔位的选择设计进行修改；除了对孔位进行详细的勘察外，对于施工现场的质地进行勘察也是十分必要的，只有在经过前期详细的勘察、制定了详细的、符合实际的施工计划之后才能更好的进行后期的施工工作。

4.2 斜向水泥土桩法具体施工工艺相关程序分析

（1）程序安排：钻机就位、开孔、放置注浆管、钻头到达原定的深度、高压注浆泵喷射注浆、水泥浆喷射到原定的高度、结束喷射、喷钻机停滞、拔出注浆管、清洁机具和孔口。

（2）设定施工相关的参数。在斜向水泥土桩法对既有铁路路基进行加固施工的整个施工过程中，施工方必须根据施工地的质地、想要获得的加固效果、根据其施工经验，进行施工技术相关参数的设定，在对各项参数进行设定之后，还要严格控制其在整个施工过程中的实际应用。

（3）斜向水泥土桩法施工工艺。

斜向水泥土桩法施工工艺主要包含四大步骤：（1）喷射过程，采用高压喷射注浆的方式，在喷射管插入后自下而上、自里而外的进行喷射，有时注浆也需要分析，以便以继续进行，将喷射管拔出，随后进行相关搭接，在此应该注意搭接的长度大于等于100毫米，以保证固结体的整体性；（2）第二次喷射，在该过程中，主要是对首次喷射的部位再次进行喷射，需要保证喷到顶之后再将其放下进行该部分的重新喷射，二次喷射的效果主要是增强了固结体的整体效果，所以，在外界条件许可的状况下，亦可以进行多次喷射；（3）泥浆外冒处理，在该过程中，施工人员应注意观察外冒泥浆中所掺杂的颗粒状土块，并根据其土块情况进行地质、土层状况的判定，从而做出是否进行施工参数修改的决定，以保障施工的良好效果及顺利进行；（4）防止收缩的处理，在该过程中应注意适当使用捣实并回灌外冒泥浆的方式进行二次注浆，以防止因浆液析水或者地质层性质等因素而出现的凹穴的产生。

[1]宋绪国，王铸.斜向水泥土桩加固路基设计计算方法探讨[J].铁道工程学报，2013(08).

[2]王铸，宋绪国.斜向水泥土桩法加固既有铁路路基施工技术研究[J].铁道标准设计，2013(01).