CN110258192A - 高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，该施工方法采用在路肩上打孔注浆的方法来填充岩溶塌陷，以不破坏铁路的正常运行，保证正常的交通；且在靠近路基设置的第一排注浆孔采用第一注浆孔和第二注浆孔交替布设，且第一注浆孔垂直于路基表面，第二注浆孔的中轴线与垂直于路基表面的竖直线的偏角为30°，解决了不具备在营业线正上方进行整治条件的施工技术难题。

Description

高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法

技术领域

本发明涉及公路建设领域。更具体地说，本发明涉及一种高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法。

背景技术

随着我国高速铁路的飞速发展，铁路网络遍布全国各地，给人们的出行带来了极大的便利。但是在我国西南地区灰岩广泛分布，加之降水量丰富，岩溶特别发育。营业线高速铁路岩溶塌陷的主要成因是人为岩溶塌陷，即由于人为活动，如抽水、基坑排水、地面渗漏、蓄水及荷载、列车震动、***等一系列活动，加速了地下水的活动、改变了土洞的自稳条件，造成土洞扩大，土洞盖层失稳，从而促成岩溶塌陷的加速产生与发展，对高速铁路行车安全危害严重。高速铁路营业线路基岩溶整治有其特殊性，管理严、风险大、难度高、功效低，尤其是不具备在营业线正上方进行整治的施工条件。这些因素在实践中给整治施工带来了一系列技术型难题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的一个目的是提供一种高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，该施工方法采用在路肩上打孔注浆的方法来填充岩溶塌陷，以不破坏铁路的正常运行，保证正常的交通；且在靠近路基设置的第一排注浆孔采用第一注浆孔和第二注浆孔交替布设，且第一注浆孔垂直于路基表面，第二注浆孔的中轴线与垂直于路基表面的竖直线的偏角为30°，解决了不具备在营业线正上方进行整治条件的施工技术难题。

为了实现根据本发明的目的和其它优点，提供了一种高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，包括以下步骤：

S1、在既有线路路肩上用绿色网片设置安全隔离施工区域，并在既有路基边坡上用钢管搭设满堂支架平台；

S2、有护肩的线路段，在距线路两侧5.5m的路肩坡脚处由内向外布设与线路的长度方向平行的两排注浆孔；无护肩的线路段，在距线路两侧4.0m的路肩坡脚处由内向外布设与线路的长度方向平行的两排注浆孔，两排注浆孔从内向外依次为第一排注浆孔和第二排注浆孔，且注浆孔分为第一注浆孔和第二注浆孔，第一排注浆孔为第一注浆孔和第二注浆孔交替布设，注浆孔布置为：易塌陷区相邻两个注浆孔之间的间距为5m，极易塌陷区相邻两个注浆孔之间的间距为3.5m，第一注浆孔垂直于路基表面，第二注浆孔的中轴线与垂直于路基表面的竖直线的偏角为30°；

S3、在第一注浆孔和第二注浆孔中分别***注浆导管，并用水泥浆将注浆导管固定，其中，水泥浆由硅酸盐水泥与水按重量比为1:0.6～1配制；

S4、将搅拌好的灌浆液经注浆导管均匀注入注浆孔内，完成注浆后用水泥砂浆封闭注浆孔，封孔深度≥2m，且封孔必须封满至注浆孔进口处，水泥砂浆终凝后封闭注浆导管上的止浆阀封，然后清整施工物品，拆除绿色网片。

优选的是，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，步骤S2中绿色网片固定在钢管立柱上，网片高度为1.8m，钢管立柱长为2.0m，钢管立柱的埋深为0.5m，钢管立柱之间的间距为3m，每间隔一钢管立柱设置一根斜撑。

优选的是，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，步骤S5中注浆过程分两次进行，两次注浆过程先后经注浆导管均匀注入稀水泥浆和浓水泥浆，两次注浆过程不中断进行，稀水泥浆的制备方法为：取200～300重量份的硅酸盐水泥、30～50重量份的环氧树脂、40～60重量份的粒径为6～8mm的细沙、20～30重量份的硅酸钠、200～300重量份的水，搅拌均匀即得；浓水泥浆的制备方法为：取200～300重量份的硅酸盐水泥、30～50重量份的环氧树脂、20～30重量份的硅酸钠、100～150重量份的水，搅拌均匀即得。

优选的是，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，第二注浆孔采用跟管钻进，开孔直径不得小于110mm，终孔直径不得小于91mm。

优选的是，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，所述注浆导管在用水泥浆固定之前使用支架支撑，所述支架包括：

底座；

支撑柱，其竖直设置，其下端与所述底座的顶面转动连接；

L形板，其竖直设于所述支撑柱的上方，所述L形板包括一体成型的水平板和竖直板，所述水平板的底面与所述支撑柱的上端固接，所述水平板的顶面沿其长度方向设有与所述竖直板垂直设置的第一滑槽，所述竖直板上设有水平贯穿的通孔；

L形棒，其靠近所述通孔设置，所述L形棒的一个自由端与所述竖直板远离所述水平板的一竖直侧面转动连接；

移动机构，其设于所述水平板的上方，所述移动机构包括：

转动板，其一端与所述水平板沿其长度方向的自由端铰接，铰接处的中心轴垂直于所述第一滑槽的长度方向，所述转动板的底面沿其长度设有第二滑槽，所述第二滑槽的中心轴与所述第一滑槽的中心轴相交；

固定柱，其垂直于所述转动板固设于所述转动板的顶面，所述固定柱的上端固接有一用于支撑注浆导管的抱箍机构；

移动柱，其竖直设于所述水平板和所述转动板之间，所述移动柱的上端与所述第二滑槽滑动卡接，所述移动板的下端与所述第一滑槽滑动卡接；

推杆，其水平设置，所述推杆的一端通过所述通孔与所述移动柱的外侧壁固接，所述推杆的外侧壁上沿其长度方向间隔设有多个同轴设置的环形槽，所述推杆设置为：所述L形棒的另一自由端可选择性与任一环形槽卡接。

优选的是，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，所述转动板的长度不大于所述水平板的长度。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明中通过第一排注浆孔为第一注浆孔和第二注浆孔交替布设，第一注浆孔垂直于路基表面，第二注浆孔的中轴线与垂直于路基表面的竖直线的偏角为30°，解决了不具备在营业线正上方进行整治条件的施工技术难题。

2、本发明不在路基上施工大幅度的缩短了高速铁路营业线封锁线路的时间，既节省劳力、设备使用，又节约了成本、减少了对铁路运营造成的干扰。

3、本发明中采用支架用于支撑注浆导管，可调节注浆导管的倾斜度，便于在水泥浆固定注浆导管之前调整注浆导管的倾斜度，避免了因第一注浆孔和第二注浆孔放入的注浆导管的倾斜度不同，而固定注浆导管的支架设置不同导致的频繁搭建支架而浪费人力物力的情况。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明在一个实施例中的所述支架的截面结构示意图；

图2为本发明在另一个实施例中的所述移动机构的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明提供一种高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、施工前及施工中应注意调查搜集既有管、线网等地下设施，并留足安全作业距离，若钻机对综合管线有影响，应现场调整钻机孔位置，避免影响综合管线引起安全事故；施工前做好“通水、通电、通路”工作，施工前安排专人对施工机械进行安全及性能检查，防止在注浆过程中发生机械故障影响注浆的连续性及在注浆过程中注浆管破裂造成浆液喷射伤人等现象；到车站办理栅栏开口手续，同时申报线路封锁施工计划，在封锁点内安装临时栅栏进行物理隔离，临时栅栏按每200～500m分段进行设置，施工完毕，拆除移到下一施工区段，临时栅栏两端与既有混凝土防护栅栏相接，保证线路处于全线封闭状态，待施工完毕后恢复永久栅栏，即在既有线路路肩上用绿色网片设置安全隔离施工区域，并在既有路基边坡上用钢管搭设3m宽的满堂支架钻孔平台辅助施工；

S2、利用锚固钻机按设计要求进行钻孔，由于无法取心，所以根据钻孔过程中钻土和钻石更换不同钻头以及根据钻杆长度来确定土石分界面和钻孔入岩深度是否达到设计深度的要求，并做好钻孔记录；有护肩的线路段，在距线路两侧5.5m的路肩坡脚处由内向外布设与线路的长度方向平行的两排注浆孔，两排注浆孔均不设在绿色网片远离路基的一侧；无护肩的线路段，在距线路两侧4.0m的路肩坡脚处由内向外布设与线路的长度方向平行的两排注浆孔，两排注浆孔从内向外依次为第一排注浆孔和第二排注浆孔，且注浆孔分为第一注浆孔和第二注浆孔，第一排注浆孔为第一注浆孔和第二注浆孔交替布设，注浆孔布置为：易塌陷区相邻两个注浆孔之间的间距为5m，极易塌陷区相邻两个注浆孔之间的间距为3.5m，第一注浆孔垂直于路基表面，第二注浆孔的中轴线与垂直于路基表面的竖直线的偏角为30°，设置第二注浆孔的方案，解决了不具备在营业线正上方进行整治条件的施工技术难题，以钻孔注浆为主要整治措施，通过注浆充填土石界面附近的土洞、溶洞和溶蚀裂隙，阻隔地表水与地下水之间的水力联系，防止岩溶地面塌陷的发生；按勘探钻孔技术要求施钻，锚固钻机通过在钻进过程中的进尺情况，来判断岩土层分界面，确保钻孔至少入岩5m或溶洞底板以下2m；

S3、在第一注浆孔和第二注浆孔中分别***注浆导管，并用水泥浆将注浆导管固定，其中，水泥浆由硅酸盐水泥与水按重量比为1:0.6～1配制；

S4、将搅拌好的灌浆液经注浆导管均匀注入注浆孔内，完成注浆后用水泥砂浆封闭注浆孔，水泥砂浆终凝后封闭注浆导管上的止浆阀封，封孔深度≥2m，且封孔必须封满至注浆孔进口处；当钻探揭示有溶洞发育、溶蚀破碎且漏水严重时，采用孔口管动态阻塞法，孔口管直径为110mm，当覆盖层为黏性土时封孔深度不小于4m；当覆盖层为砂性土及卵石土时，应封至土石界面，地表4m一下孔口管设置为花管；然后清整施工物品，拆除绿色网片。

在上述技术方案中，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，该施工方法在既有路肩注浆孔内侧处用钢管和钢丝绿网片做临时防护栅栏将既有线与施工区域进行隔离，在线路路肩布设两排注浆孔的内侧处，然后在临时防护栅栏外侧设置钻机平台进行钻孔及注浆作业，钻孔和注浆时所有施工人员均在临时防护栅栏外侧作业，严禁翻越、穿行临时防护栅栏，当有列车通过时，应停止钻孔的施工，等列车通过后才能继续施工；注浆时，在对应的钢丝绿网片上挂上彩条布或者土工膜，防止粉尘及水泥浆污染道床。本发明采用在路肩上打孔注浆的方法来填充岩溶塌陷，以不破坏铁路的正常运行，保证正常的交通；且在靠近路基设置的第一排注浆孔采用第一注浆孔和第二注浆孔交替布设，且第一注浆孔垂直于路基表面，第二注浆孔的中轴线与垂直于路基表面的竖直线的偏角为30°，解决了不具备在营业线正上方进行整治条件的施工技术难题。

在另一种技术方案中，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，步骤S2中绿色网片固定在钢管立柱上，沿线路方向每3m埋设一根钢管立柱，每根钢管立柱2.0m，埋深0.5m，同时钢管立柱间隔5m设置斜撑，临时防护栏高度为1.5m，保证临时防护栅栏的稳定性。

在另一种技术方案中，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，步骤S5中注浆过程分两次进行，两次注浆过程先后经注浆导管均匀注入稀水泥浆和浓水泥浆，两次注浆过程不中断进行，注浆压力(孔口压力表读数)为0.2～0.4Mpa，终注压力0.3～0.5Mpa，终注条件为：在注浆压力下连续注浆10min的注入率不大于5L/min时，可终止注浆，稀水泥浆的制备方法为：取200～300重量份的42.5级普通硅酸盐水泥、30～50重量份的环氧树脂、40～60重量份的粒径为6～8mm的细沙、20～30重量份的硅酸钠、200～300重量份的水，搅拌均匀即得；浓水泥浆的制备方法为：取200～300重量份的42.5级普通硅酸盐水泥、30～50重量份的环氧树脂、20～30重量份的硅酸钠、100～150重量份的水，搅拌均匀即得。

在另一种技术方案中，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，考虑到既有线的安全问题及路基岩溶整治为一次性整治，不需要探灌结合，可不取芯，所以斜孔选用锚固钻机施工，第一注浆孔采用地质钻机施工；第二注浆孔采用跟管钻进，开孔直径不得小于110mm，终孔直径不得小于91mm；钻进时注意岩溶空洞会出现掉钻具的危险，应量测空洞的深度、大小，记录要详细；营业线施工情况特殊复杂，不采用水冲洗成孔的方法，采用空压机冲洗成孔，以避免二次塌陷。

在另一种技术方案中，如图1～2所示，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，所述注浆导管在用水泥浆固定之前使用支架支撑，所述支架包括：

底座1；

支撑柱2，其竖直设置，其下端与所述底座1的顶面转动连接，以便于所述底座1固定后，所述支撑柱2可以转动调节方向；

L形板3，其竖直设于所述支撑柱2的上方，所述L形板3包括一体成型的水平板和竖直板，所述水平板的底面与所述支撑柱2的上端固接，所述水平板的顶面沿其长度方向设有与所述竖直板垂直设置的第一滑槽，所述竖直板上设有水平贯穿的通孔；

L形棒301，其设于所述通孔的正上方，所述L形棒301的一个自由端与所述竖直板远离所述水平板的一竖直侧面转动连接，以使所述L形棒301可绕着其与所述竖直板转动连接的部分的中心轴转动；

移动机构，其设于所述水平板的上方，所述移动机构包括：

转动板4，其一端与所述水平板沿其长度方向的自由端铰接，铰接处的中心轴垂直于所述第一滑槽的长度方向，所述转动板4的底面沿其长度设有第二滑槽，所述第二滑槽的中心轴与所述第一滑槽的中心轴相交，所述第二滑槽在水平面的投影与所述第一滑槽重合；

固定柱5，其垂直于所述转动板4固设于所述转动板4的顶面，所述固定柱5的上端固接有一用于支撑注浆导管6的抱箍机构7，以固定所述注浆导管；

移动柱8，其竖直设于所述水平板和所述转动板4之间，所述移动柱8的上端与所述第二滑槽滑动卡接，所述移动板的下端与所述第一滑槽滑动卡接；

推杆9，其水平设置，所述推杆9的一端通过所述通孔与所述移动柱8的外侧壁固接，所述推杆9的外侧壁上沿其长度方向间隔设有多个同轴设置的环形槽，所述推杆9设置为：所述L形棒301的另一自由端可选择性与任一环形槽卡接，以固定所述推杆9的位置和固定所述移动柱8的位置，从而决定所述转动板4的倾斜角度，进而控制所述抱箍机构7固定的注浆导管的倾斜角度。

在另一种技术方案中，所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，所述转动板4的长度不大于所述水平板的长度，以避免所述移动柱8靠近所述竖直板移动时，所述转动板4与所述竖直板发生干涉。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在既有线路路肩上用绿色网片设置安全隔离施工区域，并在既有路基边坡上用钢管搭设满堂支架平台；

S2、有护肩的线路段，在距线路两侧5.5m的路肩坡脚处由内向外布设与线路的长度方向平行的两排注浆孔；无护肩的线路段，在距线路两侧4.0m的路肩坡脚处由内向外布设与线路的长度方向平行的两排注浆孔，两排注浆孔从内向外依次为第一排注浆孔和第二排注浆孔，且注浆孔分为第一注浆孔和第二注浆孔，第一排注浆孔为第一注浆孔和第二注浆孔交替布设，注浆孔布置为：易塌陷区相邻两个注浆孔之间的间距为5m，极易塌陷区相邻两个注浆孔之间的间距为3.5m，第一注浆孔垂直于路基表面，第二注浆孔的中轴线与垂直于路基表面的竖直线的偏角为30°；

S3、在第一注浆孔和第二注浆孔中分别***注浆导管，并用水泥浆将注浆导管固定，其中，水泥浆由硅酸盐水泥与水按重量比为1:0.6～1配制；

S4、将搅拌好的灌浆液经注浆导管均匀注入注浆孔内，完成注浆后用水泥砂浆封闭注浆孔，封孔深度≥2m，且封孔必须封满至注浆孔进口处，水泥砂浆终凝后封闭注浆导管上的止浆阀封，然后清整施工物品，拆除绿色网片。

2.如权利要求1所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，其特征在于，步骤S2中绿色网片固定在钢管立柱上，网片高度为1.8m，钢管立柱长为2.0m，钢管立柱的埋深为0.5m，钢管立柱之间的间距为3m，每间隔一钢管立柱设置一根斜撑。

3.如权利要求1所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，其特征在于，步骤S5中注浆过程分两次进行，两次注浆过程先后经注浆导管均匀注入稀水泥浆和浓水泥浆，两次注浆过程不中断进行，稀水泥浆的制备方法为：取200～300重量份的硅酸盐水泥、30～50重量份的环氧树脂、40～60重量份的粒径为6～8mm的细沙、20～30重量份的硅酸钠、200～300重量份的水，搅拌均匀即得；浓水泥浆的制备方法为：取200～300重量份的硅酸盐水泥、30～50重量份的环氧树脂、20～30重量份的硅酸钠、100～150重量份的水，搅拌均匀即得。

4.如权利要求1所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，其特征在于，第二注浆孔采用跟管钻进，开孔直径不得小于110mm，终孔直径不得小于91mm。

5.如权利要求1所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，其特征在于，所述注浆导管在用水泥浆固定之前使用支架支撑，所述支架包括：

底座；

支撑柱，其竖直设置，其下端与所述底座的顶面转动连接；

L形板，其竖直设于所述支撑柱的上方，所述L形板包括一体成型的水平板和竖直板，所述水平板的底面与所述支撑柱的上端固接，所述水平板的顶面沿其长度方向设有与所述竖直板垂直设置的第一滑槽，所述竖直板上设有水平贯穿的通孔；

L形棒，其靠近所述通孔设置，所述L形棒的一个自由端与所述竖直板远离所述水平板的一竖直侧面转动连接；

移动机构，其设于所述水平板的上方，所述移动机构包括：

转动板，其一端与所述水平板沿其长度方向的自由端铰接，铰接处的中心轴垂直于所述第一滑槽的长度方向，所述转动板的底面沿其长度设有第二滑槽，所述第二滑槽的中心轴与所述第一滑槽的中心轴相交；

固定柱，其垂直于所述转动板固设于所述转动板的顶面，所述固定柱的上端固接有一用于支撑注浆导管的抱箍机构；

移动柱，其竖直设于所述水平板和所述转动板之间，所述移动柱的上端与所述第二滑槽滑动卡接，所述移动板的下端与所述第一滑槽滑动卡接；

推杆，其水平设置，所述推杆的一端通过所述通孔与所述移动柱的外侧壁固接，所述推杆的外侧壁上沿其长度方向间隔设有多个同轴设置的环形槽，所述推杆设置为：所述L形棒的另一自由端可选择性与任一环形槽卡接。

6.如权利要求5所述的高铁线路路基岩溶塌陷的施工方法，其特征在于，所述转动板的长度不大于所述水平板的长度。