煤系边坡钢花管注浆加固施工技术

李学武

（广东晶通公路工程建设集团有限公司，广东 广州 510635）

工点分布地层主要有；第四系残坡积（Qel+dl）粘土及亚粘土，石炭系中上统壶天群（C2+3ht）白云岩，石炭系下统测水组（C1dc）煤系地层，病害主要发生在该地层中，该地层从上至下，有砂页岩、炭质页岩夹煤、炭质灰岩、灰岩四大层。其中炭质页岩（泥岩）夹煤层，一般厚5-19.0m，最大厚度数24.5m。

工点范围内主要发育与区域性的芙蓉山一龙归断裂走向相近的 F1、F2、F3、F4 四条断层，断层走向与芙蓉山-龙归向斜轴向一致。由于受断层挤压，岩层破碎，尤其是煤系地层揉皱，褶曲严重，炭质灰岩及白云岩裂隙十分发育，其中尤以F2、F3之间地层挤压破碎最为严重。

1 设计概况

一、二、三级设置钢花管注浆，钢花管间距2.5m×3.0m,共两排钢花管，钻孔孔深12m，孔径130mm，花管用φ90 钢管制作。

钢花（锚）管注浆注浆采用纯水泥浆，用P.O42.5R 普通硅酸盐水泥，二次劈裂注浆，压力1～3Mpa，水灰比0.7～0.8。框架梁肋间距为5.4×4.0m，截面均为0.3×0.3m，用C25 砼灌注。

框架顶横梁以上，底横梁以下，采用厚30cm M7.5 浆砌片石嵌边。框架内采用三维网植草。

2 工艺流程

3 钢花（锚）管注浆施工控制

3.1 钻孔

钻孔方法：采用YQ100B 潜孔钻机、干钻法施工,钢花管成孔孔径φ130mm，孔深12m；钢锚管成孔孔径φ90mm，孔深12m。

钻孔过程中，要做到“一听、二看、三记录”原则。一听：根据潜孔锤在地层下冲击时发生的声音，分析地质情况；二看：根据吹出来的岩尘样，分析岩层变化情况，决定操作进度快慢、进给压力的大小；三记：及时做好孔位编号、钻孔时间、回次、进尺的深度，地质、水文情况。

钻孔施工中遇到的特殊情况及处理方法：钻孔过程中，如遇到严重的地下水，应先采取仰孔排水后钻孔。

若遇到破碎带，破碎块石卡钻，浅层时可用钢筋钩子将破碎块石慢慢钩出来，继续钻进成孔。

若遇到裂隙出现跑风现象时应对该孔进行注浆处理，待浆体凝固并达到70%强度后，重新开孔。

若遇高液限粘土层，换“三叶”钻头。

3.2 钢花（锚）管、注浆管材质规格及加工

钢花（锚）管规格：钢花管及钢锚杆分别选用Φ90mm×5mm（壁厚）和Φ60mm×4mm（壁厚）无缝钢管。

钢花管及钢锚管按相同要求加工：a.钢花管孔眼具体布设为：从管口以下0.5m 范围内不打眼，管底以上0.3m 不打眼，其余部分螺旋式钻眼。考虑到尽量减少对钢管强度的影响，用台钻螺旋式钻孔，钻孔直径6mm，孔步距200mm，孔步高94mm，每一截面布一孔。钢管钻眼后，用塑料胶带封住，保证在第一次常压注浆时不漏浆，胶带需位于眼位正中处，两侧尽量少，以便水泥浆与钢管尽量多的粘接，同时又要保证下管时胶带不破损。封好胶带后，在运至孔位时，应抬起，不得在地上拖拉擦伤钢锚管胶带。b.钢管每节长3～4m，采用丝扣连接，下管时用管箍接管。c.为保证钢花管安放在钻孔中间，确保钢花管有足够保护层，自下而上每隔3～4m 焊一组对中架，对中架用φ18～φ20 钢筋箍焊于钢花管外壁。d.最下一节钢花管末端焊接一厚5mm，直径与钢管外径相等的封端钢板，钢板中心留一Φ20mm～Φ22mm 的圆形孔，再在钢板底焊Φ20mm 钢筋制作的U型托架，避免钢花管的端头直接插入孔底锈蚀，尖端刷防锈漆进行防锈处理。

注浆管。第一次注浆管采用φ20PVC 管，一次性使用；第二次劈裂注浆管采用6 分镀锌管，壁厚2～2.5mm，长2m 一节，两端加工丝扣以便上下提升，注浆管时用管箍接管及拆卸。

3.3 钢花管及注浆管的下管安装、注浆

注浆工艺。压浆是保证钢花管加固效果的关键工序之一。高质量的注浆，取决于正确选用水灰比及注浆压力，浆液配合比的合理性直接影响着浆体的强度、渗透能力及灌浆的难易程度（可灌性）。由于本区段土层孔隙比较小，进行二次劈裂注浆是十分必要的。采用高压灌浆，可使浆液受阻后向土体扩散，增加浆体扩散半径，改变土的工程性能，提高土体强度，从而提高土的摩阻力，提高土体的抗滑性。根据设计要求和现场试验，采用自孔底反向二次劈裂注浆技术，较为合理浆液配比为0.7：1，注浆工艺控制按注浆压力为1～3Mpa 或水泥用量250～300kg/m 双控。水泥采用P.o42.5R 普通硅酸盐水泥。

钢花管的下管安装。钻孔成孔后，在最下一节钢花（锚）管内套装第一次注浆管(φ20PVC管)，然后下管安装，操作程序如下：将注浆管的上端从钢锚管管底圆孔中穿入，从钢锚管上口穿出。注浆管下端从钢锚管外留10cm长，用胶带封好出口并用铁丝将注浆管末端固定在U型托架上。用人工吊装最下端一节钢花管入孔，上端留出0.3～0.5m管头，用管箍箍紧钢管顶，接着下入第二、三节钢管，两节之间外加丝扣钢管连接。下管过程中注意不要碰坏钢管外的胶带。钢锚管注浆采用第一次静压浆和第二次分段劈裂注浆法。

A、钢锚管入孔后进行第一次注浆。第一次注浆是浆液通过PVC管进行常压注浆，注浆管从孔底自下而上反向压浆，将孔底残留的碎碴压出孔外，当孔口流出浆液约10～15秒后，可停止注浆。第一次注浆完成后，立即进行封处理。

B、第二次分段劈裂注浆

当第一次注浆后浆强度达到5Mpa 或第一次注浆后约12小时水泥浆初凝即进行第二次注浆，第二次注浆是将注浆管下到钢花管管底按分段要求自下而上进行劈裂注浆。采用水灰比0.7～0.8,劈裂压力2MPa左右。

4 注浆施工体会

把好钢花管加工制作质量关，钢管钻孔一定用台钻钻眼孔，严格按设计的孔步距和孔步高螺旋式钻眼，保证每一截面只有一个孔，不削弱钢管的强度。钢花管管壁焊对中架，保证钢管能安放在钻孔正中，同是也确保第一次注浆能使钢花管管壁形成足够保护层。

钢花管的最末端焊接厚度5mm 的钢板，并焊上U型托架钢筋。其作用是：①方便下管安装；②避免第一次注浆管堵塞；③避免钢管插入孔底锈蚀。

调整各孔钢花管接头，使同一截面钢花管接头不超过50%。严格控制配合比，水和水泥必须秤量，水泥浆要搅拌均匀，保证搅拌时间。不得随意变更浆液浓度、胶凝时间。注浆时一定保证注浆的压力和孔口的压力，确保劈裂注浆效果。尽量缩短泵送的长度，减少压力损耗。试验选定的双液配比和深度进行封孔，保证封孔的质量。控制好第二次劈裂注浆的时间，以保证劈裂注浆效果。

注浆时注意观察注浆泵及孔口压力值的变化及注浆量的变化，可能出现几种情况及处理办法：A、当注浆压力发生骤降，吸浆量迅速减少和不吸浆，此时应检查吸浆笼头或吸浆口球阀是否被堵。B、当泵压突增，而孔口压力升压很慢或不升压，吸浆能力降低或停止，检查输浆管是否堵塞。C、当压力突然减少，注浆量突增，注浆孔无法注满时，可能有土洞或遇有大裂隙，此时注意观察周围边坡附近有无跑浆、漏浆，防止浆液向地表渗出。遇此情况可采取如下措施进行处理：①在浆液中加入速凝剂，如在浆液中加入水泥重量2%的氯化钙。②调整注浆压力，调整水灰比，增加浆液稠度。③采取间隙注浆法。

每注完一次浆，一定要注意清洗注浆管，保持注浆管畅通。

5 结束语

灌浆技术加固高边坡，在技术上是可行的，在施工质量和处理效果上是有效的，对其稳定性将得到较大的提高。灌浆技术的关键是灌浆压力的选择和控制、二次劈裂时间、浆材配比和灌浆工艺。灌浆参数的选择是一个复杂的问题，只有通过现场试验才能切实地确定。

[1]成万更.钢花管注浆法在高速公路路基处治中的应用[J].宁波大学学报.