高速公路路基滑坡路段钢管注浆加固技术

李斌

摘 要：钢管注浆是一种压密注浆和锚杆注浆相结合的滑坡处理技术，可有效降低不均匀沉降，取得良好的路基滑坡段加固效果。文章以实际工程为例，对高速公路路基滑坡路段钢管注浆原理进行了分析，然后对高速公路路基滑坡路段钢管注浆加固施工技术进行了探讨，提升了坡体的承载力，保证了滑坡路段的稳定性。

关键词：路基滑坡路段 钢管注浆加固 钻机钻孔

1.工程概况

K57+184-K57+940段左侧边坡设计共二级，边坡采用台阶型设计，每10m高设平台，一级边坡平台2m，边坡坡率采用1：1～1：1.25。防护形式采用窗孔式护面墙+六棱块植灌草防护。2016年年底边坡开挖后先后发生小范围滑塌，现场四方确定将在K57+430～K57+510段一级边坡防护形式变更为路堑挡土墙，二级边坡适当放缓防护形式调整为实体护面墙。在2017年4月边坡顶部出现裂缝，四方于现场确定将边坡二级以上放缓并调整防护形式，但因征地问题未能实施。2017年7月在连续暴雨后边坡进一步发生破坏，原坡顶裂缝发展为高1.5～4m不等错台，同时K57+430～K57+450段一级边坡已施工的路堑挡土墙向外推移并下沉，最大处位移>3m、下沉0.6m。对该边坡进行了补充地质勘查，勘查结果显示该滑坡范围为K57+380～K57+510，为小型牵引式滑坡。因该处边坡地面线过陡，故四方确定采用注浆加固滑体及部分清方的方案。边坡K57+380～K57+450段一级边坡及左幅路基（不包含中央分隔带）采用钢花管注浆固结滑体，边坡K57+425～K57+445段边坡坡顶采用钢管加固以确保上部边坡安全。

2.钢管注浆加固原理

钢管注浆加固法指的是按照一定的间隔距离在加固区布置注浆管，在注浆钢管上设置注浆孔，并焊接倒刺。使钢管可以穿入到加固层中，穿入深度要控制在0.5～1m左右。将注浆钢管打入到地表后，使用水泥浆进行注浆，按照设计的配比制备好水泥浆，然后利用高压泵级将水泥浆液压入到土体中。此方法具有施工速度快、加固见效果好、差异沉降小等优点。如图1所示为钢管注浆结构示意图。

3.钢管注浆加固技术

3.1修整坡面

在施工前，首先使用挖掘机对坡面进行粗略修整，然后安排作业人员进行精修。施工期间需将边坡坡率控制好。边坡开挖到某标高值后，要立即开展锚杆施工，防止开挖边坡时出现滑坡的情况。工人进场后，人工从上到下将松动的岩石和坡面杂物清理干净，将出现松动的岩石块凿除，保证施工平面的平整度。在危岩清除过程中，要在平台的周围布置安全网，每一层平台都要将跳板铺满，避免岩石从施工场地滚出后对机械造成损坏，造成不必要的伤亡事故。

3.2钢花管加工

本工程使用Ф108×8mm无缝钢管作为注浆钢管，钢管使用套管焊接或对口焊的方式进行连接。分别采用6m和4m两种规格的钢管。管身钻孔直径设计为10mm，钢管竖向间隔距离为50cm，按照梅花形布置，钢管底部封闭。

考虑到钻孔的底部会出现残渣，为了防止钢管直接接触到残渣，需在钢花管的底部焊接锥形头。在焊接过程中，使用单面满焊接的方式进行施工。设计锥头的长度为200mm，焊接过程中不允许浇水，并在焊接完成后自然冷却。

为了确保钢化管注浆过程中可以放在钻孔中心位置，需将支撑钢筋在钢管上部进行满焊，钢管上部采用4根Φ20mm钢筋作为上部支撑钢筋，设计单根钢筋的长度为340mm。使用双面焊接的方式进行焊接施工。地面和支撑面的程度控制在140mm，焊接时不允许浇水。

钢花管底部使用钢板密封焊接，设计钢板的厚度为5mm，钢板的中部钻一个可以由PVC管通过的孔。在注浆钢管上部管口位置布置一个拆卸方便、密封性良好的注浆口，注浆口位置布置控制阀，确保注浆过程中水泥浆灌注压力的稳定性。为了提升钢管和水泥砂浆的粘聚力，避免水泥浆液从孔眼处冒浆，需使用钢丝球或砂纸对钢管表面进行除锈。

3.3钻机钻孔

本工程使用机械成孔的方式进行钻孔施工，成孔直径控制在Φ130mm，在进行成孔期间要做到无水钻进，各孔要超钻20cm。在进行钻孔时，需根据数据将孔位放出，要求鉆孔孔位误差≤50mm，将竹签插入到孔位上，然后使用油漆标出孔号，保证施工时对该钻孔的位置进行记录。钻孔完成后，要求钻孔的垂直度误差要控制在1%以内。钻孔至设计深度值后，对深度进行测量，使用长度为1m，并且直径和钢化管相同的钢管进行一次试放，确定达到设计深度后即可将钢花管正式放入。

3.4钢花管入孔

在进行钢花管下放时，首先从管底孔中穿入首次注浆的PVC管，然后从钢花管口穿出。PVC管下部要从钢花管底部伸出管外10cm，并使用一个密封圈套在PVC管外，然后使用胶带将其固定好。然后再钢花管底盖孔中塞入密封圈，并将PVC管和钢花管结合处密封好。

将钢花管吊入到孔中，然后在上部留出0.4m的管头。为了避免吊装过程中不会损坏管壁胶带，需使用水泥袋或棉纱包裹住套钢丝绳的地方。在吊装过程中要做到匀速下放，以免在下放过程中将封眼胶带损坏。如果出现破洞或损伤的情况，则要重新封闭好后再次进行下管。

3.5注浆施工

采用P.O32.5普通硅酸盐水泥、重钙粉复合浆液、粉煤灰作为注浆填充材料，设计水灰比为0.75：1～1：1，在注浆过程中将注浆压力控制在0.25～0.5MPa，注浆初期先采用1：1的稀浆，然后逐步将压力提升到0.5MPa时，采用0.75：1的浆液进行注浆。使用压浆泵进行二次注浆，根据各段的注浆压力值对注浆压力进行控制，如果发现压浆管抖动剧烈则立即终止压浆，并将回浆阀门打开。注浆钢管进行注浆前需对孔口进行封口，在封口的过程中要提前预埋一根排气管。选用分次间歇式注浆的方式进行二次注浆施工，待首次注浆稳定后即可对排气孔进行封口，然后进行第二次钢管压浆。如果压浆量>设计量，但路基、坡面等位置还有水泥浆液渗出或注浆压力表还没有稳定，此时需暂停注浆，并在水泥初凝后再次进行压浆。如此循环直到将水泥浆压满到设计压力值。当压力值达到稳定后，关闭管口控制阀门，然后将注浆管拆除。注浆完成后，使用清水对管路和注浆泵进行冲洗，避免浆液在管道中凝固，保证管路通畅。在注浆过程中，只有满足下述条件中的任意一个条件就证明单孔注浆量已经达到了设计要求，此时即可终止注浆作业。

（1）注浆压力达到注浆设计所规定的终压值。

（2）单孔注浆量达到设计注浆量的80%以上。注浆量的计算公式见式（1）。

Q=A×β=π×R×L×β （1）

式（1）中：Q—总注浆量，m3；A—注浆范围岩层体积，m3；β—填充率，根据图纸及岩石地层的情况而定；R—注浆半径，M；L—注浆长度，m。

（3）全地段结束条件：所有注浆孔均以符合单孔注浆结束条件，无漏注浆的情况。

4.结束语

综上所述，该高速公路工程在施工过程中，采用钢管注浆法对滑坡路段进行加固取得了良好的加固效果，提升了坡体的承载力，保证了滑坡路段的稳定性，值得类似工程借鉴和参考。

参考文献：

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