胡建兴，段 嘉，张 青，王 茜，蔺 翔
（陕西核工业工程勘察院，陕西西安 710054）
摘 要：裂隙注浆技术是一项实用性强、应用范围广的工程技术。本文基于白河县高级中学崩滑变形体治理工程，对断层裂隙注浆进行研究，阐明施工工艺、制浆、注浆、监测等技术，以期对裂隙注浆在实际施工中的应用起到一定的借鉴作用。
关键词：注浆技术；裂隙岩体；边坡
0 引 言
裂隙注浆技术，通过能够与岩土体很好固结的浆液注入到岩土体的裂隙中，使岩土体成为强度高、抗渗性好、稳定性高的新结构体，从而达到改善岩土体的物理力学性质、达到后续施工条件的目的。
1 工程概况
白河县高级中学崩滑体位于白河县城东北部，属于岩质边坡，施工区域相对高程287.5～430.5m。边坡距白河200m，距汉江2km。边坡宽270m，崩向110°，相对高差80m，松散层厚10～50m，坡度50°～70°。坡脚开挖后堆积大量碎屑岩，坡度较陡并不时伴随流土；坡面基岩破碎，节理裂隙发育；坡体整体地形陡峭，坡顶覆盖有3～5m碎石土，坡顶边缘发育多条裂缝，其中裂缝L1从坡顶贯穿岩体到坡脚位置，在坡体后部发现巨型滑坡后缘裂缝（长60m，宽5m，深6m，走向160°）。裂缝L2：长约12m，宽约20cm，深约0.4m，走向145°。裂缝L3：长约15m，宽约3～10cm，深约1.0m，走向210°。裂缝L4：长约6m，宽约4～12cm，深约0.8m，走向220°。裂缝L5：长约15m，宽约20～60cm，深约0.8m，走向170°。裂缝L6：长约20m，宽约10～50cm，深约0.2m，走向132°，裂缝情况见图1。
图1 断裂F1（红色）及边坡裂缝（黄色）
作者简介：胡建兴（1983—），男，汉族，陕西凤翔县人，大学本科毕业，工程师，主要从事地质灾害防治工程施工工作。E－mail：281204862＠qq.com
2 裂隙对于锚索施工影响分析
白河高级中学崩滑变形体项目工程设计施工完成锚索367根，长度22～42m，其中约20%的锚索需穿过裂缝进行固定拉结，但治理区域裂缝较多、尺寸较大、地质情况复杂，岩体主要由松散坡积碎石土、强—中风化千枚岩、灰岩、板岩组成（表1），导致锚索成孔难度大。本工程因裂隙较大并存在水患，若采用常规注浆方式对裂缝进行治理，将导致难以控制注浆的工程量甚至造成注浆材料的大量浪费。本文从裂隙注浆的施工工艺、制浆、注浆等方面对以上问题提出解决方案，使项目实施过程中，在保证锚索成孔质量的同时，可获得最大经济效益。
表1 岩体参数
3 施工工艺
3.1 锚索孔测量放线
按设计立面图要求，在锚索施工范围内，起止点用仪器设置固定桩，中间视条件加密，并应保证在施工阶段不得损坏。其他孔位以固定桩为准钢尺丈量，全段统一放样，孔位误差不得超过±50mm。测定的孔位点，埋设半永久性标志，严禁边施工边放样。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时，需经设计监理单位认可，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
3.2 钻孔设备
钻孔机具的选择，根据锚固地层的类别、锚索孔径、锚索深度以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中采用MG－50锚索钻机钻孔成孔；在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。
3.3 钻机就位
利用Φ50脚手架杆搭设平台，平台用锚索与坡面固定，钻机用三脚支架提升到平台上。锚索孔钻进施工，搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格进行机位调整，确保锚索孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差±1.0°，方位允许误差±2.0°。锚索与水平面的交角z不大于45°，设计为10°～20°之间。钻机安装要求水平、稳固，施钻过程中应随时检查。
3.4 钻进方式
钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚索施工不至于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的黏结性能。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其他意外事故。在钻进过程中遇见裂隙需及时停止钻进，采用灌浆机进行裂隙注浆，所使用施工机械如表2所示。
表2 锚索工程机械参数
3.5 注浆技术
裂隙注浆应根据注浆钻孔和现场具体情况所反馈的信息，调整注浆工艺和注浆量等。本工程采用排气注浆，下倾孔，砂浆由孔底注入，空气由锚索孔排出。上倾和水平孔砂浆由孔口注入，空气压向孔底，再经由排气管排出孔外，注浆压力0.6～0.8MPa，注浆压力可根据裂隙情况进行适当调整，砂浆可采用325#水泥，中砂过筛，砂浆搅拌机搅拌均匀，防止注浆机管道在注浆过程中爆裂，浆液在初凝之前用完，注浆到砂浆饱满密实后停止，如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录，待砂浆凝固然后再进行钻进直至达到设计深度。
3.5.1 钻孔清理
钻进孔段进行裂隙注浆时，须先进行钻孔清孔工作，钻孔孔壁不得有沉渣及水体黏滞，必须清理干净，在钻孔进行到裂隙位置处，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的黏结强度。因治理区域地质情况复杂，因此除相对坚硬完整之岩体可进行锚孔清理外，其余均不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。
3.5.2 浆液材料及制浆
砂浆为水泥、砂、水。水泥浆的水灰比（质量比）为1∶0.5∶0.8，水泥采用PO325普通硅酸盐水泥，水泥细度要求通过细孔筛进行过滤，所用水泥必须新鲜无结块，每批进场水泥均应有出厂合格证及检验分析报告单，不合格的水泥不得使用。砂子须过筛保证为细砂，若砂子过滤不当极易造成注浆管堵塞或爆管。
为避免由于山体较高、坡面较大压浆泵的压力有限，加大泥浆的输送效率，部分区域锚孔注浆采用二次搅拌输送，在山体底部将水泥与水搅拌充分再使用泵机将浆液输送到一定高度后再与砂搅拌，待搅拌充分后进行注浆。这样既满足砂浆配合比例又有效地防止了高远距离注浆经常发生的堵管及爆管现象的发生。
3.5.3 注浆
一般情况下将注浆管深入裂隙位置，开始注浆。在注浆过程中密切注意注浆机压力表，当压力值变大时缓缓向外拔管。本项目针对裂隙尺寸较大，短时间无法满足注浆要求，尤其是裂隙内存在水患的情况采用定量注浆多次复注，限制浆液的扩散。定量注浆多次复注具体为初期注浆注入量大，先使浆液充填空洞及极松散部位，待这些部位基本被浆液凝固体占据后，再采用定量注浆、多次复注的注浆工艺，这样既可节约注浆材料，又可以提高注浆效果。定量注浆多次复注在注浆的过程中还可以根据实际情况选择加入各种辅助注浆材料，调整浆液的各种配比。可以选择使用砂浆加水玻璃、水泥速凝浆、黏土水泥稠化浆等浆液，或根据情况加入惰性材料，如提高砂子比例、加入锯末等。基本原则是先浓浆后稀浆，先其他浆液后设计配比液浆，直至达到注浆目的。
注浆过程中的技术措施如下：
（1）注浆前根据孔内裂隙尺寸初步确定浆液填充量、注浆量、浆液配比、凝结时间、注浆终压等指标。
（2）岩层破碎容易造成坍孔时，注浆压力不宜过大，应根据实际情况及时进行调整。
（3）注浆过程中，必须注意观察注浆压力和吸浆量的变化情况，当出现异常时，应立即检查并及时处理。
（4）注浆中出现注浆压力突然下降、流量增大，属跑浆或超扩散，可采用缩短凝胶时间，增大浆液浓度或采用低压、间歇注浆方法，及时调整处理。
（5）串浆。当发生串浆应立即采取措施，可对串浆孔同时进行灌浆，或者将串浆孔用堵头封堵，待灌浆孔结束灌浆后，再将串浆孔打开，进行扫孔，冲洗，而后继续钻机或注浆。
3.6 注浆安全注意事项
（1）串浆时及时堵塞串浆孔，然后可间隔一孔或数孔灌注。
（2）泵压突然升高时，可能发生堵管甚至爆管，应停机检查。
4 注浆效果检测
注浆施工属于隐蔽工程。因此，质量控制主要靠施工过程监控。本工程通过注浆过程监控手段，动态跟踪监测注浆过程流量和压力的变化，采用分析法，对注浆过程中所收集的参数信息进行合理的整合，采取分析对比等方式，对注浆效果进行定性及定量化评价。
经过相关技术人员对已完工程进行检查，各项指标均满足设计要求。
5 存在的问题及建议
虽然注浆技术已在我国工程领域得到了广泛的应用，但是还比较落后，不能满足注浆实践的要求，应在以下方面加强研究：
注浆施工效果评定标准的制定。注浆施工效果评定技术不够规范，且尚无完善的标准可以借鉴，在今后的研究中，应对不同注浆技术制定不同的检查方法及评定标准。
因为裂隙存在于山体内部，工程量预算困难导致设计工程量与实际工程量差异很大，注浆量往往要超出设计所给工程量。应详细前期地质勘查情况，尽量做到设计注浆工程量与实际注浆工程量基本相符。
参考文献
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