浅谈偏心潜孔锤跟管注浆在路基加固中的应用

材料采用水泥粉煤灰浆，水灰比为0.3～0.5。注浆采用ACF50～150注浆泵整孔静压注浆，压力控制在0.3～0.5MPa范围内。

在设计压力下稳定5-10min即可终止该孔注浆，封堵孔口。若出现串浆（隔孔串浆、地面冒浆）或注浆量达到设计要求但压力无法稳定时，应采取间歇注浆。

水泥浆在送浆前要不停搅拌，防止水泥浆液离析。输浆管道不能发生堵塞，注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。

5、注浆量监测。

注浆工程技术要求采用双控法鉴定注浆效果，即压力控制与返浆控制。或者能保证试验得出的压力值，或者见到浆液返出可认为该孔注浆完成。注浆过程中，设专人盯控注浆机压力表，发生压力超限时，立即停机。

成孔后孔内有PVC管有效的防止孔内塌方，故可成一批孔后集中注浆，注浆时间安排在白天以便观察线路变化。注浆时先注路基上层孔位，使其形成整体，可减小线路隆起危险。

五、桥体两侧注浆实施

在顶进过程中为防止桥体两侧土体侧塌，须对桥体两侧进行注浆加固。钻孔方式与桥体范围内方式相同，注浆管变为直径48mm钢花管，孔位间距为1m，角度为10-75度，注浆后钢化管不再抽出，相当于在桥体两侧形成钢管水泥帷幕，提高桥体两侧土体承载力，降低侧塌风险。

六、偏心潜孔锤钻孔技术参数分析

偏心潜孔锤钻进工艺的主要参数有两个：风压和风量。该项目所选冲击器的额定风量为10m³/min，随着孔深的增加和孔径的增大，保证孔底岩屑的排出，减少岩粉的重复破碎达到理想的钻进效率，通常要求孔内风量上返速度≥15m/s，此时气流速度大于岩屑悬浮速度。根据跟管直径、钻杆外径、排渣通道上的上返风速等条件，其风量可按下式计算： Q=47.1K1K2（D2 -d2 ）V

式中：Q———送风量m³/min；

K1———孔深修正系数K1=1～1.1；

K2——— 孔内涌水系K2=1～1.5；

D———跟管直径； 98mm

d———钻杆外径； 60mm

V———上返风速（15～ 25m/s）

根据公式，孔口上返风速为24.7m/s，钻孔深度钻孔修正系数取K1=1.1，孔内涌水系数取K2=1.3；

风压。

偏心潜孔锤属低压潜孔锤，所需风压是0.5～0.7MPa，然而钻进效率的高低是受风压直接影响的，风压越大，其冲击功越大，碎岩效率越高。

经以上计算设备选型满足施工要求。

七、鉆孔注浆施工中的主要技术问题处理

1、钻孔风量不足

应对措施：根据钻孔孔径要求及已选空压机风量，采用潜孔锤跟套管钻进工艺钻孔。跟管钻进能够较好的维持风压、风速，能够将钻孔产生的碎屑及时带出 。经实际应用，潜孔锤跟套管钻进工艺解决了风量不足的问题，钻孔施工过程中获得较理想的效果。

2、岩屑串孔

应对措施：岩屑串孔是由于两桩钻孔间距较小，在高压空气作用下，高压空气通过地层中的孔隙，钻孔与钻孔之间连通，导致高压空气压力降低。在钻孔施工过程中，由于岩屑串孔问题的产生，导致钻孔出口风量小于15m/s，无法达到排屑的目的，而使岩屑通过孔隙进入另一孔内，相邻孔内形成一定厚度的沉渣。经研究分析发现，孔内沉渣对路基注浆影响较小，其原因主要有两方面：

一方面是由于孔内沉渣颗粒较小，结构松散，注浆后对土体承载力影响较小。另一方面注浆后对凝固土体强度要求不高，能够满足列车扰动不塌方即可，凝固体强度过大，造成顶进时土体开挖困难，降低开挖效率，影响要点施工工期。

3、注浆安全保证措施

注浆施工中，设驻站员一名，施工现场设防护员两名，监护人员到场，驻站人员，防护人员到位的情况下方可施工。安全监测工作由有经验的线路工实施。注浆过程中，线路工执行趟检制度并随时观测线路变化。施工中防护人员随时保持联系，报话机出现问题，用手机及时通报，调换报话机，调换报话机由候补人员执行，防护人员坚守岗位，随时用手机沟通。施工员必须及时下达每项工序的施工安全交底单；并向施工人员将安全施工交底内容交待清楚，不断加强各级施工人员的安全业务责任心和提高自我安全防范意识。

八、结语

在既有线顶桥施工中，针对本工程复杂地质情况，创造性的采用偏心潜孔锤跟管钻孔方式解决了在卵石层路基钻孔注浆的难题，并取得了较好效果，缩短了注浆加固要点工期，保证了既有线列车行车安全，保障了列车正常运营，为以后类似工程积累了施工经验。

参考文献：

呼咏、殷琨、张新华，《潜孔锤回转机构研究》，凿岩机械气动工具，2015

金鑫光、郭连红，《空气潜孔锤钻进工艺在基岩钻进中的应用分析》，西部探矿工程，2003

罗会军，《大口径气动潜孔锤下套管法在复杂地层中的应用》，资源环境与工程，2013

楼日新，《复杂地层潜孔锤跟管钻进技术研究》，探矿工程，2007

郑玉辉，潜孔钻跟管钻进技术在小浪底水利观测孔工程的应用