一种路基病害处治注浆的施工方法
技术领域
本发明属于土木工程施工技术领域，具体涉及一种路基病害处治注浆的施工方法。
背景技术
近年来我国综合国力呈迅猛的上升态势，伴随着经济的上升，公路运输的快速发展功不可没。公路的发展为通讯带来了便利，同时暴露出的路面问题也急于给予发现和解决。当道路的路基、路面基层出现破坏往往会招致由于其承载力不足引发的路面大面积网裂，路面发生沉陷，部分降水量较多的路段还会出现唧浆，以及由于重载车辆过多而引起的车辙等路面病害。
压浆技术是通过在公路上钻孔，压浆机将压浆材料如高聚物或水泥浆等通过钻孔注入到公路路基或者半刚性基层中起到加固路基或者半刚性基层的方法。压浆加固路基及半刚性基层施工工期短，对公路交通影响很小。现有道路工程检测技术对路基病害识别较为困难，无法针对不同的路基病害采取合适的处治方案。此外，现有道路工程检测技术对压浆效果检测困难，成本高，对压浆技术的推广造成不利影响。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供了一种路基病害处治注浆的施工方法，从而可以取得很好的注浆效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种路基病害处治注浆的施工方法，包括以下步骤：
步骤1，使用探地雷达检测公路路基缺陷，针对路基病害制定处置方案；
步骤2，依照处置方案布置压浆孔位，并使用钻机在路基钻孔至病害深度，得到压浆孔；
步骤3，依照处置方案通过制浆设备配置不同流动度注浆液；
步骤4，使用注浆机进行注浆，将压浆管深入压浆孔后利用膨胀摩擦式注浆头封闭上端压浆孔；使用注浆机将注浆液通过压浆管对压浆孔进行注浆；通过水准仪在注浆区域内设置若干个水准观测点，观测注浆前、注浆过程中和注浆后的各个观测点的高程变化，且地面隆起值不超过设计标高值以上3cm；每一压浆孔注浆结束后均通过封堵工具对注浆完成的压浆孔进行封堵，静置一段时间后，使用探地雷达进行注浆效果评估与检测，通过探地雷达分析注浆半径与注浆作用深度，为探地雷达检测后处理图像反演结果得出，允许偏差应为±5％。
所述探地雷达使用800MHz或250MHz天线，沿道路行驶方向检测区域布置四道测线，相邻测线之间的间距为0.1～1.5m，测线长度为50～200m，且每道测线都延伸至压浆孔内，用于对比注浆前后路基的雷达图像，检测出每处松散、唧浆病害的位置、深度、面积、空隙体积指标。施工时应做好对地下管线的保护。
所述压浆孔的布置，以病害部位中心为原点向外呈放射状布置，且相邻压浆孔之间的间距小于等于2.5m；当压浆处治深度小于1m时，压浆孔孔径为50mm；当压浆处治深度大于等于1m时，压浆孔孔径应根据现场实验确定。
所述注浆液由水、水泥、减水剂及膨胀剂组成，其中水灰比为0.5～0.6；水泥为32.5矿渣硅酸盐水泥，减水剂为GS-1B型高效减水剂；将100份水泥、60份水、1份减水剂及3份膨胀剂通过制浆设备混合制成注浆液；注浆液的流动度为8s～50s。
所述注浆机的压浆压力应小于3Mpa。
所述压浆孔的压浆顺序应采用由地势较低的压浆孔到地势较高的压浆孔，由道路最外侧的压浆孔到道路内侧的压浆孔的顺序，每孔压浆结束后应采用专用的封堵工具将压浆孔及时封堵。
所述压浆管包括压浆管内管、橡胶套、压浆管膨胀套管、防滑圈、密封垫、旋紧手柄、压浆阀门，所述压浆管内管上部与压浆阀门相连，压浆阀门下方压浆管内管的螺纹段设置有旋紧手柄，所述压浆管内管的外部套设有压浆管膨胀套管，压浆管膨胀套管外侧壁设置有位于旋紧手柄下方的密封垫，所述注浆膨胀管外侧密封垫下方包裹有橡胶套，所述橡胶套外部至上而下分段套设有防滑圈，所述防滑圈将橡胶套截分成段，所述压浆管内管下部向外凸出，所述注浆膨胀管的下部开设有开口。
本发明的有益效果为：在本发明中的注浆施工方法中，由于是注浆施工前采用探地雷达检测路基病害类型，可以更合理的设计注浆方案。同时雷达检测可以避免施工对管线的破坏，不但节省施工成本，还提高施工效率与注浆效果。
附图说明
图1为本发明注浆施工方法流程图；
图2为本发明压浆管结构的示意图；
图3为本发明压浆孔以病害部位中心为原点向外呈放射状布置图；
图4为本发明探地雷达测线布置图；
图5(a)为本发明压浆前公路路基结构层雷达图像；
图5(b)为本发明压浆浆液后公路路基结构层雷达图像；
图6为本发明探地雷达检测后处理公路路基管线开挖图像；
图7(a)为本发明探地雷达检测后处理路基沉陷图像；
图7(b)为本发明探地雷达检测后路基非沉陷区图像；
1-压浆管内管、2-开口、3-橡胶套、4-压浆管膨胀套管、5-防滑圈、6-密封垫、7-旋紧手柄、8-螺纹段、9-压浆阀门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
一种路基病害处治注浆的施工方法，如图1至图7(b)所示，包括以下步骤：
准备阶段
压浆施工成套设备由制浆设备、钻机、压浆机、发电机及贮水桶组成，且压浆施工成套设备应满足不少于4m3/h浆液施工的需求。
施工阶段
步骤1：使用探地雷达检测公路路基缺陷，针对路基病害制定处置方案；
具体为：通过探地雷达交替使用800MHz与250MHz天线，对公路路基缺陷进行检测，公路路基缺陷分为路面裂缝缺陷、路基不密实及路基层脱空缺陷及道路路基沉降缺陷；沿道路行驶方向布置四道测线，相邻测线之间的间距为1.5m，每道测线都经过压浆孔，便于对比压浆前后雷达图像；检测出每处松散、唧浆病害的位置、深度、面积、空隙体积指标，并排除地下管线影响，施工时应做好对地下管线的保护，避免在管道上方钻压浆孔；
路面裂缝缺陷，结构层的主要裂缝是垂直裂缝。当路基体与基底融解时，路基土的不均匀沉降会引起融沉裂缝。如果结构层中的裂纹面靠近水平面，将发展为水平裂纹。
针对路面裂缝缺陷的压浆处治设计前应对拟处治区域的；裂缝病害逐处进行现场检查与无损检测，检测出每处裂缝病害的位置信息，包括产生裂缝的原因、裂缝宽度、长度、深度，裂缝周围水稳基层是否有破损；压浆孔布置应符合以下规定：
1、一般情况下压浆孔孔径采用50mm；
2、压浆孔应沿着裂缝两侧布置，每排压浆孔距离裂缝宽度小于等于0.3m；
3、压浆孔的深度与裂缝深度一致；
4、相邻两排压浆孔应采用梅花形错开布置，位于同一排的相邻压浆孔之间的间距小于等于2m；
在温度和车辆荷载的反复作用下，道路结构层会发生一系列的变化，道路基层与面层之间会出现空隙。雨水会进入空隙，冲刷基层和面层，使基层和面层层之间的空隙越来越大，最终形成路基结构脱空病害。
路基不密实及路基层脱空病害处治设计前应对拟处治段落的脱空病害逐处进行无损检测，检测出每处脱空病害的位置、深度、脱空面积、脱空体积等指标，并查明确认脱空病害产生的原因。压浆浆液可选择水泥浆、水泥砂浆、水泥与水玻璃双主液水泥浆。压浆孔应符合下列规定：
1、压浆孔孔径应根据压浆深度确定，当压浆深度小于1m时可采用50mm；
2、钻孔深度应深入脱空或空鼓以下至少50mm；
3、渗透压浆采用矩形或梅花型布置，孔距宜为1.0～2.0m；
道路路基沉降缺陷多见于承载力低、雨水多、地下水位高、排水不良的地区。在交通荷载的反复作用下，填挖交界处存在不均匀沉降；河流水位周期性波动和路基土长期浸水软化是沿河路基沉降的主要原因；
道路路基沉降缺陷病害处治设计前应对拟处治段落的沉陷病害逐处进行无损检测，当无损检测无法判断路基病害类型时，需通过钻孔的方式进行检测；检测每处沉陷病害的位置、深度、沉陷面积、沉陷体积等指标，并查明确认沉陷病害产生的原因；压浆处治应考虑填充压浆和渗透压浆组合；压浆浆液为水泥浆、水泥砂浆或水泥粉煤灰砂浆；压浆孔及压浆量应符合下列规定：
1、一般情况下压浆孔孔径采用50mm；
2、钻孔深度应深入脱空或空鼓以下至少50mm；
3、渗透压浆采用矩形或梅花型布置，孔距宜为1.0～2.0m；
4、渗透压浆压浆量根据浆液扩散半径和孔隙率计算；单孔压浆扩散宜形成不小于30cm～50cm柱状体；
步骤2：依照处置方案以病害部位中心为原点想外呈放射状布置压浆孔，并使用钻机在路基钻孔至病害深度，得到压浆孔；
步骤3：依照处置方案通过制浆设备配置不同流动度注浆液；
具体为：将100份矿渣硅酸盐水泥，60份水，1份减水剂及3份膨胀剂通过制浆设备混合制成注浆液，且控制注浆液的流动度为8s～50s之间；
步骤4，使用注浆机进行注浆；
具体为：将注浆管深入注浆孔后利用膨胀摩擦式注浆头封闭上端注浆孔，所述压浆管包括压浆管内管1、橡胶套3、压浆管膨胀套管4、防滑圈5、密封垫6、旋紧手柄7、压浆阀门9，所述压浆管内管1上部与压浆阀门9相连，压浆阀门9下方压浆管内管1的螺纹段8设置有旋紧手柄7，所述压浆管内管1的外部套设有压浆管膨胀套管4，压浆管膨胀套管4外侧壁设置有位于旋紧手柄7下方的密封垫6，所述注浆膨胀管外侧密封垫6下方包裹有橡胶套3，所述橡胶套3外部至上而下分段套设有防滑圈5，所述防滑圈5将橡胶套3截分成段，所述压浆管内管1下部向外凸出，所述注浆膨胀管的下部开设有开口2；使用注浆机将注浆液通过压浆管对压浆孔进行压浆，且注浆机的压浆压力应小于1Mpa，所述压浆孔的压浆顺序应采用由地势较低的压浆孔到地势较高的压浆孔，由道路最外侧的压浆孔到道路内侧的压浆孔的顺序逐一进行；通过水准仪在注浆区域内设置若干个水准观测点，观测注浆前、注浆过程中和注浆后的各个观测点的高程变化，且地面隆起值不超过设计标高值以上3cm；每一压浆孔注浆结束后均通过封堵工具对注浆完成的压浆孔进行封堵，所有压浆孔压浆结束后，静置24h，使用探地雷达进行注浆效果评估与检测，通过探地雷达分析注浆半径与注浆作用深度，为探地雷达检测后处理图像反演结果得出，允许偏差应为±5％。
如图5所示，图5(a)检测时间为注浆前，图5(b)检测时间为注浆后。由图可知注浆后路基处反射信号很强，反射信号相位反转，根据同相轴形态推断为水泥浆。
