・Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 高新技术 地聚合物注浆加固技术在甬台温高速公路 （乐清段）的应用 詹必全 （浙江温州甬台温高速公路有限公司乐清管理处养护科，浙江乐清３２５６００） 摘要：本文针对甬台温高速公路乐清段路面沉陷、翻浆、网状裂缝等病害，路基内大量填料流失，路基承载力及强度持续性降低，难 以支持大交通量和超载车的重压，道路性能持续恶化，严重影响行车安全。前几年，我们采用开挖办法进行处理，由于种种原因，效果 不佳．为此采用ｓＤ系列地聚合物灌浆材料在乐清段进行非开挖道路注浆加固试验，经对注浆前后回弹弯沉值的检测以及应用观察 表明，加固补强效果较明显，基本实现了非开挖无障碍加固的目的，取得了良好的经济、技术和社会效益。 关键词：路面；沉陷；翻浆；网裂；ＳＤ聚合物材料；注浆；效果与观察 １概况 作压力＜０．５Ｍｐａ（不包括起始压力）。 甬台温高速公路乐清段管养里程６３２９８ 路基注浆控制标准：路面起拱＞５ｍｍ、工 公里，路面全封闭，全立交，双向四车道，设计时 作压力＜０．８Ｍｐａ（Ｙ［￣包括起始压力）。 速１００公里小时，于２００２年１１月１日开始通 弯沉检测：注浆加固３天后进行初次弯沉 行。至今已有七年，随着国民经济的迅猛发展， 检测，随后在适当时间对检测不合格的局部路 温州及周边地区的社会经济得到迅速发展，车 段进行补浆，２８天进行竣工前的最终弯沉测 流量逐年增加，特别是大型集装箱等重载车辆 试。 日益增多，日交通量达到１２００辆侣．单幅，再加 上个别路段先天不足，乐清段出现严重翻浆、网 裂、沉陷，路基内大量填充料流失，路基承载力 ２．４．１ ＳＤ—Ｉ型地聚合物灌浆材料（以下简 降低，严重地危及行车安全（详见表１、图ｌ一１０） 称“ＳＤ—Ｉ”） 针对这些病害曾经采取过局部翻挖修补，开设 “ＳＤ—Ｉ”是一种可以激发被加固土体自身 盲沟，这种方法既费时、又高成本，不是我们最 矿物活性物质与固化剂共同作用加固被加同 理想所需的施工方法，也不环保。 ■■ 注浆材料及加同工艺如下： ２．４注浆材料 图９坑塘沉陷 圈１ｆ１横向裂缝翻浆 土体的一种新型无机高分子材料；其最大的特 表１路况缺损调研汇总表 公司在学习实践科学发展观活动中，大力 点是一旦与土颗粒表面的自南水溶合后，能渗 加固面积 缺损类型（面积ｒｄ） 推广和应用养护“四新”技术，引进非开挖道路 透到土颗粒表面强弱结合水并反应生成胶凝 序号 路幅 注浆加固起止桩号 备注 ｍ２ 翻浆 碎裂 沉陷 坑塘 结构层注浆加固技术，对上述严重病害路段进 结构物，由于这种胶体的不可逆性，使土颗粒 １ Ｋ２６３＋９６８－￣５７５ ｌ７７２ ３１９ ７４４ ５６７ ｌｌＯ 行地聚物注浆加固，五月上旬进场，七月份结 与土颗粒之间形成一种稳定的胶体作用，改变 ２ Ｋ２６Ｉ＋ｌ】 ＪＫ２６０＋８５ ｌ１７２ １５０ ４７５ ３８６ ６５ 速，二类封道，当天施丁，当天开放交通。经过 了土颗粒之间通过结合水相互联系的方式，并 ３ Ｋ２５，卜６４８－－５８４ ２５６ ３６ １０４ ８８ ２２ 半年的营运观察路面无开裂，翻浆基本得到有 逐渐与土颗粒界面内的活性矿物进行化学反 左侵 ４ Ｋ２１８｝６０６￣３６８ １０５６ ２５３ ４００ ３２ｏ ３８ 力地控制，这说明本次对沥青混凝土路而加同 应，使土颗粒逐渐形成一种新的无机高分子胶 取得了积极的效果，达到了预期的目的，长期 ５ Ｋ２ｌｏ＋５７ ４６ｌ ４６８ ５１ １８６ ｌ６４ ２９ 凝物质，从而达到了土体水稳性能的增强，压 的效果将有待于进一步的观察和时问的检验。 缩模量减小，承载能力提高，各项技术指标得 ６ Ｋ２。 ６０ ６７２ １０６ ３０６ １８８ ２３ ２注浆加固 到改善。该材料与采用普通水泥注浆或其他有 Ｋ２０４＋７３ ８２ ５ ３８６ ６２ １７０ １２７ ８ 鉴于ｋ２６０＋９００～ｋ２６ｌ＋２００左侧、ｋ２６３＋ 机灌浆料相比，不仅起到填充和包裹被加固土 ８ Ｋ∞５＋４３［卜Ｓ３２ ６１２ ８０ ２８Ｓ ｌ８７ ｌ２ ３００～８００左右幅、ｋ２１８＋３６０～６００左彳彳幅路段结 体空隙和颗粒界面的作用，而且能与界面内的 ｌ， 右但 Ｋ２ｌ８＋５６０－＂－７４６ １２９９ １６０ ５５８ ４３０ ６５ 构缺损严重，钻孑Ｌ中发现道路结构多层夹泥， 可激发活性物质共同作用，生成新的无机高分 ｌｉ０ Ｋ２６Ｈ １ ４８ １４４ ３２ ６６ ２９ ｌ７ 夹泥位置在沥青砼面层底与基层顶为第一层， 子胶凝体，因此在取得早期强度后，后期（ｊ个 『¨ Ｋ２６计３４４￣８１２ １８４８ １４７ ９４０ ６ｌ５ ９５ 厚度约０．５～ｌｍｍ左右；第二层在路面下４Ｏ～ 月）强度仍在发展，则在更大范围内使被加同 合计 ９６８５ １３９６ ４２３４ ３１０１ ４８４ ６０ｃｍ的道路结构层内，泥层厚度约Ｏ．５～５ｍｍ， 土体的化学、物理力学性能和水稳性能得以不 再向下泥石情况比较混乱，钻孔反映孔内水位 断提高。（地聚剂主要技术性能详见表一２、３）。 一 ＿ 较高，钻孔时有冒浆、冒水现象，表明路床内积 表２ ＳＤ—Ｉ型地聚合物灌浆材料主要 水严重。为此采取结构层注浆和路基注浆的双 物理力争｝生能表 层注浆工艺。 ２．１结构层注浆 高温稳定ｌ生 泌水幸 各注 由于加同路段的结构层损坏严重， 此有 （８０＋２）℃ （％） ｌ７ 图２路面鼓包翻浆 迭 必要修复结构层。结构层注浆加固深度为现有 ｌ ３ ．４９ ｌｌ ｓ２ ｌ ｌ９５ １．９１ ｎ４ 路面下ｌｍ以内，对现有结构层予以压力注浆 贾 填充，恢复其整体胜并使路面下形成较好的硬 注：（１）流动度Ｓ为时间秒。（２）抗压强度 壳结构层；良好的硬壳层封闭对土路基注浆施 （Ｍｐａ）：７天，压浆后７天测得的抗压强度值；２８ 工可减少漏浆及压力损失具有积极的作用。该 天，压浆后２８天测得的抗压强度值。（３）耐扣｝生 层注浆材料采用ＳＤ—ＩＩ型地聚合物灌浆材料。 （％）：在水中浸泡３Ｏ天强度为正常强度的９５％ ２－２路基注浆 以上。（４）高温稳定性：在（８０±２ 的条件下其强 路基注浆是对基层底至路面下１．５～１．８ｍ 度增长９１％以上。（５）泌水率（％）：单位体积浆液 圉 范围内的土路基通过压力注入“ＳＤ—Ｉ”使土路 中分泌出来的水的体积小于４％。。 基密实并重新固结，重新补充路基填料，加同 表３ ｓＤ＿Ｉ型地聚合物灌浆材施工配合比 土体的水稳性能和承载能力得到提高，注浆材 料采用ＳＤ—Ｉ型地聚合物灌浆材料。 【材料名称 ＳＤ一１型地聚合物灌浆材料 砂 水 ２－３控制标准 ｌ重董再 合比 １ ０￣０ ５ ０ ５－０ ６ 圈ｆ，翻浆 基层注浆控制标准：路面起拱５ｌｌｌｍ、工 中国新技术新产品 一１一 ： Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 高新技术 ２．４．２ ＳＤ—ＩＩ型地聚合物灌浆材料（以下 简称“ＳＤ—ＩＩ”） ＳＤ—ＩＩ主要应用于道路的结构的缺损补 强，该材料除自身强度高、流动度大、可灌性好 之外，还具有良好的粘结性，特别是对于各类 碱性材料其粘结性能尤为显著。经与淤泥土、 粘土、二灰土、水泥稳定碎石、三渣混合后试验 结果表明，均取得较理想的工程物理力学性 能，在相同掺量的条件下，淤泥土的抗压强度 较低（可能是有机质含量较高的原因），因此对 基层加固是较为理想的材料，经采用ＳＤ—ＩＩ型 地聚合物灌浆材料注浆加固后道路结构层致 密，缺损得到了弥补，承载能力得到提高。该材 料最大的特点是快凝早强、流动度大、渗透性 好，因此在道路结构层注浆加固后经过短时间 的养护可迅速开放交通，具有良好的经济，技 术和社会效益。（材料性能详见表－４、５、６） 表７注浆前后回弹弯沉值的比较（单位：０．０１ｍｍ） 注装前 长度 注浆后 提升事 序号 桩 号 车道 平均弯沉值 标准差 代衰弯沉值 平均弯沉位 标准差 代衰弯沉懂 平均弯沉值 标准羞 代衰毒沉值 ０－口ｌ孵 ｍ ｊ ＿ ９ｌ４■ 口 ９ｌ＿ ■ Ｋ２６ ７５＂－９６８左 Ｋ２６３＋７９５～８２ｏ左 主车道 超车道 ｎｏ１ ９０ ４５ ２４ ６７ １５ ２ ３２ ｌ７ｌ＿８ｏ ２ｎ ３ｌ ８ ３２ ５ ５９ ５ ０９ ４Ｓ ｌ５ ４７．９３ ５ｎ ９口 ４ ６薹 ２ ７０ ４８－ｇ２ 瞄Ｏ＋９ｌ２—ｋ２６ｌ＋ｏ３８左 主车道 ｌ２６ Ｋ２６１＋０ｇ４Ｋ２６Ｉ＋Ｉ１８左 主车道 ２４ ４８．ｏ８ ２１ 蜩 ８ 蛇 ５＆０５ ２＆４１ ４－３＇－８０ ２＆７３ Ｋ２６Ｏ＋８５７～ｋ２６１＋０００ Ｋ２１８，＋３鹋～４８０左 ７ ８ Ｋ２１８＋５ｏ４ｑｏ６左 Ｋ２１８＋４９２～５４２左 Ｋ￣３＋３４ｔ～４蚰右 超车道 １４３ 主车道 主车道 超车道 ５０ 主车递 主车进 ４＆３６ ２３∞ ２６ ２６ ５４ ２５ ２６艟 ７０ １４ ８ ｌ０ ｌ＆５５ ３ｎ ４４ ｌｎ ２３ ６．７８ ｌ３ ｏ４ ５ ９４ ４ｔ ７２ ２３．０２ ３ｅ ０１ ４０．２２ ８９ ３６ ３矗ｇ６ ４ 鼯 ４幺２３ ４ ０６ ４２．０４ ６４．蚰 ５ｌ ｌ１ ７ｎ ２５ ４ｌ ６６ ４５．８１ ５＆８３ ｔＺ ００ ３３．蚰 Ｋ２６ｗＯ６～４４１ 超车避 ３１．ｏ５ 平均值 ６互ｌ０ ２７．２ｌ １ｏ６．８７ １＆６９ ５＆６９ ４２ ２５ ４＆ 表４ ｓＤ一Ⅱ型地聚合物灌浆材料主要物理力 学性能表 滤浆一试注浆一压力注浆一观察一静压３Ｏ 堵塞严重的状况，对于交通主干道采取大面积 ｓ— 拔管一堵孑Ｌ一养生２小时一开放交通一弯 的翻挖大修，其难度是相当大的；特别是“常规 缎度０ ０６凝结时闻 （ Ｉ…… ｎｍｌ筛 维修”效果差，维修施工的安全隐患更大。 初 终 Ｓｈ Ｉｌ６ｈ ｌ Ｄ１ ｌＤ２８ ｌ … 沉检测一补浆一验收弯沉检测。ｔ。．。２．６观察与效果（见表７） ３＿３采取“非开挖加固”无论从经济、技术 左幅Ｋ２１８＋３６８～ｋ２１８＋５４２左道、ｋ２６０＋ 和交通及施工安全、环境污染等社会效益方面 来看，“非开挖道路注浆加固”更切合实际，也 袁５ ＳＤ—ＩＩ型地聚合物灌浆材料与不同基料 ８５７～ｋ２６１＋１１８左道、ｋ２６３＋５７５－ｋ２６３＋９６８左 道、ｋ２６３＋３４４～ｋ２６３＋８１３右道：注浆后“平均 更具有积极的现实意义。 的混合后的抗压强度 弯沉值”、“标准差”、“代表弯沉值”三项指标 ４结语 、、 ｇ 攒泥土 粘土 二痰土 水泥稳定碎石 三渣 均比加固前有降低，分别降低了４２．２５％、 ４．１随着我国经济建设已溶入国际经济 ＼ （Ｍｐａ） （Ｍｐａ） （Ｍｐａ） （Ｍｐａ） （Ｍｐａ） 我国的交通事业正在迅速的发展，类似 ５１．７９％、４６．６４％。基本恢复原设计弯沉要求，抗 社会，高速公路的交通主干道或城市交通枢纽等交 变形能力较加固前道路提高了３～４倍。 采取非破损、无障碍道路维修是 标准差降低表明道路的承载差异越来越 通繁忙路段，注：掺量均为３０％，随着掺量的增加强度 小，均匀性越来越好，随着时间的延长，注浆加 发展的方向。事实上开展非开挖道路注浆加固 固道路的整体承载能力和变形能力将趋于一 是综合性要求较高的一项专门技术，除了注浆 会随之增长。 注浆材料及工艺要求，是取得加固 个水平，使道路保持一种良好的工作稳定状 设备以外，表６ ＳＤ—ＩＩ型地聚合物灌浆材料配合比 有效的十分重要环节，否则，将是事倍功半，甚 态。 Ｉ ｍ。Ｉ≈。．。ｌ ｓｌ ｑ镦膨胀 材料名称 ＳＤ．ＩＩ型地聚台物灌浆材料 砂 水 ３综合效益分析 表８综合效益分析 方案 工程造价 （１００ｍ２） （ ｉｎｚ） 施工影响因素 交通 至失败 ｌ重量配合比 １ １ ５－－２－５ ｎ５＂－０ ６ ２－５加固工艺（工序） 综台 本项目道路结构加固采用压密注浆工艺。 该技术在土木工程地基加同中已有几十年历 史，是比较成熟、有效的一种工艺。通过对道路 耐久性 气候 工期 影响 （ｄ） 环墁 剥 安全 道路 扰民 隐岩 运营 程废 污辣 结构层和路基的钻孔注浆使被加固体形成较 出现翻小翻浆，这是由于注浆可能 ８６１６ １８～２４月 小 ２ 局部临时封闭 小 基本正 小 良 忧 为致密稳定的固结体，从而达到承载能力的提 注浆加固 ｌ存在缺损补强的遗漏，但可通过对 高，压密注浆工艺施工操作简便，又不防碍交 常规维修 ２５０ ００ １～４月 小 ｌ 短期封闭 小 基本正篇 小 一船 由 个另ＩＪ点进行补浆得到解决，这也说 通，而且对测试不合格部位可实现无破损重复 明注浆加固与缺损道路存在薄弱环 多次补浆的方法，可确保被加固位置的工程质 综合效益分析表明： 节，有必要进一步探讨。 量基本满足设计要求。 ３．１“常规维修”虽然简便，但使用耐久性 道路非开挖注浆加固技术是用于道路结 本试验段结构层注浆加固深度为１ｍ，路 差，与“非开挖加固”比较，在相同使用期内（按 构性缺损补强的一种新型综合性技术，专业性 基注浆深度为１．２～１．８ｍ，注浆孔位呈梅花型布 ２０月计）其实际成本是“非开挖加固”的８倍 强、技术要求高。实践证明，对于交通繁忙路段 置，孑Ｌ间距为２ｍ，排距为１＿３ｍ。具体操作程序 以上，“翻挖大修”也达２至３倍左右。 的维修，采取非破损、无障碍道路施工，可以克 如下： ３．２结合现有道路的交通流量迅速增加、 服传统高速公路道路病害施工技术的弊端，具 交通封闭一布孑Ｌ一钻孔一埋管一制浆一 有安全、节省经费、环保节能等优 青ｇ ２２ｃｍ 点。总之，经过近一万平米的试验 水稳基层４０ｃｍ 表明该项技术是可行的，也是有 底基层１ ５ｅｒａ 超车道匕＝＝０ 车方向 效的，从某种意义上突破了传统 基层注浆 Ｌ 土荽， 装孔 的维修方法，使道路维修更简便、 ，，——＿＿＼——＿＼———— 更安全；更经济、更合理。 １ Ｉ 注浆孔 ・ 矾 １３０ｅｒａ 。 翻挖大修 ５５５ ７５ １２￣１８月 大 ３０ 长时间封闭 大 受损 由 差 由 ４．２在不破坏并充分利用现有 缺损道路的各种材料的情况下，通 过地聚剂灌浆材料的注入，提高了 缺损道路的承载能力，不仅节约资 源，而且减少了环境污染。 ４＿３本路段在注浆加固后，弯 沉检测虽然合格，但还是有个别点 主车道 Ｉ ５１ １ ５０【 硬路肩 一 ０， Ｌ — ．雾二二二霉 一 ———— 禚 ｌ 参考文献 △△△ △ △ △△△ 屡Ｖ ｌ ／ Ｉ ｌ 『ｌ１公路路基与基层地聚合物注浆 加固技术规程【ｓＪ． ｆ２１芮志平，王志心．土聚合物固化 剂在道路路基加固工程中的应用 一２一 中国新技术新产品
