路基岩溶处理施工技术探讨

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1前言

近年来我国政府对基础建设的重视程度不断提高，西南地区的建筑行业实现了前所未有的飞跃。西南地区地理条件特殊的特殊性，尤以喀斯特地貌显著，给铁路、公路施工带来了很大的危害。特别是在路基施工中，岩溶地质严重影响着地基承载力及路基安全稳定性能，尤其在新增二线施工地段，列车的反复行驶，列车震动会使营业线、拓建线岩溶区坑洞范围进一步扩大，以致造成地基基础开裂，下陷，对行车安全带来致命的影响。

2工程概况

禾家村车站位于湖南省张家界市永定区境内，根据岩溶物探成果及先导孔勘察报告显示，工点区共计实施的1028个钻孔中有802个钻孔揭示溶洞存在，容腔多呈串珠状分布，最大规模约3.2m，多呈半填充状态，遇洞率25%。岩溶单孔线溶率8.2%~10.6%，结合工点区域地质及地形地貌综合分析，工点区属覆盖型岩溶中等发育区。

3岩溶处置原则

西南地区喀斯特地貌富含地下水，地下水上下波动趋势造成使石分界面处土洞内土体流失,地下水的降低造成洞内产生负压,导致洞穴的塌陷影响范围进一步扩大。为降低地下水位上下波动的影响,在土石界面上3m、下5m范围内注浆,形成隔水层。按照“先探后灌、探灌结合”的原则，路堤填筑前,应先采用地质雷达、高密度电法等物探技术，普查基底下的溶洞分布情况，找出物探异常区域，然后对物探异常区域采用钻探方法进一步验证摸清隐伏岩溶的分布情况及发育特征。岩溶发育及分布情况查明后，按照“钻探先行、注浆随后、边探便钻、边注边查，及时调整”的原则实施。

4岩溶处置方案选择

覆盖性岩溶以①序孔作为先导孔，进入土石界面以下不小于10m，如发现溶洞，钻孔深度要求进入溶洞底板以下不小于2m。②序孔在①序孔正方形内插加密，一般情况下进入土石界面以下不小于5m，当①序孔发现溶洞时，其周边相邻的4个②序孔的孔深不得低于此①序孔的孔深。对钻孔均没有探到溶洞、土洞的岩石完整段落,不需注浆。

5方案实施要点及技术措施

5.1平面布置参数

①序孔布置沿左右中心线向外侧1.3m各布置首排，向两侧间距7m梅花形依次布置。②序孔在①序孔正方形内插加密。

5.2钻孔

5.2.1测量放样

禾家村车站路基为覆盖型岩溶地基路堤地段，先导孔作为①序孔，施工时根据先导孔布设平面图，布置②序孔位置。孔位偏差均应满足规范要求，当因客观原因确需进行孔位调整，报设计、监理单位批准。

5.2.2钻孔

（1）在孔位处平整操作场地，再将钻机移，对位后垫平垫稳钻机。（2）①序孔须按设计图纸要求施钻，直接钻至设计深度或地层特征深度，并对岩芯进行鉴定和编录、留存，拍照备案。②序孔不要求提取岩芯，但要记录地层及溶洞情况。（3）溶腔深度由钻杆钻进长度测量确定，填充物根据取芯情况进行判别。

5.2.3注水试验

在正式注浆前各区段进行现场压水试验，以确定合理的注浆参数和施工工艺，注水孔数钻孔数的2%均匀选定，且每个工点不少于3个试验孔。本段路基采用单点法检测，简单、易于操作。试验段长度按照5m~10m设置，压水试验观测记录采集5分钟1次，时间持续30min。注水压力通常采用注浆压力的80%，最大试段压力控制在在0.2MPa~0.3MPa。

5.2.4封孔

注浆过程情况多样，施工中可据钻探地层揭示情况确定适宜的封孔方法和工艺，现场封孔办法分为两种：孔口一次性封闭法和动态阻塞法。动态封孔法对区段注浆质量易于控制，故本段路基采用动态阻塞法。（1）钻孔完成后，用水泥砂浆在孔口浇筑固定Φ75mm孔口管，等水泥砂浆终凝后进行冲洗清孔，并往孔口管中下入封孔器，通过封孔器膨胀阻塞孔口管，达到密封效果。（2）孔口管固定长度根据覆盖层厚度确定。若覆盖层厚度超过4m，孔口管固定长度应从孔口往下不小于4m；覆盖层较薄且覆盖层厚度不足4m区域，孔口管固定长度保证进入基岩面以下不小于0.5m。同时孔口管上部应高出地面0.3~0.5cm。

5.2.5注浆

（1）注浆方法：本段路基采用纯压式注浆。水泥浆的配置采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，浆液水灰比采用1:1~0.6:1。开始注浆时采用稀浆灌注，采用1:1水泥浆，当灌入量较大，达到变浆要求时可据情况采用0.8:1的浆液灌注，直至最后一个级别0.6:1。（2）注浆顺序：按照先边排后内排、跳孔、由疏至密、由路基坡脚向中心进行。注浆过程中如注浆量较大（单孔注浆量到达设计量的80%左右）或现场发生较大范围冒浆时，则采用间歇性注浆方式。（3）变浆条件控制。按照规范及设计图纸要求，注浆采用注浆量及吸浆率作为控制变浆的条件，经试验发现各孔注浆量因地层等原因差异较大，变浆控制不太合理，经过分析及参考相关规范及施工经验，调整为采用注浆时间来控制变浆条件。以某级浆液灌注时间达到30min为标准进行控制：即当时间达到30min则改浓一级水灰比，此种方法控制简单，目前来说取得了良好的效果。（4）注浆结束条件：①压力大于0.3MPa，且10min持续注浆量不大于5L/min，可停止注浆；②遇特殊地质条件时，综合以下条件可结束注浆：a.地质条件控制标准：确定浆液已至溶洞上限，达到处理效果时。B.特殊条件控制标准：当压力不高，注浆量不变，地表出现异常（如地表隆起），影响地表环境时。

6质量控制检查

岩溶注浆施工结束后采用钻孔取芯、压水试验，地质雷达等方式进行注浆效果检验，检查频率要符合规范及相关文件要求：地质雷达检测共布置三条测线，路基中心布置一条测线，距两侧路基边缘2.2m的路肩各布置一条测线。测点位于测线上,点距为20m~25m。通过岩溶处理前后地质雷达资料对比，分析得出岩溶处理效果结论。压水试验按照注浆孔数量2%计，每个段落不小于3孔；取芯孔数按注浆孔数量2%~3%计，且每个段落不少于3孔。检测孔尽量布置在注浆量较大区域范围内。

7结束语

通过钻芯取样、压水法、地质雷达等多种方式检测，我们发现芯样多处水泥结石体,基本填塞可见缝隙，固结效果较好，自检孔压水试验水头下降在规范要求之内，基本无漏水现象；地质雷达法检测显示波形较均匀，由此判断，该段岩溶注浆效果良好，满足设计要求。通过对该路基沉降观测数据分析显示，路基累计沉降量小于设计要求，沉降速率趋于稳定，因此确认该段路基岩溶处理加固效果良好，整体提高了地基承载力，可以满足线路运营要求，对其他其他类似岩溶路基施工具有一定的参考价值。

参考文献：

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作者:李鸿 单位:中交三公局铁路公司