探析山区路基岩溶的治理

　　1.工程概况
　　新建沪昆客专贵州段工程1 2 标施工地点位于贵州省盘县，地处云贵高原低中山地貌区，地面高程1 6 2 5 1 6 9 0 m 。D1K943+290 D1K943+670段路基全长380m，路基主要以填方通过，路基中心填高小于7m。覆盖层为第四系坡洪积黏土、松软土，缓坡上多为薄层坡残积黏土覆盖。其中粉质粘土具弱-中等膨胀性，覆土为厚约6 12m.下伏基岩为三叠系下统永宁镇组第三、第四段灰岩。地表调查见溶沟、溶槽、溶孔等岩溶现象发育，岩溶强烈发育。据工程探灌结果综合分析评价，设计范围存在多个极易塌陷、易塌陷亚区，需进行工程加固处理。整治总体目标为：确保岩溶路基施工和运营时地表不塌陷，保证道路运营安全。
　　2.整治对象
　　2.1对溶蚀平原(或谷地)覆盖层小于30m或岩溶化高原(或坡地)覆盖层厚度小于20m的易塌陷区、极易塌陷区进行整治。
　　2.2覆盖型岩溶整治对象为：危及路基稳定的溶洞与覆盖土层洞;具备诱发地面塌陷的溶蚀破碎带(连通性较好且垂直发育);土石分界面附近的溶隙、渗漏性溶槽等开口型岩溶。
　　2.3裸露型岩溶整治对象为：危及路基稳定的溶洞、渗漏型溶槽。
　　3.整治措施
　　按探灌结合原则进行分序动态整治，钻孔注浆整治深度应进入基岩不小于5m，对物探剖面揭示有不稳定溶洞发育时，整治设计深度至溶洞地板一下2m。
　　3.1对覆盖层平均厚度小于2m的溶洞、溶槽不发育区段，具备彻底换填的地段，在挖除换填后按裸露型岩溶整治措施进行处理。(施工方法本文从略)
　　3.2其余易塌陷、极易塌陷的覆盖性岩溶，以钻孔注浆为主要措施。通过注浆充填土石界面附近的土洞、溶洞和溶蚀裂隙，阻隔地表水下渗及地下水渗流通道，防止岩溶地面塌陷发生。
　　以下详细叙述采用注浆措施治理岩溶的措施。
　　4.整治宽度
　　4.1区间路堤一般整治到路堤坡脚以外5m，路堑一般整治到新建铁路路堑侧沟平台。
　　4.2当路堤坡脚以外及路堑边坡发育有不稳定溶洞危及路基边坡稳定时，根据塌陷扩散情况适当加宽整治。
　　4.3设置路肩挡土墙、路堤挡土墙的地段，整治至墙趾以外5m。
　　5.整治深度
　　5.1一般情况注浆钻孔应钻至基岩面以下5m，如遇溶洞则应钻至溶洞底板以下2m。
　　5.2施工过程中如遇到串珠状溶洞、规模较大溶洞、现状塌陷密集区、反复泉与间歇泉出漏区，应及时通知设计现场核对，必要时进行加强探灌处理。钻孔遇串珠状溶洞时深度应按安全顶板厚度法控制，要求溶洞顶板厚度与溶洞高度比值不小于5。
　　6.注浆孔布置
　　6.1按探灌结合的原则，岩溶整治注浆分先导探灌孔(T)和分序注浆孔(Ⅰ)两种类型，分序布置与实施。
　　6.2对物探揭示溶洞、土洞、垂直溶蚀破碎带发育的地段采用均布探灌孔进行整治，先导探灌和Ⅰ序注浆孔布置原则为：先导探灌孔(T)间距10m，呈梅花型交错布置，优先施工;分序注浆孔(I)在先导探灌孔中间内插。
　　6.3对物探揭示溶洞、土洞垂直溶蚀破碎带不发育且连续长度超过30m的地段，侧重于探灌与验证，先导探灌孔以7m纵距沿中线交错布置,其余地段在整治范围内分序均布探灌整治。
　　7.施工方法
　　钻孔主要工序如下：
　　7.1钻孔与冲洗
　　钻孔设备设备采用地质钻机，1台钻机配备3名机手，施工中沿一侧边线纵向散步钻机，1台钻机一般负责3排孔钻孔任务。钻机在施工中垂直线路方向，从一边逐孔进行钻孔，利用钻机自行移动。注浆钻孔宜采用回旋钻进，除先导探灌孔外，一般注浆钻孔可采用冲击式或冲击回旋钻进，但应采取有效措施，避免岩芯、钻等填堵裂隙等不利影响。终孔前须进行成孔冲洗。对冲洗时返水的钻孔，以冲洗液变清为结束条件。对溶洞、溶蚀破碎带发育、冲洗时不返水的钻孔，要求流量不小于泵送额定流量的80%，冲洗时间不小于10min。
　　7.2封孔
　　7.2.1当覆盖层厚度小于4m，注浆钻孔未揭示有溶洞或较大开度溶蚀裂隙发育时，可采用水泥砂浆一次性封孔，封孔段入岩长度不小于50cm;注浆钻孔揭示有溶洞或较大开度溶蚀裂隙发育时，应采用孔口管加止浆塞动态阻塞封孔,孔口管入岩深度不小于50cm。
　　7.2.2当覆盖层厚度大于4m，应采用孔口管加止浆塞的动态阻塞法封孔,孔口管固结封孔段长度不小于4m,封孔段以下为护孔段,应设置为花管。
　　7.2.3对未遇溶洞的钻孔采用一次性封闭法封孔，管径30mm;当钻探揭示有溶洞、漏水严重情况是，为满足充填粗骨料需要，采用孔口管动态阻塞法封孔，护孔管管径为110mm。
　　7.2.4动态阻塞法封孔孔口管采用110PVC给水管,公称压力(PN)不小于1.5Mpa。封孔段应用水泥浆浇注密实,护孔段应设置为花管,花管孔眼呈梅花型号布置,直径5mm,孔眼间距3.5cm。
　　7.3注浆
　　注浆机具包括注浆机、制浆桶、储浆池、注浆管路、止浆塞、孔内注浆管、回浆管、自动记录仪等。每套注浆设备配工人4名，用来注浆，技术员1名，用来操作仪器和记录。注浆机采用XZS230/40活塞式注浆泵，灰浆输送量：0-230L/min;工作压力：0-4.0MPa。
　　制浆桶采用BW1.5m型，转速45转/分钟。每台注浆机配备2台制浆桶。储浆池应在现场开挖成2m1.5m1m浆池，周边采用水泥砂浆抹面处理。注浆管路:注浆管路采用单阀回浆的小循环注浆管路布置连接。在回浆管路处设置一阀门控制回浆流量进而控制注浆压力。孔内注浆管、回浆管设置：动态封孔需在孔内设置注浆管，注浆管一般距孔底1m，一次性封孔需在封孔结石体内设置注、回浆管，回浆管长一般按封孔长度加1m控制，便于孔外回浆管路连接及孔内返浆。
　　8.施工检测
　　在分段施工结束后，按照注浆孔数的3%布置检查孔，检查孔位于注浆孔中间，检查时需满足以下条件之一，方可进行下一段落的施工：
　　⑴查孔岩芯可见多处水泥结石体，基本填满可注缝隙。
　　⑵检查孔的单位吃浆量不超过周围4孔平均单位吃浆量的15%。
　　9.结论
　　在全段施工完毕后，进行钻孔取芯检查，钻孔取芯孔数为注浆孔数的2%，现场岩芯可见多处水泥结石体，基本填满可注缝隙。通过以上施工手段确保了路基填筑时，安全顺利的通过了该段岩溶地区，且该标段其他地段的岩溶施工也采取了类似的施工方法。该段采取注浆措施治理岩溶的施工工艺及相关技术参数可供类似地段岩溶治理施工作为参考借鉴。