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探析山區(qū)路基巖溶的治理論文
1.工程概況
新建滬昆客專貴州段工程1 2 標施工地點位于貴州省盤縣，地處云貴高原低中山地貌區(qū)，地面高程1 6 2 5～1 6 9 0 m 。D1K943+290～D1K943+670段路基全長380m，路基主要以填方通過，路基中心填高小于7m。覆蓋層為第四系坡洪積黏土、松軟土，緩坡上多為薄層坡殘積黏土覆蓋。其中粉質(zhì)粘土具弱-中等膨脹性，覆土為厚約6～12m.下伏基巖為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第三、第四段灰?guī)r。地表調(diào)查見溶溝、溶槽、溶孔等巖溶現(xiàn)象發(fā)育，巖溶強烈發(fā)育。據(jù)工程探灌結(jié)果綜合分析評價，設(shè)計范圍存在多個極易塌陷、易塌陷亞區(qū)，需進行工程加固處理。整治總體目標為：確保巖溶路基施工和運營時地表不塌陷，保證道路運營安全。
2.整治對象
2.1對溶蝕平原(或谷地)覆蓋層小于30m或巖溶化高原(或坡地)覆蓋層厚度小于20m的易塌陷區(qū)、極易塌陷區(qū)進行整治。
2.2覆蓋型巖溶整治對象為：危及路基穩(wěn)定的溶洞與覆蓋土層洞;具備誘發(fā)地面塌陷的溶蝕破碎帶(連通性較好且垂直發(fā)育);土石分界面附近的溶隙、滲漏性溶槽等開口型巖溶。
2.3裸露型巖溶整治對象為：危及路基穩(wěn)定的溶洞、滲漏型溶槽。
3.整治措施
按“探灌結(jié)合”原則進行分序動態(tài)整治，鉆孔注漿整治深度應(yīng)進入基巖不小于5m，對物探剖面揭示有不穩(wěn)定溶洞發(fā)育時，整治設(shè)計深度至溶洞地板一下2m。
3.1對覆蓋層平均厚度小于2m的溶洞、溶槽不發(fā)育區(qū)段，具備徹底換填的地段，在挖除換填后按裸露型巖溶整治措施進行處理。(施工方法本文從略)
3.2其余易塌陷、極易塌陷的覆蓋性巖溶，以鉆孔注漿為主要措施。通過注漿充填土石界面附近的土洞、溶洞和溶蝕裂隙，阻隔地表水下滲及地下水滲流通道，防止巖溶地面塌陷發(fā)生。
以下詳細敘述采用注漿措施治理巖溶的措施。
4.整治寬度
4.1區(qū)間路堤一般整治到路堤坡腳以外5m，路塹一般整治到新建鐵路路塹側(cè)溝平臺。
4.2當(dāng)路堤坡腳以外及路塹邊坡發(fā)育有不穩(wěn)定溶洞危及路基邊坡穩(wěn)定時，根據(jù)塌陷擴散情況適當(dāng)加寬整治。
4.3設(shè)置路肩擋土墻、路堤擋土墻的地段，整治至墻趾以外5m。
5.整治深度
5.1一般情況注漿鉆孔應(yīng)鉆至基巖面以下5m，如遇溶洞則應(yīng)鉆至溶洞底板以下2m。
5.2施工過程中如遇到串珠狀溶洞、規(guī)模較大溶洞、現(xiàn)狀塌陷密集區(qū)、反復(fù)泉與間歇泉出漏區(qū)，應(yīng)及時通知設(shè)計現(xiàn)場核對，必要時進行加強探灌處理。鉆孔遇串珠狀溶洞時深度應(yīng)按安全頂板厚度法控制，要求溶洞頂板厚度與溶洞高度比值不小于5。
6.注漿孔布置
6.1按“探灌結(jié)合”的原則，巖溶整治注漿分先導(dǎo)探灌孔(T)和分序注漿孔(Ⅰ)兩種類型，分序布置與實施。
6.2對物探揭示溶洞、土洞、垂直溶蝕破碎帶發(fā)育的地段采用均布探灌孔進行整治，先導(dǎo)探灌和Ⅰ序注漿孔布置原則為：先導(dǎo)探灌孔(T)間距10m，呈梅花型交錯布置，優(yōu)先施工;分序注漿孔(I)在先導(dǎo)探灌孔中間內(nèi)插。
6.3對物探揭示溶洞、土洞垂直溶蝕破碎帶不發(fā)育且連續(xù)長度超過30m的地段，側(cè)重于探灌與驗證，先導(dǎo)探灌孔以7m縱距沿中線交錯布置,其余地段在整治范圍內(nèi)分序均布探灌整治。
7.施工方法
鉆孔主要工序如下：
7.1鉆孔與沖洗
鉆孔設(shè)備設(shè)備采用地質(zhì)鉆機，1臺鉆機配備3名機手，施工中沿一側(cè)邊線縱向散步鉆機，1臺鉆機一般負責(zé)3排孔鉆孔任務(wù)。鉆機在施工中垂直線路方向，從一邊逐孔進行鉆孔，利用鉆機自行移動。注漿鉆孔宜采用回旋鉆進，除先導(dǎo)探灌孔外，一般注漿鉆孔可采用沖擊式或沖擊回旋鉆進，但應(yīng)采取有效措施，避免巖芯、鉆等填堵裂隙等不利影響。終孔前須進行成孔沖洗。對沖洗時返水的鉆孔，以沖洗液變清為結(jié)束條件。對溶洞、溶蝕破碎帶發(fā)育、沖洗時不返水的鉆孔，要求流量不小于泵送額定流量的80%，沖洗時間不小于10min。
7.2封孔
7.2.1當(dāng)覆蓋層厚度小于4m，注漿鉆孔未揭示有溶洞或較大開度溶蝕裂隙發(fā)育時，可采用水泥砂漿一次性封孔，封孔段入巖長度不小于50cm;注漿鉆孔揭示有溶洞或較大開度溶蝕裂隙發(fā)育時，應(yīng)采用孔口管加止?jié){塞動態(tài)阻塞封孔,孔口管入巖深度不小于50cm。
7.2.2當(dāng)覆蓋層厚度大于4m，應(yīng)采用孔口管加止?jié){塞的動態(tài)阻塞法封孔,孔口管固結(jié)封孔段長度不小于4m,封孔段以下為護孔段,應(yīng)設(shè)置為花管。
7.2.3對未遇溶洞的鉆孔采用一次性封閉法封孔，管徑30mm;當(dāng)鉆探揭示有溶洞、漏水嚴重情況是，為滿足充填粗骨料需要，采用孔口管動態(tài)阻塞法封孔，護孔管管徑為110mm。
7.2.4動態(tài)阻塞法封孔孔口管采用Φ110PVC給水管,公稱壓力(PN)不小于1.5Mpa。封孔段應(yīng)用水泥漿澆注密實,護孔段應(yīng)設(shè)置為花管,花管孔眼呈梅花型號布置,直徑5mm,孔眼間距3.5cm。
7.3注漿
注漿機具包括注漿機、制漿桶、儲漿池、注漿管路、止?jié){塞、孔內(nèi)注漿管、回漿管、自動記錄儀等。每套注漿設(shè)備配工人4名，用來注漿，技術(shù)員1名，用來操作儀器和記錄。注漿機采用XZS230/40活塞式注漿泵，灰漿輸送量：0-230L/min;工作壓力：0-4.0MPa。
制漿桶采用BWφ1.5m型，轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/分鐘。每臺注漿機配備2臺制漿桶。儲漿池應(yīng)在現(xiàn)場開挖成2m×1.5m×1m漿池，周邊采用水泥砂漿抹面處理。注漿管路:注漿管路采用單閥回漿的小循環(huán)注漿管路布置連接。在回漿管路處設(shè)置一閥門控制回漿流量進而控制注漿壓力�？變�(nèi)注漿管、回漿管設(shè)置：動態(tài)封孔需在孔內(nèi)設(shè)置注漿管，注漿管一般距孔底1m，一次性封孔需在封孔結(jié)石體內(nèi)設(shè)置注、回漿管，回漿管長一般按封孔長度加1m控制，便于孔外回漿管路連接及孔內(nèi)返漿。
8.施工檢測
在分段施工結(jié)束后，按照注漿孔數(shù)的3%布置檢查孔，檢查孔位于注漿孔中間，檢查時需滿足以下條件之一，方可進行下一段落的施工：
⑴查孔巖芯可見多處水泥結(jié)石體，基本填滿可注縫隙。
⑵檢查孔的單位吃漿量不超過周圍4孔平均單位吃漿量的15%。
9.結(jié)論
在全段施工完畢后，進行鉆孔取芯檢查，鉆孔取芯孔數(shù)為注漿孔數(shù)的2%，現(xiàn)場巖芯可見多處水泥結(jié)石體，基本填滿可注縫隙。通過以上施工手段確保了路基填筑時，安全順利的通過了該段巖溶地區(qū)，且該標段其他地段的巖溶施工也采取了類似的施工方法。該段采取注漿措施治理巖溶的施工工藝及相關(guān)技術(shù)參數(shù)可供類似地段巖溶治理施工作為參考借鑒。
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