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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(zhuān)貴州段工程1 2 標(biāo)施工地點(diǎn)位于貴州省盤(pán)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(zhǎng)380m，路基主要以填方通過(guò)，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(jiàn)溶溝、溶槽、溶孔等巖溶現(xiàn)象發(fā)育，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。據(jù)工程探灌結(jié)果綜合分析評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)范圍存在多個(gè)極易塌陷、易塌陷亞區(qū)，需進(jìn)行工程加固處理。整治總體目標(biāo)為：確保巖溶路基施工和運(yùn)營(yíng)時(shí)地表不塌陷，保證道路運(yùn)營(yíng)安全。
2.整治對(duì)象
2.1對(duì)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(jìn)行整治。
2.2覆蓋型巖溶整治對(duì)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(kāi)口型巖溶。
2.3裸露型巖溶整治對(duì)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(jìn)行分序動(dòng)態(tài)整治，鉆孔注漿整治深度應(yīng)進(jìn)入基巖不小于5m，對(duì)物探剖面揭示有不穩(wěn)定溶洞發(fā)育時(shí)，整治設(shè)計(jì)深度至溶洞地板一下2m。
3.1對(duì)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(jìn)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(guò)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(xì)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(tái)。
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(shí)，根據(jù)塌陷擴(kuò)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(guò)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(shí)通知設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)，必要時(shí)進(jìn)行加強(qiáng)探灌處理。鉆孔遇串珠狀溶洞時(shí)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(lèi)型，分序布置與實(shí)施。
6.2對(duì)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(jìn)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(cuò)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(duì)物探揭示溶洞、土洞垂直溶蝕破碎帶不發(fā)育且連續(xù)長(zhǎng)度超過(guò)30m的地段，側(cè)重于探灌與驗(yàn)證，先導(dǎo)探灌孔以7m縱距沿中線交錯(cuò)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(jī)，1臺(tái)鉆機(jī)配備3名機(jī)手，施工中沿一側(cè)邊線縱向散步鉆機(jī)，1臺(tái)鉆機(jī)一般負(fù)責(zé)3排孔鉆孔任務(wù)。鉆機(jī)在施工中垂直線路方向，從一邊逐孔進(jìn)行鉆孔，利用鉆機(jī)自行移動(dòng)。注漿鉆孔宜采用回旋鉆進(jìn)，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(jìn)，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(jìn)行成孔沖洗。對(duì)沖洗時(shí)返水的鉆孔，以沖洗液變清為結(jié)束條件。對(duì)溶洞、溶蝕破碎帶發(fā)育、沖洗時(shí)不返水的鉆孔，要求流量不小于泵送額定流量的80%，沖洗時(shí)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(kāi)度溶蝕裂隙發(fā)育時(shí)，可采用水泥砂漿一次性封孔，封孔段入巖長(zhǎng)度不小于50cm;注漿鉆孔揭示有溶洞或較大開(kāi)度溶蝕裂隙發(fā)育時(shí)，應(yīng)采用孔口管加止?jié){塞動(dòng)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(dòng)態(tài)阻塞法封孔,孔口管固結(jié)封孔段長(zhǎng)度不小于4m,封孔段以下為護(hù)孔段,應(yīng)設(shè)置為花管。
7.2.3對(duì)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(yán)重情況是，為滿足充填粗骨料需要，采用孔口管動(dòng)態(tài)阻塞法封孔，護(hù)孔管管徑為110mm。
7.2.4動(dòng)態(tài)阻塞法封孔孔口管采用Φ110PVC給水管,公稱(chēng)壓力(PN)不小于1.5Mpa。封孔段應(yīng)用水泥漿澆注密實(shí),護(hù)孔段應(yīng)設(shè)置為花管,花管孔眼呈梅花型號(hào)布置,直徑5mm,孔眼間距3.5cm。
7.3注漿
注漿機(jī)具包括注漿機(jī)、制漿桶、儲(chǔ)漿池、注漿管路、止?jié){塞、孔內(nèi)注漿管、回漿管、自動(dòng)記錄儀等。每套注漿設(shè)備配工人4名，用來(lái)注漿，技術(shù)員1名，用來(lái)操作儀器和記錄。注漿機(jī)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(tái)注漿機(jī)配備2臺(tái)制漿桶。儲(chǔ)漿池應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)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(mén)控制回漿流量進(jìn)而控制注漿壓力�？變�(nèi)注漿管、回漿管設(shè)置：動(dòng)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(zhǎng)一般按封孔長(zhǎng)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(cè)
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(shí)需滿足以下條件之一，方可進(jìn)行下一段落的施工：
�、挪榭讕r芯可見(jiàn)多處水泥結(jié)石體，基本填滿可注縫隙。
�、茩z查孔的單位吃漿量不超過(guò)周?chē)?孔平均單位吃漿量的15%。
9.結(jié)論
在全段施工完畢后，進(jìn)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(chǎng)巖芯可見(jiàn)多處水泥結(jié)石體，基本填滿可注縫隙。通過(guò)以上施工手段確保了路基填筑時(shí)，安全順利的通過(guò)了該段巖溶地區(qū)，且該標(biāo)段其他地段的巖溶施工也采取了類(lèi)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(lèi)似地段巖溶治理施工作為參考借鑒。
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