路基岩溶注浆整治施工技术

路基岩溶注浆整治施工技术

蒋丽

中铁二十局第四工程有限公司深茂铁路二分部广东江门526107

摘要：岩溶是水对地表及地下可溶性岩石的化学溶解和机械破坏剥蚀过程中所产生的一种不良地质现象，它对路基存在极其严重的危害作用，也对道路行车安全构成隐患.通过对某工程岩溶地区路基注浆施工工艺及遇到的不同类型溶洞或裂隙所采用的不同控制及检测方法的介绍，可为类似工程施工提供经验借鉴。

关键词：路基；岩溶注浆；施工技术

1、工程概况

DK187+335-DK187+842.27为岩溶注浆路基，全长507.27m。该段落均为填方段，平均填土高度为7.5m，路基基底平均宽度为40m。路基基底为覆盖型岩溶发育地段，必须采用岩溶注浆处理。本段路堤地段注浆孔采用正三角形布置，孔间距3.5m。注浆孔布置范围为路堤坡脚外约5.0m。注浆先导孔平面布置：钻孔注浆先按Ⅰ序先导孔进行，孔间距10m，按正三角方形均匀布置，先导孔进行完毕后布置Ⅱ序孔，Ⅱ序孔在先导孔岩溶发育区内加密，孔型形成三角形布置，孔间距为3.5m。Ⅱ序孔的注浆加固范围，加固深度：一般加固深度为岩土界面以下5m，即孔深钻入基岩不小于5m，若施工过程中遇溶洞，应至溶洞底板下2.0m。一般加固厚度为8m，下部熔岩一般加固5m，上部土层加固3m。注浆水泥采用PO42.5水泥，水玻璃采用38～43Be′，模数2.4～3.0。水泥浆液水灰比一般为水泥浆液水灰比为1：1。若遇空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙处，视具体情况先灌入中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填，再采用煤灰水泥浆液或双液注浆。注浆压力控制：黏土层控制在0.1-0.3MPa，卵石土层控制在0.1-0.2MPa，灰岩控制在0.2-0.5MPa。注浆压力在注浆过程中视注浆方法、注浆深度和地下水位等情况随时调整。当注浆达到下列标准时，可结束该孔注浆：

①注浆空口压力维持在0.2-0.5MPa左右，吸浆量不大于4升/min，维持30分钟；

②注浆钻孔基岩完整，或多次注浆，空口压力超过1.5MPa；

③冒浆点已出注浆范围外3-5m时；

④单孔注浆量达平均注浆量1.5-2.0倍，且进浆量明显减少时。

当达不到上述结束标准时，应清孔再次注浆。

2岩溶路基整治施工方案

2.1整治对象和方法

本路段路基工程的岩溶整治范围主要是易塌陷区和极易塌陷区地段，对于岩溶形态发育一般的地段，可以按照探灌结合的施工方法进行加固，这些岩溶地段的施工处置相对简单。根据岩溶的存在型式，主要分为覆盖性岩溶和裸露型岩溶。覆盖型岩溶的整治内容主要包括：①土石分界面处的渗漏性溶槽和溶隙等开口型岩溶；②对路基稳定具有极大威胁作用的覆盖性土洞；③容易引发地面塌陷的溶蚀破碎带，溶蚀破碎带一般垂直发育且连通性较好。裸露型岩溶类型较少，因此其整治内容主要包括：①渗漏性溶槽；②对路基稳定具有极大威胁作用的表面溶洞。

2.2整治原则（1）覆盖型岩溶。①斜坡地段溶洞和溶蚀破碎带：如果地表覆盖土的厚度不足20m，整治到基岩面以下5m处即可；如果基岩面以下10m的区域范围内仍然存在溶洞，则需要将整治面覆盖到溶洞底板；②覆盖层平均厚度不足2m，且溶槽不发育并具备彻底换填的区段，挖除换填，并按照裸露型岩溶的整治措施实施处理；③易塌陷和极易塌陷的覆盖型岩溶，采用钻孔注浆为主要整治方法。通过注浆的方式，充填溶洞、溶蚀裂隙、土石界面处的土洞，以此阻隔地表水渗入，防止岩溶地面塌陷。（2）裸露型岩溶。为了防止地面塌陷和变形，消除地基基础的不均匀性，可以对零散的、规模小的浅埋溶槽和溶洞，进行挖除换填或者揭盖回填的方法加固处理。对于注浆深度需要达到基岩不小于5m，如果地面以下15m的深度范围内还存在溶洞，则需要将注浆覆盖到洞底以下不小于1m。此外，对于溶洞顶板厚度大于15m的地段，其稳定和安全性较好，一般可以不进行整治。当溶洞跨度较大且顶板出现破碎情况时，可以采用安全顶板厚度法判别是否需要进行注浆整治。如果顶板厚度不满足如下要求：完整顶板厚跨比大于0.5，非完整顶板厚高比大于5.0，则需要采用钻孔注浆方式，且需要覆盖到溶洞底板以下2m，一般来说最大可以处理到路基面以下10m。对于路堤和路堑的岩溶，其整治宽度和范围如下：路堤一般需要整治到坡脚以外2m范围；路堑一般需要整治到路堑侧沟平台处。

2.3岩溶注浆施工方案注浆是岩溶整治较为有效的方法，以下针对易塌陷区和极易塌陷区设立岩溶注浆施工方案。（1）易塌陷区。连续长度超过30m的岩溶易塌陷区，以7m间距沿中线实施Ⅰ序先导孔，密切关注先导孔的反馈信息，例如注浆量、岩溶发育状况、岩层特性等，根据这些反馈信息确定是否需要实施Ⅱ序孔注浆整治。如果需要开展Ⅱ序孔加密注浆，那么Ⅱ序孔的实施可以在Ⅰ序孔所形成的正方形中心进行内插加密，使得Ⅰ和Ⅱ序孔成间隔5m的菱形布置。如果支挡结构的基础也需要进行注浆加固时，则可以同时进行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔的施工，以Ⅰ序为先导孔，在Ⅱ序孔中间内插Ⅲ序孔，相应的注浆孔孔距加密到间隔3.5m。注意到，Ⅰ序先导孔的施工需要开展取芯、编制钻孔柱状图等工作。（2）极易塌陷区。可以同步开展Ⅰ、Ⅱ序列施工，且Ⅰ和Ⅱ序孔以间隔5m成菱形布设。在破碎带、塌陷、有溶洞、裂缝等岩溶密集发育区，或者有支挡工程区需要进行加密注浆处理时，可以同步实施Ⅲ序孔注浆，并与塌陷区处理方式一致：以Ⅰ序为先导孔，在Ⅱ序孔中间内插Ⅲ序孔，相应的注浆孔孔距加密到间隔3.5m。

3质量控制要点

其一、由于单位注浆量与注浆孔距、注浆压力、浆液浓度以及岩溶的发育程度密切相关，注浆施工前应进行注浆试验，合理选择注浆工艺，合理确定注浆压力、浆液配比、单位注浆量等相关参数，确定停止注浆的条件等。其二、注浆过程应加强地面观测记录（位移、冒浆点的位置、地面沉陷等）。其三、注浆施工时，采用自动流量和压力记录表，并及时做好技术资料和基础数据记录、整理、分析工作。其四、钻机成孔插入注浆管后及时封堵孔口及附近的地面裂缝以防冒浆。注浆结束后及时用水泥砂浆封孔至空口。其五、岩溶注浆施工地段，除应加强地面观测外，还必须加强地表变形监测，一般应在线路中心、路基两侧路堤或路堑坡脚、以及坡脚外（或堑顶）外10m各设一排观测桩，纵向间距一般不大于50m，过渡段范围及非均质地区应加密观测剖面。施工期间必须每天进行地表变形观测，实测地表变形量，测量精度不大于1mm，并做好详细记录，根据观测数据控制注浆压力，以免堑坡的稳定性或附近构筑物受影响。

各类设备应就近安装固定管线，不宜过长，以防压力和流量消耗。注浆过程中尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。各孔注浆量依据具体地质情况有较大的差异，当连续注浆单孔超过15吨水泥不见升压时，应考虑提高浆液浓度、添加粉煤灰双液注浆。必要时间歇注浆。注浆量过大时，应提请有关四方会勘，采取适当的工程措施进行处理。施工过程中严禁抽采地下水，附近如有其它工程或民用抽采地下水的应及时协商解决，并采取有效措施进行控制，并加强监测，防止出现施工坍陷，避免造成施工人员及机具安全隐患。路基面上的溶洞应按照设计要求处理，宜采用片石混凝土或钢筋混凝土封闭，封闭厚度不小于0.5m，顶部与路基面齐平，搭盖洞口宽度不小于0.2m。

4施工体会及建议

岩溶发育区地质情况是十分复杂的，注浆过程中反映出的不同现象需要分析判定并采取相应措施。判定不同现象的主要依据是钻孔记录、注浆压力、注浆数量、冒浆情况等，这些数据应集中综合分析，不能只看一项数据而确定措施。

参考文献：

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［2］赵发燕.道路路基施工的重要性及施工技术要点分析［J］.黑龙江交通科技，2016，（9）：67-680.

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