路基岩溶整治工艺及效果评价
【摘要】根据广西岩溶地质特点，本文简述了路基基底岩溶注浆加固的施工工艺、注意事项以及注浆整治整体效果评价方法，对今后岩溶地区岩溶整治及效果评价有所借鉴。
中国论文
【关键词】岩溶地质;注浆加固;施工工艺;效果评价
1、工程概况
湘桂铁路扩能改造工程柳州至南宁段是湘桂铁路的重要组成部分，是广西东出至华东北上至华北等地区的主要骨架铁路，也是广西与珠三角地区交流的重要铁路运输通道。对加强中心城市与周边城市之间的联系，缩短城市间的时空距离，推动区域经济技术联合与协作，促进经经济社会发展具有重要意义。黎塘西车站位于D1K660+569.91～D1K662+953.521段内，该段路基以填方路堤为主，最大填高为9.2 m。段落属岩溶溶蚀平原、剥蚀残丘地貌，地势较为平坦、开阔，地形起伏较小。地面高程一般为95～l03m。
1.1地质概况
段内地表上覆第四系全新统坡洪积（Q4dl+pl）、坡残积（Q4dl+el）软土、软黏土、松软土、细角砾土、弱膨胀土，土层厚度0～5m及6-15m不等;软土主要分布于水田表层及基岩接触带。下基岩为石炭系下统（C1）灰岩、炭质灰岩及泥盆系中统东岗岭组（D2d）灰岩、白云质灰岩，灰i、浅灰、深灰色，中厚层状、隐晶质结构、钙质胶结，局部为方解石脉，节理、裂隙发育，岩质坚硬。基岩面起伏较大，隐伏型溶沟、沟槽发育，地下溶洞较发育。地表溶蚀严重，溶蚀洼地、漕谷发育。
1.2设计概况
1.2.1整治措施
浅层及开口型溶洞，一般采用揭盖回填、地表封闭及跨越处理。
裸露型岩溶为消除地基不均匀性并防止地面塌陷及变形，采用清除地表覆土并换填粗粒土、铺设土工格栅垫层与钻孔注浆相结合的处理措施。
覆盖型岩溶以钻孔注浆为主要措施，通过注浆充填土石界面的土洞、溶洞和溶蚀裂隙，阻隔地表水与地下水之间的水力联系，防止岩溶地面塌陷的发生。
1.2.2整治宽度
路堑整治宽度一般至新建铁路堑侧沟平台。正线路堤整治宽度一般至路堤坡脚。对于车站站线及联络线，路堤高度大于6m，按照路肩外45度扩散角确定整治宽度，高度小于6m，整治到路堤坡脚。当坡脚（堑顶）以外有溶洞危及边坡稳定时，整治宽度加宽至坡脚（堑顶）外不小于2m;设置路肩挡土墙、路堤挡土墙的地段，整治加固宽度至墙趾以外3m。
1.2.3 整治注浆孔布置
在易塌陷区，对溶洞、土洞、垂直溶蚀破碎带不发育且连续长度超过30m的地段，以7m纵矩沿中心线交替布置探灌结合孔，用以核查设计地址条件。对溶洞、土洞、垂直溶蚀破碎带发育的地段，钻孔注浆一般按二序（I、II）施工。I序孔间间距为7m，按正方形布控。II序在I序孔正方形中心及溶洞位置内插加密，I、II序孔形成菱形布置，间距为5m。当支档结构物基础下需注浆处理时，在I、II序孔中间内插III序孔，注浆间距加密至3.5m。
在及易塌陷区，一般按二序（I、II）进行钻孔注浆。I序孔间间距为7m，按正方形布控。II序在I序孔正方形中心及溶洞位置内插加密，I、II序孔形成菱形布置，间距为5m。当已发生塌陷、有支档工程及车站咽喉区等需要加密注浆处理时，在I、II序孔中间内插III序孔，注浆间距加密至3.5m。
图1 易塌陷区注浆孔平面布置示意图
图2 极易塌陷区注浆孔平面布置示意图
2、施工工艺
2.1工艺原理
利用惰性材料形成的浆液，在一定压力作用下注入岩溶裂隙、溶洞中以及软塑黏土体孔隙中，首先是填充岩溶溶洞及岩溶裂隙，其次是封闭岩、土界面，形成隔水帷幕，阻隔上层滞水与岩溶水的联系：如土体中存在着软弱夹层，再进行加固土体软弱夹层。通过注浆填充液凝固后，具有的刚性和强度而改变岩层及土体的性状，使岩土的变形受到约束，强度得到提高，从而达到控制地基整体沉降、减少变形的效果。
2.2施工步骤及注意事项
2.2.1施工步骤
a、地质钻孔
要求保证钻孔的垂直度，孔位偏移不超过50cm。详细记录各钻孔的土层厚度，基岩的破碎情况、裂隙发育情况、岩溶发育程度等岩体特征及漏水、掉块等孔内异常情况，为注浆压力、注浆量提供技术依据。覆盖层中采用跟管钻进，直径不小于130?L，基岩段终孔直径不得小于91?L。
b、封孔
在满足设计注浆压力条件下，根据现场地质情况可采用浓水泥浆一次性封闭或孔口管动态阻塞法封孔。孔口管封管可有效的避免垮孔，并可灵活处理浆液流失，原则上应优先采用孔口管动态阻塞法。
c、注浆
按设计和现场值班工程师提供的配合比拌制好浆液（水灰比为0.6：1～1：1），浆液的比重符合要求，有添加剂的按试验人员确定的参量进行添加，应保证水泥浆液的配制质量。开始注浆时采用稀浆灌注，当灌入量较大时可根据情况采用浓一级的浆液灌注。注浆压力（孔口压力表读数）为0.2～0.4MPa，终注压力控制在0.3～0.5MPa为宜。
2.2.2施工注意事项
a、注浆必须连续进行，若因故中断，应找出注浆中断原因，尽快恢复。
b、注浆过程中应分序施工。如出现串浆现象，应对串浆孔同时进行注浆处理。
c、对垮塌严重的溶蚀破碎带、充填粗粒土的溶洞等实施跟管钻进极为困难的注浆钻孔，可采用自上而下注浆法复钻施工，严禁使用泥浆等影响注浆加固效果的方法护壁钻进。
3、整体注浆效果评价
a、通过检测地基注浆前、后的面波波速差异得到处理后的地基较处理前的物理力学性质的改善程度。对比注浆施工前、后的面波波速和频散曲线特征，进而对注浆效果进行评价;
b、降低灾害发生的机率和危害程度;
c、为优化工程设计提供地质依据;
d、为编制竣工文件提供地质资料。
4、方案实施效果
黎塘西车站段（D1K660+569.91～D1K662+953.521）内设计注浆孔5678个，由湖南中大设计院有限公司完成检测，共计完成面波检测点342个，测点数为注浆总孔数的6%。通过对比注浆前后的面波波速和频散曲线特征后评定，黎塘西车站路基岩溶整治注浆质量100%合格，检测单位判定为施工质量合格。
5、结束语
路基岩溶整治施工在灰岩地区较为常见，钻孔注浆固结效果的好坏，直接影响到路基填筑的顺利与否，进而影响到施工安全和工期。黎塘西车站路基工程在严格按照设计参数的基础上、注重过程控制及质量检测工作，成功地完成了对路基基底的注浆加固处理，保证了路基的填筑。事实证明本次岩溶整治施工工艺、检测评定手段正确可行，可供今后路基岩溶整治施工和效果评价借鉴。
参考文献：
[1] 《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123-2000）
[2] 《水工建筑物水泥灌浆施工规范》（SL62-94）
[3] 《铁路工程不良地质勘探规程》（TB10027-2001）