铁路工程岩溶路基处治技术及工程应用

铁路工程岩溶路基处治技术及工程应用

李学涛

中铁十七局集团第二工程有限公司陕西西安710043

摘要：随着社会的不断发展，铁路工程变得越来越多，交通四通八达。但在铁路工程中会出现路基岩溶区，岩溶洞穴是指可溶性岩石在喀斯特作用下形成的地下塌陷、洞穴现象。假若岩溶洞穴埋层较浅且溶洞跨度大、顶板薄，其地表层在重型机械或运营车辆等负荷的作用下，必将发生沉降甚至塌陷，这种地质对于铁路建设危害巨大，安全隐患堪忧，故必须对溶岩地基进行加固处理。

关键词：铁路工程；岩溶路基；技术

引言

在对岩溶路基处理方面，应针对溶岩顶板状况和洞穴埋深及发育程度进行相应处理。本文论述了黔张常铁路工程岩溶路基处理技术，介绍岩溶注浆在地基加固处理中的应用。

1工程概况

黔张常铁路，是渝长厦快速铁路的一部分，起于重庆市黔江区黔江站，途经湖北省咸丰县、来凤县，湖南省龙山县、永顺县、桑植县、张家界市永定区、慈利县、桃源县，止于常德市武陵区常德站。铁路规划线路总长340公里，设计时速200公里，为客货共线的国铁Ⅰ级双线电气化快速铁路。其线路图如图11所示。

图11黔张常铁路线路图

该岩溶注浆试验段位于湖北省恩施市咸丰县菜园子村附近，起讫里程DK42+556～DK42+661，工点全长105m。线路主要以填方形式通过，最大填方高度约13m。

2岩溶路基施工主要流程

2.1施工准备

(1)分析图纸：认真研读图纸内容，明确设计意图，把握岩溶注浆工点概况，针对岩溶地质状况分别制定先导孔和注浆孔施工方案，做好技术交底。(2)设备就位：将钻机移位到注浆孔处安装就位，调整钻机角度，确保钻机对正孔位，就近安设配套注浆设备，固定注浆管线。(3)材料准备：准备注浆用硅酸盐水泥、水玻璃、中粗砂和粉煤灰等原材料，对进场材料检验。

2.2先导孔勘察阶段

监理、设计（路基与地质专业）全程参与见证、确认，按照施工图要求：①采用瞬态面波法物探探查路基岩溶；②编制先导孔布置图（监理、设计地质工程师确认），现场布置先导孔，实施先导孔钻探，同步编制先导孔钻孔记录表（监理、设计地质工程师确认）、先导孔钻孔岩芯鉴定表（监理、设计地质工程师确认）、先导孔溶洞统计一览表（监理、设计地质工程师确认）、先导孔勘察完成孔一览表（监理、设计地质工程师确认），按照要求摆放岩芯及标签，逐孔逐段岩芯拍照；③选择岩溶代表性地段进行压水试验。以上3个方面工作完成以后，编制注浆前物探勘察报告（监理见证，设计地质专业审定并签认）、先导孔工程地质说明（监理、设计地质工程师签字）。施工单位据实填写施工日志，监理单位填写监理日志、注浆施工周报表，设计单位填写注浆设计进展周报并（路基专业）根据先导孔物探勘察报告、先导孔工程地质说明出具岩溶注浆方案，结合先导孔勘察报告（注浆前），选择标段内岩溶发育代表性地段进行路基岩溶注浆工艺性试验。

2.3注浆阶段

监理组织并见证、设计参与，选择岩溶发育代表性地段进行路基岩溶注浆工艺性试验，工艺性试验不能满足设计要求时，报告建设指挥部，经四方会商进一步完善设计及注浆工艺性试验。施工单位编制岩溶注浆工艺性试验总结，监理、设计签认。按照设计要求分序间隔完成注浆孔钻孔，先进行先导孔注浆，再进行Ⅰ序、Ⅱ序钻探及注浆，注浆之前先清孔至设计孔底。

施工单位及时填写和编制注浆记录表、注浆日报表、施工日志、Ⅰ序和Ⅱ序钻探钻孔记录表、封孔记录表、自检孔钻孔一览表、自检孔钻孔记录表、自检孔钻孔岩芯鉴定表、注浆数量日报表、工程地质说明、注浆成果一览表，注浆数量汇总表、压水试验记录一览表、压水试验记录表、检验批质量验收记录表、注浆台账。监理单位填写监理日志、旁站记录、注浆施工周报表。注浆终孔须满足终孔条件，即：注浆终注压≥0.3MPa，稳压时间10分钟左右、注浆记录仪小票与注浆记录需记录注浆时间、终孔注浆压力、注浆量、持续时间。注浆过程、注浆场地环境、注浆各分部与设备留取影像资料。

2.4检测与验收阶段

注浆阶段完成后，施工单位先进行自检，通过注浆前后的物探勘察报告、钻孔的岩芯对比、压水试验的各项数据对比，编制自评报告，再由监理组织、设计见证第三方检测。按照《铁路工程地基处理技术规程》(TB10106-2010J1078-2010)、《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）、《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）、《水利水电工程地质勘查规范》（GB50487-2008）、《铁路工程地质勘查规范》（TB10012-2007）《铁路工程地质钻探规程》(TB10014-2012)、《工程地质钻探标准》（CECS240：2008）、《多道瞬态面波勘查技术规程》（JGJ/T143-2004）、《铁路工程物理勘探规范》（TB10013-2010J1089-2010）等规范和验标通过钻孔，压水试验，二维瞬态面波法进行检测，第三方检测报告由监理、设计签字确认，并形成检验批资料。

3裸露型岩溶地基的处理技术及应用

3.1极易塌陷区和易塌陷区的地基处理措施

当施工物探及岩溶先导孔完成后，对查明的溶洞应进行稳定性的分析。当岩溶地基不稳定时，应采取下列工程措施进行处理。位于基床厚度范围内规模较小的溶洞、溶蚀裂隙清除浮碴后采用灌注混凝土、水泥砂浆处理；充填性溶槽挖除换填M7.5浆砌片石。洞穴无地下水活动且充填有堆积物，顶板厚度不能满足要求时，采用钻孔灌注水泥砂浆、水泥浆处理。对规模较大、顶板厚度不能满足要求的溶洞采用梁跨、板跨等结构形式跨越；埋深较大的溶洞开挖竖井后采用桩、浆砌支柱、片石混凝土回填等加固措施。

3.2落水洞处理

原则上有条件的地方设桥跨越、或设挡土墙避免占压，不得以路基占压落水洞的地段应先布置先导孔，查明地下排水通道的断面大小及空间位置，并根据地下通道大小和顶板埋深进行稳定性评价，对不稳定的采取跨越、注浆等措施处理；稳定地段只对垂直通道进行回填处理。清除落水洞内的松散充填物后，采用夯填片石或用浆砌片石填塞，顶面采用1m厚的三七灰土封闭。

结语

综合大量实践表明，对岩溶路基实施注浆加固处理，不仅强化了路基强度及其地基承载力，更使得固化后的浆液形成隔水帷幕，岩土结构得到了改变，地下水的潜蚀和渗透通道得到了堵塞，溶蚀塌陷从根本上得到消除，为岩溶软土路基的处理技术提供了新的资料。

参考文献

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