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高速公路岩溶路基填筑处理技术的应用探讨

2021-03-31张仁峰

中华建设 2021年5期
关键词:溶洞岩溶路线

张仁峰

岩溶地质是高速公路工程领域一项重要的研究对象,目前对其发育过程及形态特征已有了一定的认识。高速公路路基下岩溶具有隐蔽性的特点,且在一定条件下,岩溶地质还存在继续发育的可能。施工完毕后,应采用科学有效的验证方法,确保岩溶处理效果满足后期高速公路安全运营。本文结合工程实例,就高速公路岩溶路基填筑处理技术的应用进行探讨。

一、工程概况

贵金古高速公路项目,位于贵阳市观山湖区,全长160.765km,设计速度100km/小时,采用双向六车道。该项目采用“股权合作+BOT”模式建设,项目建设期4年,运营期30年。

二、地质条件

根据区域地质资料及初勘成果,路线区域内出露的主要地层有古生界的寒武系、二迭系;中生界的三迭系、白垩系;新生界的第四系。其中碳酸盐岩地层在区内展布范围较广。

路线经过区域绝大部分属裸露型或覆盖型岩溶地带,岩性以灰岩、泥灰岩、白云岩、砾岩、粉砂岩、泥岩、局部夹煤层为主,覆盖层主要为粘土、粉质粘土夹少量碎石,厚0~5米不等。岩溶地貌上主要表现为溶洞、岩溶漏斗、溶蚀洼地、落水洞等。

根据现场地质调查,结合区域地质资料,路线区主要不良地质为岩溶区,特殊性岩土为山间谷地软弱土、人工填土等。路线区地壳运动主要以缓慢抬升为主,侵蚀溶蚀、溶蚀地貌地形切割强烈,高差较大,地层岩性较复杂,构造较复杂,岩溶整体弱~中等发育,局部强烈发育,水文地质条件较简单。地震基本烈度为VI级。区域地质环境处于相对稳定状态,对拟建路线有影响的地质灾害规模小,易防治,无影响路线方案的重大地质灾害。路线区现状自然稳定性好,路线区地质环境适宜拟建公路建设。

三、整治范围

首先,在一些覆盖型岩溶区域,如果岩溶区域的覆盖层厚度不超过30m,并且岩溶化坡地区域的覆盖层厚度不超过20m,应使用路基填筑处理技术。对于整治宽度而言,主要是路堤坡脚之外的5m范围内,如果坡脚(堑顶)外的岩溶影响到边坡的稳定性,可以适当的扩大整治范围。其次,如果施工区域存在岩质的路堑,应参考工程现场的岩溶形态进一步明确处理措施。此外,对于覆土厚度不超 3m的浅覆盖岩溶,可结合地基处理,清除覆土后按裸露型岩溶进行处理。

四、溶岩路基处理

岩溶地貌上主要表现为溶洞、岩溶漏斗、溶蚀洼地、落水洞等。路线经过范围内大型溶洞采用路线避让和桥梁跨越处理,局部小溶洞采用开挖回填处理。

岩溶工程的处治措施主要根据岩溶的类型、埋深、洞顶板厚、洞的宽度等特征,一般采取修桥跨越、开挖回填、钻孔注浆、排导岩溶水、支顶加固、高填方路堤穿透等措施。

1.处理原则

(1)对于路基基底的岩溶泉,应设置涵洞将其积水排出。

(2)对于路基旁边流量较大的暗河,应采用桥涵跨越的方式;如果其规模不大,应采用钢筋混凝土板跨越,路基外可增设挡土墙。对于路基底的溶洞,应合理计算路基与溶洞的安全距离。

1.就地转换模式的应用。为完成消费税正常销售纳税申报项目,笔者设计了三个教学站,其教学内容分别包括手工项目、电子项目和线上学习,同时把学生(全班48人)按照成绩优劣搭配分成三个教学组(每组16人),要求他们分别在上述三种方式之间轮流进行转换,即在第一个时间段内,第一、二和三个教学站分别进行电子项目、手工项目线上学习;第二个时间段内,第一时间段做电子项目的同学开始做手工项目,而做手工项目的同学进行线上学习;第三个时间段,继续顺时针转换。

(3)如果溶洞深而小,将不利于洞内加固,在加固时应采用钢筋混凝土盖板进行加固,如果溶洞靠近边沟,应做好防渗措施,以防止边沟出现渗水现象。同时,如果溶洞洞径较小,或者其顶板薄,应采用片石进行回填;而若溶洞深度较深,可采用板涵进行跨越。另外,如果路基地表发生塌陷,若基岩未见露出,可采用片石进行回填;如果发生基岩出露,或者洞口空洞,应先采用大块石将洞口堵塞,然后采用片石进行回填。对于小型溶洞,若埋深较深,应采用钻孔注浆法加固。在溶洞处理时,施工人员进入施工现场,如果顶板较薄,或者洞内存在水流,可采用浆砌片石作为顶支柱。

(4)如果路基基底存在干溶洞,如果洞口深度较浅,可采用块石回填;如查洞口较宽,可采用桥涵跨越;另外,如果溶洞顶板太薄,可采用爆破的方式进行回填,也可设置桥涵跨越。

2.注浆孔平面布置

纵向间距5~7.0m,排距5~7m,路堤地段采用梅花型布置,路堑地段采用正方形布置。在路堤加固时,其加固范围与坡脚外的间距为2.0m,对于路堑地段,其加固至路堑坡脚。

3.加固深度

结合岩溶发育现状,应以岩土界面以下6m作为加固深度,若在此孔深6m范围内未遇见溶洞或裂隙,则钻进8m结束钻探;施工过程中,若在此范围内遇溶洞,则应钻至溶洞底板下0.5~1.0 m,并对溶蚀裂隙进行注浆加固,加固深度不得小于6m。

4.钻孔孔径

在注浆时,其开孔和终孔孔径分别为φ≮K11mm和φ≮91 mm。

如果采用水泥注浆,应选用Po32.5水泥,并采用单液注浆方式,加强水泥浆液水灰比控制,一般控制在0.8:1~1:1范围内。如果溶洞较大,应先进行机制砂灌注,再采用水泥砂浆进行充填,注浆方式为双液注浆。如果溶洞采用全充填,应采用单液注浆方式。如果浆液扩散较远,或出现地表冒浆等现象,应采双液注浆方式。水泥浆、水玻配比为1:0.1~1:0.05。双液注浆工艺复杂,必要时可同时掺入缓凝剂(水玻璃量的1~3%)。

6.注浆压力参数

若灰岩中为0.1~03MPa,应适当加大岩土界面,一般加大至0.3~0.5MPa。

7.注浆结束标准

在注浆时,如果出现以下现象,可终止孔注浆:

(1)在注浆时,应将孔口压力控制在0.2MPa,确保吸浆量小于40L/min。

(2)在注浆时,注浆范围外3~5m出现冒浆点。

(3)如果采用单孔注浆,其注浆量应为平均注浆量1.5~2.0倍,如果进浆量不断减少,可以先清孔以后再进行注浆。但要注意的是,上次注浆与清孔间隔时间应超过一天。

8.注浆效果检查

(1)在注浆前,应严格审核注浆效果。

(2)在注浆完毕后,先进行注水试验,再对其吸水量进行对比,并加强注浆效果检查。同时,要确保注浆完毕后的吸水量不大于注浆前吸水量的3~5%,以 防漏水现象的发生。

(3)加强钻孔检查,根据浆液充填情况对注浆效果进行判断。对于裂隙岩溶,应采用干钻取芯,同时加强浆孔检查和修补。

9.注浆地表监测

在岩溶注浆时,应加强施工地段地面观测和地表变形监测。首先,应在路线中心或者路基两侧各设一排观测桩,纵向间距小于50m,同时对过渡段剖面进行观测。在施工时,应加强地表变形监测和变形量实测,测量精度应大于1mm。此外,加强注浆压力控制,确保堑坡的稳定性,并及时向相关部门汇报监测数据,为路基沉降分析工作提供数据依据。

五、施工中注意事项

1.在施工前,应及时深入施工现场对既有线地下设施进行收集和调查,确认地下管线的位置。

2.在钻孔时,对于土层应采用跟管干钻方式,当钻至岩层以后,再采用饱和水钻进方式。严禁用泥浆钻、大水冲水钻进。

3.在注浆时,应确保注浆连续性,若中间出现注浆中断现象,应及时停止,并采取措施以及时恢复注浆作业。

4.在工程实际注浆过程中,应做好地面观测工作。首先,应将观测桩埋设在注浆区域,在注浆前,应加强地表沉降观测,加强压力控制,防止环境污染,如果在作业时,发现异常情况,应及时采取针对性处理措施。

六、结语

总而言之,随着国内高速公路事业的迅速发展,推动了周围地区的经济、文化等方面的发展。通过对高速公路岩溶路基填筑处理技术及注意问题进行探讨,不仅可以对施工质量作出评判,为今后高速公路岩溶路基施工提供极大的帮助。

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