巖溶路基勘察設(shè)計(jì)與處治施工綜述

【摘 要】關(guān)于在高速公路建設(shè)中巖溶路段地質(zhì)勘察、巖溶不良路段設(shè)計(jì)處治方案以及在處治施工過程中施工工藝，質(zhì)量檢測方法等方面綜述。

【關(guān)鍵詞】巖溶路基;勘察;設(shè)計(jì);施工;綜述

巖溶是經(jīng)過漫長的地質(zhì)時(shí)期，在地表水或地下水對可溶性巖石進(jìn)行的溶解作用下，所形成改造和破壞的巖體現(xiàn)象?？扇苄詭r體之間或內(nèi)部形成各種大小形狀不一的空洞和裂隙，經(jīng)過地質(zhì)演變，這些空洞或裂隙由水、土、雜物或者空氣填充，形成穩(wěn)定的巖溶體，這些空洞小的很小，大的卻很大，通常由裂隙貫通或單獨(dú)形成洞腔。

隨著我國高速公路發(fā)展，高速公路建設(shè)難免要通過山區(qū)巖溶路段，而對巖溶路段的勘察、設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量檢測是消除巖溶路段對高速公路正常安全運(yùn)行影響的重要環(huán)節(jié)。

1、概述

河南駐馬店至泌陽高速公路項(xiàng)目全長80.9公里，路線位于豫中南平原與豫西南山地交界處，部分路線處于山嶺重丘區(qū)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)崾居袃商幝范瓮ㄟ^巖溶地段，并指出“由于溶洞發(fā)育無明顯規(guī)律性可循，應(yīng)在具體施工過程中，進(jìn)一步查明影響路基穩(wěn)定的深度范圍內(nèi)的巖溶發(fā)育狀況，及時(shí)采取合理的處治措施”。此兩段路基開挖完成后，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)揭示的巖溶現(xiàn)狀和初步設(shè)計(jì)存在一定差異，隨后就開展對此段路基的補(bǔ)充勘察、設(shè)計(jì)和具體處治施工工作。

2、巖溶路段地質(zhì)勘察

地質(zhì)勘察主要采用的勘察方法有兩證，一種是地質(zhì)鉆探，此種方法比較直接的揭示出了具體的地質(zhì)狀況，可以對特征區(qū)域進(jìn)行加密鉆探。第二種是物理探測，主要采用高密度電法。這種方法成本低、效率高、準(zhǔn)確率大，探地雷達(dá)在特定條件下也具備較高的精度。

2.1地質(zhì)鉆探鉆取芯樣：采用DPP-100型全液壓汽車鉆機(jī)，泥漿護(hù)壁，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和錘擊鉆進(jìn)兩種方式鉆進(jìn)，進(jìn)口口徑130mm，終孔不小于119mm。鉆探范圍為縱向?yàn)槿诜蕉?，橫向?yàn)槿珜挕２捎妹坊ㄐ?米布點(diǎn)，鉆探深度為15米.

2.2孔內(nèi)攝像拍照：對于在鉆探過程中發(fā)現(xiàn)較大巖溶空洞后，采用孔內(nèi)攝像儀針，對孔內(nèi)情況進(jìn)行了攝像和拍照，根據(jù)觀測結(jié)果分析空洞的空間分布后決定采取是否補(bǔ)充鉆探。

2.3物理探測：地質(zhì)雷達(dá)采用GR-2004探地雷達(dá)沿路線縱向進(jìn)行，橫向從一側(cè)到另一側(cè)，無線頻率100MHZ。高密度電法采用E60b型高密度電阻率探測儀，智能電纜連接，自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，形成視電阻率剖面。高密度電法采用布置測線的方法，測線縱向間距10.0米，橫向間距5.0米。

通過以上幾種方法的相互補(bǔ)充和結(jié)合，對鉆探揭露的各主要溶洞進(jìn)行了科學(xué)推斷溶洞的空間展布和詳細(xì)說明，包括它的平面形態(tài)、最大直徑、相互之間的連通關(guān)系等產(chǎn)出特征，以便設(shè)計(jì)時(shí)更好的把握處理范圍，并采取有效適宜的處置措施。

勘測工作完畢后，根據(jù)鉆探和物探的綜合勘查成果配合平面測繪，繪制巖溶平面分布圖和空間立體分布圖，提交勘察報(bào)告。

3、巖溶路段治理工程設(shè)計(jì)

通過對勘測文件的認(rèn)真分析研究，根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范確定了以下處治方案：

3.1當(dāng)洞內(nèi)裂隙發(fā)育，洞腔較小時(shí)，采用C20水下混凝土灌注，直至灌滿為止。

3.2當(dāng)孔口已出露時(shí)，清除洞內(nèi)填充物后，采用片石填塞，頂部50cm厚采用C20號混凝土封閉，并延伸至洞口周圍各1米范圍形成蓋口板。

3.3對其他勘察資料反映存在大量裂隙和空洞，而且比較小而多，洞口沒有揭露的兩路段路基全寬范圍內(nèi)，采用打孔膠結(jié)高壓注漿的辦法進(jìn)行治理，孔位按梅花型全路基寬度布置，間距3m，孔深6m。其中四周周邊第一排為帷幕孔，孔深8米，并先行分時(shí)分段逐步注漿固結(jié)施工，固結(jié)后再在施工帷幕孔中間注漿各壓漿孔。

4、巖溶路段治理工程施工工藝

根據(jù)兩段路基的處治設(shè)計(jì)方案，結(jié)合一般路基施工規(guī)范和工藝，綜合本工程特點(diǎn)，制定了一下處治施工方案：

4.1測量放樣：采用全站儀測量放樣出路線中線各樁位，其余各注漿位置采用經(jīng)緯儀和鋼尺在路基全寬范圍內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙定點(diǎn)放樣并標(biāo)識(shí)，各點(diǎn)間距為等邊4.5米的等邊三角形，放樣完畢后報(bào)請監(jiān)理驗(yàn)收后做好開鉆成孔準(zhǔn)備工作。

4.2開鉆成孔：采用12立方空壓機(jī)送風(fēng)，潛孔鉆鉆進(jìn)，采用直徑127mm鉆頭開鉆，鉆至基巖后變徑為直徑89mm終孔。報(bào)請監(jiān)理驗(yàn)收孔深后做好澆注孔口管，孔口管采用長度1米，壁厚3mm，外徑18mm的鋼管，孔口內(nèi)外各長50cm，孔口管采用525?？炷嗌皾{與孔壁固結(jié)牢固，保證注漿時(shí)能有效持壓，以保證注漿質(zhì)量。

4.3水泥漿配置：水泥漿液通過制漿機(jī)拌制，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)漿液配合比進(jìn)行，水泥、水和外加劑嚴(yán)格計(jì)量，施工過程中隨即抽查各項(xiàng)指標(biāo)。制漿通過一級攪拌池和二級攪拌池拌和均勻后進(jìn)入注漿泵后進(jìn)行壓漿。

4.4高壓注漿施工：注漿前全面檢查設(shè)備和管路系統(tǒng)。漿液隨用隨制，制漿系統(tǒng)配置出合格均勻的漿液后，通過壓漿泵，壓漿管注入孔口管，采用定量定壓分段注漿方法施工。單孔孔口管壓在1.0Mpa以上，穩(wěn)定10～15分鐘以上，或者周圍孔有冒漿現(xiàn)象視為注漿結(jié)束。

4.5已外露空洞處理：對于溶洞孔口外露的空洞，采用C20混凝土灌注或采用片石回填，澆注蓋口板形成封閉，施工過程監(jiān)理應(yīng)全過程監(jiān)督施工質(zhì)量并做好相關(guān)記錄和拍照工作。

4.6場地清理：壓漿及混凝土封閉施工完畢7天后，采用機(jī)械配合人工方法進(jìn)行場地清理，巖溶路段處治施工視為結(jié)束。

5、巖溶路段施工質(zhì)量檢測

5.1檢測時(shí)間：在灌漿施工結(jié)束半個(gè)月后。

5.2檢測方法：

(1)鉆孔檢測：通過鉆孔取芯直接觀察巖溶區(qū)的漿液充填情況，并結(jié)合鉆探過程中循環(huán)液的漏失情況及孔壁的穩(wěn)定性等評價(jià)灌漿質(zhì)量。

(2)高密度電法檢測：檢測注漿的整體充填情況。

結(jié)合鉆孔檢測資料和高密度電法做出綜合評價(jià)，在全面分析研究這些資料的基礎(chǔ)上，最終確定灌漿質(zhì)量是否合格。

5.3檢測量及檢測深度：鉆孔檢測為總孔數(shù)的2%；注漿孔深+1.0米。

5.4檢測位置：

A、鉆孔檢測采用隨機(jī)布置（在梅花形布置的注漿孔之間的中心），或認(rèn)為有疑點(diǎn)的部位，或監(jiān)理指定的位置，

B、高密度電法檢測在整個(gè)注漿區(qū)。

高密度電法采用布置測線的方法，測線縱向間距10.0米，橫向間距5.0米。

質(zhì)量檢測過程如有局部缺陷，應(yīng)加密檢測，保證檢測結(jié)果如實(shí)反映工程實(shí)際情況。

6、結(jié)束語

檢測結(jié)果表明：鉆探芯樣水泥漿對空隙進(jìn)行有效填充，明顯可見水泥漿，兩巖溶路段視電阻值顯著增長，再未出現(xiàn)其他空洞和裂隙現(xiàn)象，地基整體穩(wěn)定性明顯提高。本項(xiàng)目通車試運(yùn)營兩年后此處治路段未出現(xiàn)任何路基病害及隱患。

參考文獻(xiàn)

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[3]JTG F10-2006公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S]北京:人民交通出版社