談機場土石方工程溶洞處理

孫 九 龍

(山西機械化建設集團公司，山西 太原 030009)

談機場土石方工程溶洞處理

孫 九 龍

(山西機械化建設集團公司，山西 太原 030009)

主要研究了畢節(jié)機場土石方工程處于道槽區(qū)或土面區(qū)(填方或挖方區(qū))溶洞的處理方法，并對各種溶洞處理方式的施工效果進行了分析評價，以期為同類工程提供參考依據(jù)。

機場，土石方，溶洞，處理方法，效果評價

1 畢節(jié)機場土石方工程溶洞概況

1)溶洞按形態(tài)大致分為裂隙狀和寬敞的兩種。裂隙狀溶洞高度大于寬度，常沿節(jié)理、裂隙層面溶蝕而成。寬敞溶洞則往往沿巖石面呈曲折傾斜或水平擴展。

2)場區(qū)地形總體上比較平緩，表現(xiàn)為碳酸鹽巖溶蝕地貌。地表發(fā)育有大量的巖溶漏斗、溶洞，其中飛行區(qū)發(fā)育漏斗17個，地表溶洞4個；經(jīng)現(xiàn)場對潛伏溶洞的勘探揭露，場區(qū)共鉆孔360個，其中出現(xiàn)溶洞的114個，溶洞揭露率31.7%，物探解釋和鉆孔揭露該區(qū)溶洞頂板厚0.3 m～21.7 m，呈碎裂塊狀結(jié)構(gòu)，溶洞高0.1 m～12.3 m。溶洞的層數(shù)為1層～4層。溶洞多半為全充填或半充填，填充物為灰?guī)r、軟塑～可塑狀態(tài)的次生紅粘土及泥質(zhì)灰?guī)r碎塊，個別溶洞沒出現(xiàn)充填物。大多數(shù)溶洞呈蜂窩狀溶孔發(fā)育，其發(fā)育處于第二階段，較少出現(xiàn)第一階段，發(fā)育處于第一階段的溶洞有13個。處于第二階段的發(fā)育以水平方向為主，主要受構(gòu)造和巖層層位因素控制，第一階段的發(fā)育以垂直方向為主，受構(gòu)造因素控制。按巖溶發(fā)育強度規(guī)定，畢節(jié)機場場區(qū)揭露的114個鉆孔中，最嚴重的有8個，嚴重的有35個，較嚴重的有42個，中等的有22個，較輕微的有7個。

2 溶洞處理的方式

1)溶洞注漿。2)溶洞爆破開挖。3)溶洞的強夯探測。4)溶洞的土工格室加強。

3 溶洞注漿

1)潛伏溶洞中針對有埋藏較深的群洞及較大的洞體，其影響深度在強夯探測無法達到的情況時，若采取爆破開挖方案則經(jīng)濟上不合理，一般對洞體沒有充填物時采用填塊石加注漿進行處理，對有部分充填及充填的洞體，則采用注漿進行處理。 a.未充填及部分充填溶洞。對于未充填及部分充填的溶洞，采用的處理方法是先填塊石、卵石等填充材料，填滿洞體后進行袖閥管注漿處理。該施工工藝為：回旋鉆進成孔→下注漿管→投入填充材料→注漿管注漿。袖閥管注漿法特點為可定深、分段、多次復注，可彌補洞體中填充材料之間的空隙，并使充填材料固結(jié)為一體。b.全充填溶洞。對于全充填的溶洞，采用處理方法為袖閥管注漿。利用袖閥管注漿法的優(yōu)點和漿液固結(jié)的特點，使洞體中各種充填物固結(jié)膠結(jié)在一起，切斷洞體自身同外界巖層、土層間的水路通道，使溶蝕及潛蝕作用中斷，消除隱患。

2)漿液材料：采用純水泥漿+膨脹土+水玻璃作為周邊孔的注漿材料，在溶洞四周形成連續(xù)的止?jié){墻，確保注漿時漿液不擴散、不漏漿。用純水泥漿作為中間孔注漿材料。

3)注漿工序：a.采用約束—開放型工序，即溶洞最外圍先注，內(nèi)側(cè)后注，隔孔交替注漿，確保漿液分布在預定范圍，達到注漿目的；b.中間區(qū)域鉆孔采用梅花形—注—分序施工，以防止跑漿，竄漿現(xiàn)象。

4)效果評價：畢節(jié)機場溶洞注漿處理位于LD7的原地面，注漿處理效果不是很明顯，漏漿、冒漿的情況較嚴重；另外，水泥、粉煤灰等材料的消耗量較大，施工過程比較復雜，不是很經(jīng)濟。

4 溶洞爆破開挖回填

1)潛伏溶洞的頂板埋深不超過5 m時可采用爆破開挖并回填處理方案進行處理；填料粒徑從下到上逐次變小，起到反濾的作用。溶洞應按照原設計“爆破開挖處理剖面示意圖”進行處理。清爆開挖后，清除洞中充填物，然后回填石料進行強夯處理，石料要求和強夯參數(shù)同道槽填填方區(qū)域。

2)施工工序:施工測量放線→鉆孔→爆破→開挖→分層回填(夯實)→試驗→平整。

3)溶洞爆破開挖應根據(jù)地勘單位和設計單位提供的圖紙和方案進行處理。若溶洞洞體較小、數(shù)量較多時，根據(jù)溶洞編號一一處理，處理完成的可做相應記號或記錄，避免重復或漏掉。

4)效果評價：畢節(jié)機場施工中主要是針對于已揭露或地勘提供且指明采取爆破開挖處理的溶洞，此種方法處理效果較好，場區(qū)內(nèi)大多數(shù)溶洞采取了這種方法。

5 溶洞的強夯探測處理

1)對于部分鉆孔頂板基巖較薄、填方較高的溶洞采用高能級強夯探測方法進行探測，若強夯過程中發(fā)現(xiàn)頂板塌陷或沉降較大區(qū)域(達不到收錘標準)，表明該區(qū)域下部洞體在強夯作用下出現(xiàn)坍塌，則對該區(qū)域進行標記，當強夯探測完畢后，對標記區(qū)域進行清爆開挖強夯回填處理。

2)溶洞的強夯探測處理也同樣根據(jù)地勘單位和設計單位提供的圖紙和方案進行處理，不得改變施工工藝。

3)對于基巖較厚的部分區(qū)域，高能級強夯探測時可能會出現(xiàn)夯錘跳起或翻起現(xiàn)象，但鑒于該區(qū)域有潛伏溶洞存在，必須處理，現(xiàn)場可采用鋪筑一定厚度的石料墊層，盡量做到夯錘少翻或不翻，同時又不影響對溶洞的處理效果。

4)效果評價：畢節(jié)機場主要是對處于道槽挖方區(qū)的潛伏溶洞，處理面積達2萬m2，揭露溶洞2處，處理效果較好。

6 溶洞的土工格室加筋補強處理

1)對于采用強夯探測的區(qū)域，溶洞頂板沒有發(fā)生塌陷的溶洞，為確保溶洞頂板承壓強度和穩(wěn)定性，在挖方區(qū)溶洞上部回填級配碎石褥墊層前，底部要設置10 cm厚度的土工格室進行鋪填，以起到擴散上部荷載，防止產(chǎn)生不均勻沉降作用。

2)土工格室技術(shù)指標應滿足設計要求，其檢測指標有：拉伸強度、拉伸屈服強度、高度、斷裂伸長率、連接處強度。

3)土工格室張拉。在每隔1 m左右使用鋼管將土工格室橫向端部牢牢固定在土基中，鋼管直徑不小于30 mm，保證50 cm的入土深度，上端焊有彎鉤，起到格室受拉后發(fā)生向上滑出?？v向采取每隔10格釘入定位木樁或土釘使土工格室充分展開。施工過程中使用伸張器框架把格室延伸端相連，再用小型機械設備將其拉緊，以保證使格室整體全面拉開，并保證受力均勻，受力要求不超過抗拉強度的10%。

4)土工格室聯(lián)結(jié)。多幅土工格室間的聯(lián)結(jié)方式可以采用打孔穿繩聯(lián)結(jié)、現(xiàn)場鉚接、現(xiàn)場焊接、專用插件以及U形釘連接等等聯(lián)結(jié)。

5)填充碎石。采用逐步推進法用裝載機或人工將級配良好的碎石填充在格室間，充滿格室間并超出格室頂端。填碎石料時落距要低于1 m，然后整平搗實。并保證格室頂部有5 cm厚的碎石保護層，上部填料時要保證虛鋪厚度，防止格室遭到機械設備的破壞。

6)效果評價。此種處理方法主要是用于強夯探測處理結(jié)束后，采用土工格室補強，屬于輔助性處理。

7 結(jié)語

以上幾種溶洞的處理方法，在機場土石方施工中存在一定的局限性，應結(jié)合溶洞的分布、構(gòu)造等采取相應的措施進行處理，如采用一種或者兩種組合，甚至采用更先進的處理方法,處理效果及各項技術(shù)指標也應滿足設計及規(guī)范要求。

[1] MH/T 5025—2011，民用機場勘測規(guī)范[S].

[2] 《工程地質(zhì)手冊》編委會.工程地質(zhì)手冊[M].第4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[3] JTG D30—2004，公路路基設計規(guī)范[S].

[4] 貴州省畢節(jié)飛雄機場施工勘察分報告(七)道槽挖方區(qū)[Z].

[5] 畢節(jié)飛雄機場道槽挖方區(qū)溶洞處理方案說明[Z].

[6] 畢節(jié)飛雄機場土石方及地基處理工程技術(shù)說明[Z].

Discussion on karst treatment of airport earthwork engineering

Sun Jiulong

(ShanxiMechanizationConstructionGroupCompany,Taiyuan030009,China)

The paper mainly studies karst processing methods of Bijie airport earthwork engineering in channel region or soil surface area (fill and excavation region)， analyzes and evaluates various karst processing methods, with a view to provide some basis for similar engineering.

airport, earthwork, karst, processing methods, effectiveness evaluation

2015-02-27

孫九龍(1977- )，男，工程師

1009-6825(2015)13-0113-02

P642.25

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