機(jī)場工程針對不同巖溶處理施工工藝研究

汪建國

摘要：本文針對落水洞，隱伏性溶洞半填充洞體和全填充洞體巖溶采取不同的處理措施，對不同巖溶形式進(jìn)行工藝研究，采用強(qiáng)夯處理、回填混凝土、回填碎石并加設(shè)土工布等多種施工工藝形式，通過固體體積率、靜載承載力、聲波檢測、動力觸探（重型）等多種指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，證實(shí)本文采用的溶洞處理工藝對處理貴陽地區(qū)的各種巖溶具有良好的效果。

Abstract： In this paper， different treatment measures are taken for the falling water cave， the hidden cave half-filled cave and the fully-filled cave karst. The process research is carried out on different karst forms， using strong tamping， backfilling concrete， backfilling gravel and adding geotextile and other construction techniques， through solid volume rate， static load capacity， acoustic wave detection， dynamic penetration （heavy duty） and other indicators to verify that the karst treatment process used in this paper has good treatment effect of various karst forms in Guiyang area.

關(guān)鍵詞：機(jī)場工程;高填方;落水洞;隱伏溶洞;強(qiáng)夯

Key words： airport engineering;high fill;falling water cave;hidden cave;dynamic compaction

中圖分類號：P642.25? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）25-0169-02

0? 引言

隨著國內(nèi)機(jī)場高速發(fā)展，客流量不斷增大，機(jī)場建設(shè)高速發(fā)展，機(jī)場擴(kuò)建成為各大樞紐機(jī)場的迫切工作，因擴(kuò)建機(jī)場對區(qū)域的限制性。在我國西南貴州區(qū)域，地質(zhì)存在大量巖溶地質(zhì)，特別是落水洞、隱伏巖溶區(qū)域等不良地質(zhì)。因此處理好落水洞、隱伏巖溶區(qū)域不良地質(zhì)的地基處理工藝研究，對保證機(jī)場道面安全性、穩(wěn)定性具有重要意義。

1? 工程概況

貴陽龍洞堡機(jī)場，屬于以山地、丘陵為主的丘原盆地地區(qū)。巖溶發(fā)育有以豎向發(fā)育為主，水平發(fā)育較少的特性。巖溶主要發(fā)育類型有漏斗型溶洞、偏垂直型落水洞、隱伏溶洞、被視作大溶洞的溶蝕裂隙帶、溶槽溶溝。施工范圍內(nèi)分布有落水洞8處、巖溶漏斗3處，地下隱伏巖溶區(qū)域204處，溶洞頂板厚0.1-19.9m，溶洞高0.2-15.0m。大部分為填充溶洞，充填物為軟塑-可塑狀態(tài)紅黏土及碎石，溶洞總體以全填充為主，半填充次之，無填充溶洞相對較少。

2? 技術(shù)指標(biāo)

2.1 巖溶洼地、漏斗、塌陷強(qiáng)夯指標(biāo)

飛行區(qū)填方邊坡穩(wěn)定區(qū)、跑道影響區(qū)、航站樓區(qū)和工作區(qū)的道路區(qū)的巖、洼地、漏斗和塌陷，強(qiáng)夯后地基承載力特征值不小于180kPa，強(qiáng)夯墊層固體體積率不小于78%。

飛行區(qū)其他土面區(qū)和工作區(qū)的建筑區(qū)內(nèi)的巖溶洼地、漏斗和塌陷，強(qiáng)夯后的復(fù)合地基承載力的特征值≥150kPa，強(qiáng)夯墊層固體體積率不小于75%。

2.2 落水洞處理進(jìn)行施工過程控制

洞頂洞徑周圍采用強(qiáng)夯1000kN·m能級處理，錘底的靜壓力25～40kPa，控制標(biāo)準(zhǔn)為最后兩擊平均的夯沉量≤50mm。

2.3 隱伏溶洞處理檢測

①清爆換填處理時，灌水法檢測固體體積率，不小于83%。

②強(qiáng)夯時，飛行區(qū)填方邊坡穩(wěn)定區(qū)、跑道影響區(qū)、航站樓區(qū)和工作區(qū)的道路區(qū)強(qiáng)夯墊層的固體體積率≥78%。飛行區(qū)其他土面區(qū)和工作區(qū)的建筑區(qū)內(nèi)強(qiáng)夯墊層的固體體積率≥5%。

③灌注砼處理時，砼取芯率不小于80%并無明顯掉鉆，重型動力觸探N63.5不小于5擊，波速測試無明顯空洞。

3? 巖溶處理工藝

3.1 巖溶洼地、漏斗、塌陷處理工藝

①巖溶洼地、漏斗、塌陷強(qiáng)夯處理，錘底靜壓力25～40kPa。點(diǎn)夯兩遍，夯后推平，滿夯一遍。

②反濾層設(shè)置。強(qiáng)夯完成后，洼地、漏斗、塌陷周界外延5m范圍鋪設(shè)一層土工格室并充填碎石，格室上鋪設(shè)一層土工布，土工布上鋪設(shè)0.2m厚的碎石保護(hù)層。保護(hù)層材料（含土工格室充填材料）為碎石，最大粒徑應(yīng)不大于50mm，含泥量不大于10%，保護(hù)層應(yīng)碾壓密實(shí)。

3.2 落水洞處理工藝

為確保落水洞地下排水及避免處理不當(dāng)衍生地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)將洞口周邊的松動的石塊、草、樹木等清理干凈，同時擴(kuò)大洞口直徑，一般≥2.5m，后從下到上填筑由粗到細(xì)不同粒徑的碎石進(jìn)行填筑，形成反濾層。并在洞口周圍采用強(qiáng)夯1000kN·m能級處理，錘底的靜壓力25～40kPa，洞徑小于2.5m的落水洞，回填料最大粒徑≤20cm，洞徑大于2.5m的落水洞回填料最大粒徑≤40cm。并在落水洞洞口的周圍鋪設(shè)一層向外延5m的土工布。為確保土工布不受損，在土工布上、下層各鋪設(shè)一層厚0.2m的碎石保護(hù)層。

3.3 隱伏溶洞的處理工藝

3.3.1 飛行區(qū)填方邊坡穩(wěn)定區(qū)、跑道影響區(qū)、航站樓區(qū)和工作區(qū)的道路區(qū)隱伏溶洞的處理工藝

對頂板埋藏深度H≤2m的隱伏溶洞洞體，采用清爆換填法處理。首先將洞體上面覆蓋的土方進(jìn)行進(jìn)行去除，后將洞頂堅(jiān)固巖體采用爆破法破碎，清楚干凈后，曾天填筑碎石后進(jìn)行強(qiáng)夯，分層回填塊碎石后，采用3000kN·m級強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。

對埋藏較淺（2

對埋藏較深（H>8m）的隱伏溶洞洞體，主要采取以下兩種方式處理：①對未完全填充或沒有填充的洞體，采用高壓灌注低標(biāo)號混凝土的處理方式。②對于完全充填的洞體，采用4000kN·m級強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。

3.3.2 飛行區(qū)其他土面區(qū)和工作區(qū)的建筑區(qū)內(nèi)的隱伏溶洞的處理工藝

對埋藏較淺（H≤8m）的隱伏溶洞洞體，主要采取以下兩種方式處理：①對未完全填充或沒有填充的洞體，采用高壓灌注低標(biāo)號混凝土的處理方式。②對于完全充填的洞體，采用2000kN·m級強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。

對埋藏較深（H>8m）的隱伏溶洞洞體，主要采取以下兩種方式處理：①對未完全填充或沒有填充的洞體，采用高壓灌注低標(biāo)號混凝土的處理方式。②對于完全充填的洞體，采用3000kN·m級強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。

4? 效果檢測評價

①巖溶漏斗、洼地、塌陷強(qiáng)夯后檢測的固體體積率在85-89%之間，強(qiáng)夯后地基承載力特征值在260kPa左右，不小于180kPa，符合設(shè)計及施工規(guī)范要求。②落水洞溶洞的強(qiáng)夯處理及固體體積率符合設(shè)計及施工規(guī)范要求。③隱伏溶洞處理檢測。飛行區(qū)道面影響區(qū)、填方邊坡穩(wěn)定影響區(qū)強(qiáng)夯墊層固體體積率檢測值為84-87.8%，不小于78%，符合設(shè)計及施工規(guī)范要求。波速檢測等效剪切波速Vse為217-223m/s左右，無明顯空洞，填筑體波速測試分析結(jié)果滿足施工圖設(shè)計說明要求。

灌注砼處理，經(jīng)過溶洞鉆芯檢測，取芯率達(dá)91-99%，大于設(shè)計要求砼取芯率不小于80%，并無明顯掉鉆;重型動力觸探14擊，實(shí)測承載力560kPa，滿足設(shè)計承載力不下于350kPa要求;波速檢測中等效剪切波速Vse為217-1183.7m/s，無明顯空洞，填筑體波速測試分析結(jié)果滿足施工圖設(shè)計說明要求。

5? 結(jié)束語

①巖溶區(qū)域處理好落水洞、隱伏巖溶區(qū)域不良地質(zhì)以及對相應(yīng)的地基處理進(jìn)行研究，對飛行運(yùn)行時機(jī)場的安全性、穩(wěn)定性具有重要意義。

②針對高填方機(jī)場巖溶地區(qū)落水洞的處理，考慮排水同時不破壞生態(tài)平衡的原則，采用碎石填充-強(qiáng)夯-濾水土工布方法處理。該方法既保證了地下水暢通，避免了衍生地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，又確保了落水洞的密實(shí)性，同時很大程度上減少了地基處理的工后沉降值。

③對溶洞頂板埋藏深度H≤2m的洞體，采用清爆換填法進(jìn)行處理。

④隱伏溶洞處理根據(jù)半填充和全填充不同情況，對未充填或半充填類型的洞體，溶洞周邊圍巖較硬，強(qiáng)夯處理不到溶洞內(nèi)部，采用高壓灌注低標(biāo)號混凝土的處理方法。對于全部填充類型的隱伏溶洞，采用強(qiáng)夯法處理。

⑤飛行區(qū)填方邊坡穩(wěn)定區(qū)、跑道影響區(qū)、航站樓區(qū)和工作區(qū)的道路區(qū)與飛行區(qū)其他土面區(qū)和工作區(qū)的建筑區(qū)內(nèi)處理方法相同，指標(biāo)不同，對飛行區(qū)道面影響區(qū)、填方邊坡穩(wěn)定影響區(qū)、航站區(qū)和工作區(qū)道路區(qū)指標(biāo)要求嚴(yán)格。

⑥對不同巖溶整體處理效果進(jìn)行評價，通過對跑道區(qū)和滑行道區(qū)12個沉降觀測點(diǎn)的沉降觀測結(jié)果分析證明：工后沉降、工后差異沉降結(jié)果滿足跑道在設(shè)計使用年限30年內(nèi)工后沉降、工后差異沉降不宜大于0.2m、0.1%，滑行道在設(shè)計年限30年內(nèi)工后沉降、工后差異沉降不宜大于0.3m、0.15%的要求，處理效果顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹利軍，高曉波，趙洪巖.巖溶地質(zhì)隧道施工處理措施探討[J].工程勘察，2009，37（11）：48-50.

[2]黃曉波，周立新，周虎鑫，姜爽.機(jī)場高填方地基下流水式溶洞處理試驗(yàn)研究[J].工程勘察，2016，10：28-31.

[3]倪文祥.巖溶地區(qū)樁基鉆孔施工控制技術(shù)探討[J].價值工程，2019，38（18）：110-113.