鐵路工程施工中，巖溶地基是一個(gè)需要我們注意的地方，巖溶地基更容易出現(xiàn)塌陷的問(wèn)題，需要科學(xué)合理的處理方案來(lái)應(yīng)對(duì)，本文就對(duì)鐵路工程巖溶路基處治技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析與研究。

　　《高速鐵路技術(shù)》期刊是由中國(guó)中鐵股份有限公司主管，中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司主辦的國(guó)家級(jí)科技期刊。本刊于2009年10月已獲國(guó)家新聞出版總署批準(zhǔn)， 2010年2月正式向國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行。國(guó)內(nèi)統(tǒng)一連續(xù)出版物號(hào)：CN51—1730/U;國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)出版物號(hào)：ISSN1674—8247，郵發(fā)代碼：62-124。

　　以某鐵路工程巖溶路基實(shí)踐處理為例，闡述巖溶地基處治技術(shù)、工藝和質(zhì)量檢測(cè)方法，實(shí)踐表明，對(duì)巖溶路基實(shí)施注漿加固處理，不僅強(qiáng)化了路基強(qiáng)度及其地基承載力，更使得固化后的漿液形成隔水帷幕，從而有效截堵滲透通道，防止地下水侵蝕，進(jìn)而消除溶蝕塌陷問(wèn)題。通過(guò)對(duì)巖溶注漿效果檢測(cè)分析，鉆孔注漿對(duì)巖溶地基加固效果顯著，滿足設(shè)計(jì)要求。

　　引言

　　巖溶洞穴是指可溶性巖石在喀斯特作用下形成的地下塌陷、洞穴現(xiàn)象。假若巖溶洞穴埋層較淺且溶洞跨度大、頂板薄，其地表層在重型機(jī)械或運(yùn)營(yíng)車輛等負(fù)荷的作用下，必將發(fā)生沉降甚至塌陷，這種地質(zhì)對(duì)于鐵路建設(shè)危害巨大，安全隱患堪憂，故必須對(duì)溶巖地基進(jìn)行加固處理。在對(duì)巖溶路基處理方面，應(yīng)針對(duì)溶巖頂板狀況和洞穴埋深及發(fā)育程度進(jìn)行相應(yīng)處理，比如溶巖頂板厚度在3～5m之間的、溶洞巖石頂板不完整的和覆蓋土層厚度在3～15m之間的，施以鉆孔注漿工藝最為合理，對(duì)工程安全質(zhì)量有較大保障。以某鐵路工程巖溶路基為例，介紹巖溶注漿在地基加固處理中的應(yīng)用。

　　1工程概況

　　某工程位于湖南中西部，線路起于云貴高原東部邊緣，穿越“原始江南古陸”雪峰山區(qū)，止于湘中南丘陵區(qū)，跨越沅水、資水、湘江三大水系。該工程部分路段下伏基巖巖溶發(fā)育，下伏基巖多為泥巖夾砂巖、白堊、三系泥巖、石炭系、二疊系煤層、石巖系、泥盆系灰?guī)r、泥灰?guī)r等。受強(qiáng)烈地質(zhì)構(gòu)造作用，基巖節(jié)理發(fā)育，巖性破碎，巖溶現(xiàn)象多發(fā)，溶洞、溶蝕、地面塌陷等較為普遍，DK264+700～DK266+550段路基巖溶尤為突出，對(duì)該巖溶路基段的處理方式，設(shè)計(jì)上主要以鉆孔注漿為主，結(jié)合復(fù)合地基加固、爆破揭蓋、碎石回填等工藝進(jìn)行處理。

　　2巖溶地基處理方案

　　該路段地下水為孔隙潛水及基巖裂隙水，較發(fā)育，受季節(jié)性降雨影響，與地表水互為補(bǔ)給，在真空抽吸作用下易形成土洞或巖溶，導(dǎo)致路基塌陷。另外在路堤填料及運(yùn)營(yíng)車輛等負(fù)載壓力下巖溶洞頂極易塌陷，若未及時(shí)妥善處理，將對(duì)鐵路路基穩(wěn)定及運(yùn)營(yíng)后線上行車安全帶來(lái)極大威脅。對(duì)此可先利用注漿工藝，借助外界壓力向溶洞、地基空隙、巖溶裂縫中注入惰性材料，待漿液凝固后，封閉巖溶裂隙，形成隔水帷幕，阻隔巖溶水。填充后的溶洞能夠有效約束地基變形，地基強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，路基沉降得以控制。隨后，再對(duì)巖溶地基進(jìn)行注漿加固，注漿方式采用壓力注漿，孔位按正方形或長(zhǎng)方形布置，孔排距6m，孔間距5～6m。處理過(guò)程中，施用探灌結(jié)合的方式，選取40%的孔位作為先導(dǎo)勘探孔，注漿加固厚度平均8～10m，在上部土層加固3m，巖土界面下加固深度不小于5m，溶洞底板下加固2m。質(zhì)量檢測(cè)方面，可利用注水試驗(yàn)、物探技術(shù)和鉆孔取芯等對(duì)注漿質(zhì)量效果進(jìn)行檢測(cè)。

　　3施工工藝

　　鉆孔注漿工藝流程如圖1所示：

　　4具體施工方法

　　4.1施工準(zhǔn)備

　　⑴分析圖紙：認(rèn)真研讀圖紙內(nèi)容，明確設(shè)計(jì)意圖，把握巖溶注漿工點(diǎn)概況，針對(duì)巖溶地質(zhì)狀況分別制定先導(dǎo)孔和注漿孔施工方案，做好技術(shù)交底。⑵平整場(chǎng)地：路塹段為設(shè)計(jì)路肩標(biāo)高，路堤段為設(shè)計(jì)基底標(biāo)高以上50cm;設(shè)置必要的排水槽和集水坑，形成排水系統(tǒng)，防止地表滲水。⑶測(cè)量定位：按基準(zhǔn)線、水準(zhǔn)點(diǎn)和巖溶注漿孔位布置圖標(biāo)定孔位，并進(jìn)行復(fù)測(cè)，注漿孔放樣以巖溶路基段起點(diǎn)到終點(diǎn)間的中點(diǎn)向外擴(kuò)散布孔。⑷設(shè)備就位：將鉆機(jī)移位到注漿孔處安裝就位，調(diào)整鉆機(jī)角度，確保鉆機(jī)對(duì)正孔位，就近安設(shè)配套注漿設(shè)備，固定注漿管線。⑸材料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備注漿用硅酸鹽水泥、水玻璃、中粗砂和粉煤灰等原材料，對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料檢驗(yàn)。

　　4.2鉆孔

　　注漿孔分先導(dǎo)勘探孔和分序注漿孔兩種，首先施鉆先導(dǎo)孔，先導(dǎo)孔施作完畢，將先導(dǎo)孔相關(guān)信息資料整理上報(bào)至設(shè)計(jì)監(jiān)理單位并明確巖溶注漿深度與范圍后再施作注漿孔。鉆孔采用XY150型工程地質(zhì)鉆機(jī)成孔，跳孔施鉆，鉆桿要對(duì)準(zhǔn)孔位，硬塑土層用Φ110鉆頭鉆進(jìn)，開孔直徑不小于110mm，過(guò)程中為避免偏孔，盡量輕壓、慢速、大水量，并用套管護(hù)壁，套管入基巖0.5m、露地表0.2m，并借助水泥砂漿固結(jié);巖層用Φ91鉆頭鉆進(jìn)，深度大于5m，鉆孔中如若發(fā)現(xiàn)巖溶，應(yīng)確保鉆孔深度大于6m，鉆至底板以下深度大于1m。對(duì)于深洞或大體積溶腔，應(yīng)先對(duì)其灌入水泥砂漿或粗砂后再進(jìn)行注漿。鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)注意地層變化，如孔深6m內(nèi)未出現(xiàn)溶洞，可結(jié)束鉆深，注漿加固溶巖裂隙即可。

　　4.3注漿

　　⑴試泵：注漿開泵前先調(diào)整三通轉(zhuǎn)芯閥至回漿位置，等到泵正常吸水，漸漸調(diào)小三通回漿口，以提升泵壓，待泵壓達(dá)到預(yù)期注漿壓力且持續(xù)三分鐘無(wú)故障時(shí)，可結(jié)束試泵。⑵安裝注漿管和止?jié){塞：鉆孔后應(yīng)清孔、檢孔，保證孔內(nèi)無(wú)雜物和塌孔，否則需進(jìn)行鉆孔沖洗。在確定注漿管暢通后即可裝管。應(yīng)盡可能將注漿管插入孔底，使栓塞與孔壁緊密接觸，并在封孔段填充水泥砂漿或塑膠泥，以固定注漿管和止?jié){塞。最后，在孔口安裝孔口蓋，防止掉入雜物。巖溶注漿過(guò)程如圖2所示：⑶注水試驗(yàn)：注漿前，壓水壓力在15s內(nèi)持續(xù)提升至預(yù)定注漿壓力。均勻選定10%的孔位進(jìn)行注水試驗(yàn)，得到注漿段泵壓與單位長(zhǎng)度吸水率等參數(shù)。⑷漿液配置：漿液主要為水泥漿，水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比1∶0.8～1∶1。濃水玻璃用水稀釋，邊加水邊攪拌邊測(cè)試濃度。若遇巖溶通道、較大溶腔和裂隙處，則應(yīng)先灌入水泥砂漿(配合比為水∶水泥∶砂=0.6∶1∶1)或粗砂進(jìn)行填充，再采用水泥漿或雙液注漿。若灌注15t水泥后，未曾見巖層壓力上漲或地面漿液向遠(yuǎn)處擴(kuò)散，水玻璃摻量應(yīng)控制在水泥量的3%～5%。該工程中使用水玻璃玻美度為38～43°Be，模數(shù)2.4～3.0。最后將配置漿液送至儲(chǔ)漿桶。⑸注漿施工：注漿順序以巖溶路基段路基坡腳為起點(diǎn)，逐步向線路中心靠攏，先對(duì)路基坡腳兩側(cè)注漿，防止注漿時(shí)漏漿跑漿，而后向中間注漿，充分確保注漿質(zhì)量。一般而言，對(duì)于黏土層、卵土層和灰?guī)r層而言，注漿壓力應(yīng)分別控制在0.1～0.3MPa、0.1～0.2MPa和0.2～0.5MPa。注漿過(guò)程中，應(yīng)緊密注視注漿深度的變化并觀察地下水位，基于此隨即調(diào)整注漿壓力。注漿結(jié)束：①注漿壓力0.1～0.5MPa，進(jìn)漿量小于40L/min維持30min;②鉆孔基巖完整或經(jīng)多次注漿，孔口壓力超出1.5MPa;③單孔注漿量為平均注漿量的1.5～2倍;④冒漿點(diǎn)已出注漿范圍外3～5m。未達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，須重新清孔注漿。⑹封孔回填：注漿結(jié)束后應(yīng)立即拔管，防止注漿管因漿液固結(jié)而拔管困難。拔管后，存留空洞應(yīng)及時(shí)使用C15混凝土或水泥砂漿封孔并立刻洗管。

　　5注漿效果檢測(cè)

　　5.1注水試驗(yàn)試驗(yàn)前，對(duì)孔內(nèi)穩(wěn)定水位測(cè)量后，進(jìn)行定量注水，觀測(cè)其吸水量變化，本工程中注漿后試驗(yàn)表明，單位長(zhǎng)度吸水量小于注漿前吸水量的5%，據(jù)此判定注漿效果良好。5.2綜合物探檢測(cè)對(duì)比注漿前后物探成果資料，結(jié)果表明注漿效果顯著。5.3鉆孔檢查注漿28d后，通過(guò)對(duì)5%孔數(shù)檢查取芯漿液充填情況可直觀判斷注漿效果。