鐵路工程巖溶路基處治技術(shù)及工程運(yùn)用探討

蹇 林

（四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司公路二分公司 610200）

巖溶洞穴是因喀斯特作用，使可溶性巖石發(fā)生地下塌陷，最終形成洞穴的現(xiàn)象。在鐵路工程施工過(guò)程中，針對(duì)部分溶洞跨度較大、埋層較淺且頂板較薄的溶巖洞穴，在運(yùn)營(yíng)車輛及重型機(jī)械高負(fù)荷的作用下，必會(huì)發(fā)生塌陷或沉降，進(jìn)而嚴(yán)重威脅到了鐵路的運(yùn)行安全，存在較大的安全隱患[1]。對(duì)此，必須進(jìn)行溶巖地基的加固處理，有效提升溶巖地基的承載力。

1 工程概況

敘永至畢節(jié)鐵路（川滇段）總里程約152 公里，功能定位為客貨共線的區(qū)域性干線鐵路，設(shè)計(jì)時(shí)速每小時(shí)120 公里，為國(guó)家Ⅰ級(jí)單線電氣化鐵路。敘畢鐵路一標(biāo)三分部承擔(dān)DK175+000-DK187+000 段建設(shè)任務(wù)，包括6 座隧道、6 座橋梁、4 座涵洞、2 個(gè)車站。其中，金鵝池站場(chǎng)路基主要工程數(shù)量有挖方約80 萬(wàn)m3，填方約165 萬(wàn)m3，混凝土約21 萬(wàn)m3，最大填方高度53m，不良地質(zhì)為巖溶及卸荷裂隙，可溶巖主要為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖夾泥質(zhì)灰?guī)r及鹽溶角礫巖可溶巖地層，屬于巖溶中等發(fā)育地層。

2 巖溶路基的處治方案

該路段的地下水主要為基巖的裂縫水與空隙的潛水，并在季節(jié)性降雨的影響下，會(huì)與地表水形成互為補(bǔ)給的狀態(tài)，通過(guò)真空抽吸，最終形成巖溶或是土洞，易造成路基的塌陷。此外在運(yùn)營(yíng)車輛及重型機(jī)械高負(fù)荷的作用下，也會(huì)發(fā)生塌陷或沉降，若不能進(jìn)行及時(shí)處理，會(huì)使鐵路的運(yùn)行安全受到嚴(yán)重威脅。對(duì)此，需要采用注漿工藝，在外界壓力的作用下，對(duì)地基空隙、溶洞及巖溶裂縫進(jìn)行惰性材料的注入，凝固后使巖溶裂縫得以封閉，之后以隔水帷幕的形式將溶巖水隔斷。經(jīng)過(guò)充填的溶洞對(duì)地基的變形能夠起到良好的約束作用，增強(qiáng)地基強(qiáng)度，控制路基沉降情況。之后開展巖溶地基的注漿工作，起到加固作用，方法可為探灌結(jié)合。關(guān)于最后的質(zhì)量檢測(cè)工作，可選擇多種檢測(cè)方法，如鉆孔取芯法、物探技術(shù)及注水檢驗(yàn)等。

3 巖溶路基處治技術(shù)在工程中的具體應(yīng)用

3.1 溶洞的有效處理

針對(duì)溶洞中的積水與水流，可利用涵洞、明溝等相關(guān)的排水設(shè)施來(lái)進(jìn)行疏導(dǎo)。若水流高出地表0.2m 以上，則設(shè)置排水隔離層，將水引至側(cè)溝內(nèi)。排水隔離層由大量的碎石、礫石、粗砂及土工布制成，厚度0.2m。在面對(duì)施工條件較好的巖溶時(shí)，可運(yùn)用跨越法予以處理。季節(jié)性或是經(jīng)常性積水的洼地，在積水較淺的前提下，可利用片石透水路堤的方法。而對(duì)于暗河、落水洞及巖泉等地質(zhì)特征，需要在處理前考慮其水流量大小，再進(jìn)行路基的修建，水流量較大則修建橋梁，水流量較小則修建涵洞[2]。

3.2 路基的加固

面對(duì)路基經(jīng)過(guò)窄深溶洞的情況時(shí)，發(fā)現(xiàn)其剛好位于邊溝周圍，則需要采取相應(yīng)措施來(lái)避免發(fā)生邊溝滲漏的情況；若位于路基下方，要在溶洞上進(jìn)行鋼筋混凝土的鋪設(shè)；對(duì)于落水洞與巖溶漏斗位于路基下方的情況，可根據(jù)埋深與頂板巖層的厚度，來(lái)采取回填碎石的方法，并進(jìn)行夯實(shí)，接下來(lái)在上面鋪設(shè)雙向的土工格柵。

3.3 溶洞的封閉

對(duì)于處在路塹邊坡的無(wú)水溶洞，可利用片石將溶洞填滿，再用砂漿勾縫，起到封閉效果。

3.4 壓漿處理

對(duì)于處在路基下方頂板較薄的溶洞或是巖石破碎段，應(yīng)采用水泥砂漿、純水泥漿等進(jìn)行壓注處理。步驟如下：

（1）鉆孔

在對(duì)巖溶路基進(jìn)行整治時(shí)，可采用注漿孔與探灌孔相結(jié)合的方式，要求探灌孔呈菱形布置，間距10m，接下來(lái)于探灌孔中插入注漿孔，間距7m，完成鉆孔后便進(jìn)行鉆孔的清洗，沖洗時(shí)間控制在10min 左右，確保鉆孔的潔凈度。

（2）封孔

針對(duì)覆蓋厚度＜4m 的巖石破碎段，可利用水泥砂漿進(jìn)行封孔，深度應(yīng)超過(guò)0.5m；而覆蓋厚度＞4m 的巖石破碎段，可利用止?jié){聯(lián)合孔口管的方式，深度應(yīng)超過(guò)0.5m；護(hù)孔段的間距是0.35m，花管應(yīng)呈梅花形布置，直徑5mm。

（3）壓漿試驗(yàn)

為在施工過(guò)程中消除因地區(qū)性巖溶所產(chǎn)生的影響，需要在正式注漿之前于施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行壓水和注漿的試驗(yàn)，對(duì)施工工藝及注漿參數(shù)進(jìn)行明確，依照每200m 的路基長(zhǎng)度作為試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，其中每個(gè)工點(diǎn)的試驗(yàn)孔應(yīng)不得少于3 個(gè)，同時(shí)將具體的試驗(yàn)結(jié)果向管理單位進(jìn)行上報(bào)，待審核通過(guò)后即可正式注漿[3]。

（4）正式注漿

對(duì)于漿液的選擇，其中純水泥漿中的水泥應(yīng)選用42.5 級(jí)的普通硅酸鹽水泥，水與灰的比例是1：1。在注漿初期，應(yīng)先用稀漿，待一定量后，再采用濃度更大以及的漿液。而針對(duì)空溶洞、半充填溶洞或是土洞，在注漿前應(yīng)進(jìn)行砂石、碎石的高壓充填；對(duì)于溶蝕裂隙仍在不斷發(fā)育且連通性的溶洞，要加入適量的粉煤灰或是一定量的粉土。當(dāng)注漿過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重漏漿的情況時(shí)，要采用局部雙液注漿的方式來(lái)進(jìn)行封堵，并在這一過(guò)程中確保樁機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）成孔及驗(yàn)收

在進(jìn)行成孔工作時(shí)，要采取隔樁、隔排跳打的方式，并對(duì)其直徑、位置與深度、垂直度進(jìn)行檢查，要求偏差應(yīng)在1.5～5.0%左右。

（6）夯實(shí)

采用自動(dòng)夯填機(jī)來(lái)自由的落入孔底，保證夾桿錘與樁孔的對(duì)正，樁身處于平穩(wěn)狀態(tài)。

（7）填料攪拌及運(yùn)輸

水泥土填料需按照一定配比來(lái)進(jìn)行均勻攪拌，保證含水量為2%左右，對(duì)于其中的土塊要用碎土機(jī)進(jìn)行破碎，放置時(shí)間要＞4h，并用自卸汽車進(jìn)行運(yùn)輸。

（8）成樁

在完成水泥土的夯填前，要先進(jìn)行樁孔低的夯實(shí)，這就需要利用自動(dòng)夯填機(jī)，對(duì)填料進(jìn)行分層夯實(shí)，并于施工當(dāng)中對(duì)夯擊次數(shù)及柱錘落差做詳細(xì)記錄，確保樁孔的夯填高度要高設(shè)計(jì)樁頂高度的0.5m以上，最后用原土夯封[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在鐵路工程建設(shè)過(guò)程中，巖溶路基處治技術(shù)作為一項(xiàng)重要技術(shù)，具有十分重要的作用。對(duì)此，需要施工人員嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)程進(jìn)行施工，確保工程的穩(wěn)定性與安全性，切實(shí)提高工程質(zhì)量。