三靈高速公路黃土狀低液限粉土地質條件下路區(qū)內溶洞處理方法

王沐寒/中鐵建大橋工程局集團第四工程有限公司

三靈高速公路黃土狀低液限粉土地質條件下路區(qū)內溶洞處理方法

王沐寒/中鐵建大橋工程局集團第四工程有限公司

三靈高速公路K155+000－K159+067段地形復雜、地質不良，路區(qū)內溶洞發(fā)育且分布廣泛，為消除隱患，防止病害，采用挖除回填、灌漿、砼加固樁、鋪設土工格室、布設砼止水帷幕等方法進行處理。本文介紹了施工方法、質量控制及效果。

粉土；溶洞；灌漿；砼加固樁；土工格室；止水帷幕

一、工程概況

三門峽至靈寶高速公路K155+000－K159+067段位于黃河南岸的黃河二、三級階地和臺塬的過渡地帶，沿線地形起伏、溝壑縱橫，多是臺階陡坎地形。路區(qū)土質為淺黃色黃土狀低液限粉土，土質干燥松散，孔隙大，具濕陷性，工程性質差，遇水極易形成溶洞。

二、溶洞處理方案的確定

1.溶洞的形成及特點。由于地形落差較大且土質不良，降雨量大時，地表水向低洼處匯集，對土體產生沖擊侵蝕，久之便形成水溶洞。概據(jù)溶洞的成因及現(xiàn)場實際情況看，溶洞一般由進口落水洞（直洞）、洞體及出口三部分組成。由于形成時間及埋藏深淺的不同，有的溶洞尚未發(fā)育，只具備第一部分或前兩部分。

三靈高速公路K155+000－K159+067段溶洞具有形成快、走向復雜、埋深較大、隱蔽性強等特點，且多為溶洞群。

2.處理方案。溶洞對路區(qū)造成的潛在危害性極大，必須從根本上處理，為此我們先后多次組織人員歷時一年半對路區(qū)內溶洞情況進行探測，并同南京理工大學、河南省交通勘察設計院多次合作，采用氦光磁力儀及地震儀等多種方法進行探測，根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定以下處理方案：

（1）對于埋深較淺的溶洞，采取直接挖除，然后回填的方法。

（2）對于走向已探明的溶洞，采取對洞體灌漿，進口落水洞內下填砂石，上部用砼封閉的方法。

（3）對于無法探明但存在異常的情況，采取地表以下用砼樁加固，之后表面加鋪土工格室的方法，以增強地基的整體性，提高地基承載能力。

（4）對于異常地段和易形成溶洞地段，除按設計做好防排水外，采取在上游設置砼止水帷幕的方法加以鞏固或預防。

三、挖除回填施工方法

1.施工工藝流程?，F(xiàn)場測量放線確定范圍→挖除溶洞區(qū)內土體→基底壓實檢測→分層回填→壓實檢測。

2.施工要點。

（1）由于溶洞區(qū)內土質經(jīng)長時間侵蝕，其礦物成份、物理化學性質已改變，無法再用作回填料，因此挖除后須棄至界外。

（2）開挖后須易于回填機械作業(yè)，以確?；靥钯|量。

（3）回填要嚴格按《公路路基施工規(guī)范》進行作業(yè)，同時確?；靥畈糠滞鼗馏w結合良好。

四、灌漿施工方法

1.工藝流程。清除進口雜物→安放導管至洞體→灌漿至出口出漿→封堵出口→灌漿至洞體有漿溢出→回填砂石至進口落水洞頂部2~2.5m處→澆筑砼至洞口→澆筑封頂砼。

2.施工要點。

（1）灌漿采用42.5號水泥，水灰比為1: 1~1:1.2，可根據(jù)溶洞洞體的落差和形狀適當加以調整。水泥砂漿的配比為重量比1:1。

（2）當溶洞本身落差較小時，可采用高抬水箱等方法加大落差，以保證灌漿飽滿。

（3）進口落水洞內所填砂石須進行搗固以保證密實，嚴禁使用水沉砂的方法以防造成新的破壞。

（4）砼標號采用C25，材料配合比由試驗室確定。

（5）封頂砼范圍應大于洞口直徑約1米左右，且應略高于周圍地面，以防止匯水形成新的溶洞。

（6）施工時要有專人在現(xiàn)場指揮，確保施工安全和施工質量，并做好記錄。

五、砼加固樁和土工格室綜合施工方法

1.土工格室。TGL-400-200土工格室規(guī)格見表5-1，技術要求見表5-2。定另一端→連接土工格室→調整順直并最終固定→鋪筑砂礫石→碾壓密實。

3.施工要點。

（1）砼加固樁樁徑為1m，樁長7m，按中心間距2m矩形布設。布設范圍為存在異常區(qū)域內全范圍。

（2）加固樁砼標號采用C15，配合比由試驗室確定，按挖孔樁施工工藝施工。

（3）土工格室必須用木樁或鋼筋固牢，并盡量將其打開調整順直；連接用銷子必須按數(shù)量插好，以確保連接牢固。

（4）在鋪筑填充砂礫石時，砂礫石頂面要高出土工格室頂面15cm，以保證振動壓路機在碾壓時土工格室不會損壞，嚴禁未鋪筑填充砂礫石時土工格室受到碾壓。

（5）現(xiàn)場施工要專人負責，并詳細做好記錄。

六、止水帷幕施工方法

1.施工工藝流程。測量放線→人工開挖→設立支護→繼續(xù)開挖至完成→砼澆筑→砼養(yǎng)生→檢測。

2.施工要點。

（1）止水帷幕厚度為0.8m，深度為6m，長度根據(jù)現(xiàn)場實際情況而定。

（2）止水帷幕砼標號采用C20，配合比由試驗室確定。

（3）人工開挖過程要嚴格按操作規(guī)程規(guī)程設計支護，杜絕安全事故發(fā)生。

表5 -1 土工格室規(guī)格

表5 -2 土工格室技術要求

2.施工工藝流程。

（1）砼加固樁施工流程。確定異常區(qū)域范圍→測量并放線布點→人工開挖成孔→澆筑砼→砼養(yǎng)生→檢測

（2）土工格室鋪設施工工藝流程。施工準備→基底清理→測量放線→安放土工格室→固定一端→展開土工格室→固

七、結語

通過本工程實踐，證明在此種地質條件下，采用以上幾種施工方法對溶洞進行處理是可行的，是一種經(jīng)濟合理的工程措施。經(jīng)過處理，不僅加快了工程進度，在很大程度上消除了工程隱患，同時有效地降低了工程造價。