鐵路工程巖溶路基處治技術(shù)及工程運用探討

蹇 林

（四川公路橋梁建設集團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。在鐵路工程施工過程中，針對部分溶洞跨度較大、埋層較淺且頂板較薄的溶巖洞穴，在運營車輛及重型機械高負荷的作用下，必會發(fā)生塌陷或沉降，進而嚴重威脅到了鐵路的運行安全，存在較大的安全隱患[1]。對此，必須進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，設計時速每小時120 公里，為國家Ⅰ級單線電氣化鐵路。敘畢鐵路一標三分部承擔DK175+000-DK187+000 段建設任務，包括6 座隧道、6 座橋梁、4 座涵洞、2 個車站。其中，金鵝池站場路基主要工程數(shù)量有挖方約80 萬m3，填方約165 萬m3，混凝土約21 萬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，會與地表水形成互為補給的狀態(tài)，通過真空抽吸，最終形成巖溶或是土洞，易造成路基的塌陷。此外在運營車輛及重型機械高負荷的作用下，也會發(fā)生塌陷或沉降，若不能進行及時處理，會使鐵路的運行安全受到嚴重威脅。對此，需要采用注漿工藝，在外界壓力的作用下，對地基空隙、溶洞及巖溶裂縫進行惰性材料的注入，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)過充填的溶洞對地基的變形能夠起到良好的約束作用，增強地基強度，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)量檢測工作，可選擇多種檢測方法，如鉆孔取芯法、物探技術(shù)及注水檢驗等。

3 巖溶路基處治技術(shù)在工程中的具體應用

3.1 溶洞的有效處理

針對溶洞中的積水與水流，可利用涵洞、明溝等相關(guān)的排水設施來進行疏導。若水流高出地表0.2m 以上，則設置排水隔離層，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。在面對施工條件較好的巖溶時，可運用跨越法予以處理。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

面對路基經(jīng)過窄深溶洞的情況時，發(fā)現(xiàn)其剛好位于邊溝周圍，則需要采取相應措施來避免發(fā)生邊溝滲漏的情況；若位于路基下方，要在溶洞上進行鋼筋混凝土的鋪設；對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，來采取回填碎石的方法，并進行夯實，接下來在上面鋪設雙向的土工格柵。

3.3 溶洞的封閉

對于處在路塹邊坡的無水溶洞，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

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

（1）鉆孔

在對巖溶路基進行整治時，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，接下來于探灌孔中插入注漿孔，間距7m，完成鉆孔后便進行鉆孔的清洗，沖洗時間控制在10min 左右，確保鉆孔的潔凈度。

（2）封孔

針對覆蓋厚度＜4m 的巖石破碎段，可利用水泥砂漿進行封孔，深度應超過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，深度應超過0.5m；護孔段的間距是0.35m，花管應呈梅花形布置，直徑5mm。

（3）壓漿試驗

為在施工過程中消除因地區(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)場進行壓水和注漿的試驗，對施工工藝及注漿參數(shù)進行明確，依照每200m 的路基長度作為試驗點進行計算，其中每個工點的試驗孔應不得少于3 個，同時將具體的試驗結(jié)果向管理單位進行上報，待審核通過后即可正式注漿[3]。

（4）正式注漿

對于漿液的選擇，其中純水泥漿中的水泥應選用42.5 級的普通硅酸鹽水泥，水與灰的比例是1：1。在注漿初期，應先用稀漿，待一定量后，再采用濃度更大以及的漿液。而針對空溶洞、半充填溶洞或是土洞，在注漿前應進行砂石、碎石的高壓充填；對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。當注漿過程中發(fā)生嚴重漏漿的情況時，要采用局部雙液注漿的方式來進行封堵，并在這一過程中確保樁機的正常運轉(zhuǎn)。

（5）成孔及驗收

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

（6）夯實

采用自動夯填機來自由的落入孔底，保證夾桿錘與樁孔的對正，樁身處于平穩(wěn)狀態(tài)。

（7）填料攪拌及運輸

水泥土填料需按照一定配比來進行均勻攪拌，保證含水量為2%左右，對于其中的土塊要用碎土機進行破碎，放置時間要＞4h，并用自卸汽車進行運輸。

（8）成樁

在完成水泥土的夯填前，要先進行樁孔低的夯實，這就需要利用自動夯填機，對填料進行分層夯實，并于施工當中對夯擊次數(shù)及柱錘落差做詳細記錄，確保樁孔的夯填高度要高設計樁頂高度的0.5m以上，最后用原土夯封[4]。

4 結(jié)束語

綜上所述，在鐵路工程建設過程中，巖溶路基處治技術(shù)作為一項重要技術(shù)，具有十分重要的作用。對此，需要施工人員嚴格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)程進行施工，確保工程的穩(wěn)定性與安全性，切實提高工程質(zhì)量。