CN111501424A - 一种路基岩溶塌陷综合整治方法 - Google Patents

一种路基岩溶塌陷综合整治方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种路基岩溶塌陷综合整治方法，包括以下步骤：步骤一、对线路范围内的地质进行勘探，并结合钻孔取芯和压水试验，确定岩溶发育情况；步骤二、在岩溶地段钻设斜孔和直孔，所述斜孔为线路每侧一排且朝向线路中心倾斜钻设，所述直孔为线路每侧两排且位于斜孔外侧；步骤三、钻孔完成后对斜孔和直孔设置注浆管及回浆管并进行封孔；步骤四、对斜孔和直孔进行压力注浆。本发明通过斜孔注浆对路基面下土体裂隙和岩溶洞穴进行了填充，防止了列车荷载作用下的路基面塌陷；而直孔止水帷幕注浆解决了动态水变化导致土体细料流失引起的路基面塌陷问题，对路基岩溶治理效果显著，施工成本低，周期短，对既有铁路运营影响较小。

Description

一种路基岩溶塌陷综合整治方法
技术领域
本发明涉及路基岩溶加固领域，特别涉及一种应用于既有铁路路基岩溶塌陷的斜孔注浆与直孔止水帷幕综合整治方法。
背景技术
我国西南地区岩溶发育非常严重，岩溶灾害不断发生，造成了巨大生命财产损失。随着高速铁路的快速建设，对路基稳定和沉降的要求不断提高，由于岩溶洞穴和地下水流的作用造成路基塌陷，严重危害列车运行的安全，如何有效防止路基塌陷的发生具有重要意义。
目前，岩溶地段路基常采用桩板结构跨越、钻孔注浆等单一的整治措施。然而桩板结构的主要问题是成本高，且对于既有铁路岩溶路基，需封锁铁路线路进行施工，周期长，代价大。钻孔注浆主要问题是不能解决由于岩溶动态水的变化，造成路基土体细料的流失，引起的路基岩溶塌陷。
发明内容
本发明目的在于克服既有铁路路基岩溶塌陷治理施工成本高、周期长和效果差的缺陷，提供一种路基岩溶塌陷综合整治方法，通过对路基岩溶塌陷进行斜孔注浆与直孔止水帷幕综合整治，综合治理效果显著，施工成本低，周期短，对既有铁路运营影响较小。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种路基岩溶塌陷综合整治方法，包括以下步骤：
步骤一、对线路范围内的地质进行勘探，并结合钻孔取芯和压水试验，确定岩溶发育情况；
步骤二、在岩溶地段钻设斜孔和直孔，所述斜孔为线路每侧一排且朝向线路中心倾斜钻设，所述直孔为线路每侧两排且位于斜孔外侧；
步骤三、钻孔完成后对斜孔和直孔设置注浆管及回浆管并进行封孔；
步骤四、对斜孔和直孔进行压力注浆。
本发明通过步骤一～步骤四在既有铁路岩溶发育地段进行斜孔注浆与直孔止水帷幕注浆综合整治，其中斜孔注浆对路基面下土体裂隙和岩溶洞穴进行了填充，防止了列车荷载作用下的路基面塌陷；而直孔止水帷幕注浆解决了动态水变化导致土体细料流失引起的路基面塌陷问题，对路基岩溶治理效果显著，施工成本低，周期短，对既有铁路运营影响较小。
作为本发明的优选方案，斜孔钻设后设置钢花管跟进，且钢花管上设有射浆孔。采用上述方式使得钢花管作为加筋支撑体留在钻孔中。
作为本发明的优选方案，线路每侧的直孔呈梅花形布置。直孔采用上述方式布置后，有利于增强直孔止水帷幕注浆效果。
作为本发明的优选方案，直孔进入基岩深度不小于10m。
作为本发明的优选方案，斜孔采用动态封孔方式，斜孔孔口段设置护孔管，并在护孔管管口设置止浆塞。
作为本发明的优选方案，在斜孔的钻孔壁涂设环氧树脂锚固剂，钻孔壁与护孔管之间用水泥砂浆一次性封闭，且封孔深度不小于6m。钻孔壁涂设环氧树脂锚固剂，可以增强护孔管周围的密闭性。
作为本发明的优选方案，直孔采用水泥砂浆孔口一次性封孔，且封孔深度不小于5m。
作为本发明的优选方案，注浆时采用以纯水泥浆为主的注浆材料，水灰比为0.6:1～0.8:1。
作为本发明的优选方案，注浆时控制注浆压力在0.2～0.5Mpa。
作为本发明的优选方案，斜孔注浆前需进行成孔冲洗，避免钻孔灰尘颗粒等影响后续注浆施工。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明通过步骤一～步骤四在既有铁路岩溶发育地段进行斜孔注浆与直孔止水帷幕注浆综合整治，其中斜孔注浆对路基面下土体裂隙和岩溶洞穴进行了填充，防止了列车荷载作用下的路基面塌陷；而直孔止水帷幕注浆解决了动态水变化导致土体细料流失引起的路基面塌陷问题，对路基岩溶治理效果显著，施工成本低，周期短，对既有铁路运营影响较小。
附图说明
图1为本发明路基岩溶塌陷综合整治方法整体剖面图。
图2为本发明路基岩溶塌陷综合整治方法整体平面图。
图中标记：1-注浆管，2-压力表，3-阀门，4-回浆管，5-水泥砂浆，6-止浆塞，7-护孔管，8-钻孔壁，9-射浆孔，10-钢花管，11-斜孔，12-直孔，13-线路。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如图1和图2所示，本实施例中的路基岩溶塌陷综合整治方法，包括以下步骤：
步骤一、通过地震面波及雷达法对线路13范围内地质进行勘探，并结合钻孔取芯和压水试验，确定岩溶发育情况；
步骤二、在岩溶发育地段钻设斜孔11和直孔12，所述斜孔11为线路13每侧一排且朝向线路13中心倾斜钻设，所述直孔12为线路13每侧两排且位于斜孔11外侧。
步骤三、钻孔完成后对斜孔11和直孔12设置注浆管1及回浆管4，并设置压力表2及阀门3，并对斜孔11和直孔12进行封孔；
步骤四、通过注浆管1对斜孔11和直孔12进行压力注浆。
本发明通过步骤一～步骤四在既有铁路岩溶发育地段进行斜孔注浆与直孔止水帷幕注浆综合整治，其中斜孔注浆对路基面下土体裂隙和岩溶洞穴进行了填充，防止了列车荷载作用下的路基面塌陷；而直孔止水帷幕注浆解决了动态水变化导致土体细料流失引起的路基面塌陷问题，对路基岩溶治理效果显著，施工成本低，周期短，对既有铁路运营影响较小。
本实施例中，采用回转式钻机和金刚石钻头施钻靠近线路两侧的斜孔11和远离线路两侧的直孔12。斜孔11线路每侧一排，斜孔11间距3.5m，斜孔孔径为φ91mm，角度根据隐伏溶洞及裂隙发育位置进行调整。
本实施例中，斜孔11钻设后采用钢花管10跟进措施，且钢花管10作为加筋支撑体留在钻孔中，在钢花管10上按间距15cm梅花形设置射浆孔9，且射浆孔的孔径1cm。
本实施例中，直孔12采用梅花形布置，直孔12线路每侧两排，直孔12孔径为φ91mm，排距1.5m，每排孔间距2m。钻孔位置与设计位置的偏差不得大于10cm。帷幕注浆直孔12原则上进入基岩深度不小于10m。当压浆孔施钻至设计深度遇到溶洞时，则加深至溶洞地板下2.0m。
本实施例中，斜孔11采用动态封孔方式，斜孔11孔口段设置直径为90mm护孔管7，并在护孔管7管口设置止浆塞6。在斜孔的钻孔壁8涂设环氧树脂锚固剂，增强护孔管7周围的密闭性。钻孔壁8与护孔管7之间用水泥砂浆5一次性封闭。为满足设计注浆压力，注浆管1及回浆管4采用管径32mmPVC管，且封孔深度不小于6m。
本实施例中，帷幕注浆直孔12埋入注浆管1，并设置回浆管4，采用水泥砂浆5孔口一次性封孔，且封孔深度不小于5m。
本实施例中，注浆时浆液采用以纯水泥浆为主的注浆材料，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6:1～0.8:1。根据压力表2和阀门3控制注浆压力在0.2(土层)～0.5(岩层)Mpa进行注浆。
本实施例中，斜孔11注浆前必须进行成孔冲洗。对冲洗时返水的钻孔，以洗液变清为结束条件；对溶洞、溶蚀破碎带发育、冲洗时不返水的钻孔，要求流量不小于泵送额定流量的80％，冲洗时间不小于10分钟。对土洞、空溶洞或半充填溶洞，采用动态封口方式，先用1:1稀浆对溶洞冲填砂、碎石进行充填处理后再进行注浆处理。直孔12帷幕注浆如遇对土洞、空溶洞或半充填溶洞，采用碎石(瓜米石)充填注浆再反复复钻的方式处理。
二塘车站及进出站段属岩溶侵蚀盆地地貌，盆地狭长呈倒U字型走向。据历次勘探及注浆孔揭示岩溶发育，主要为裂隙及溶洞。地下水主要为第四系孔隙水及岩溶水，水位随季节性变化波动很大。路基岩溶注浆整治共实施二期，其中开通前2010年至2013年实施一期，开通后2016年至2017年实施二期。施工过程中及通车运营后曾发生过19次岩溶地面塌陷情况。现经检测报告显示：二塘车站仍存在易塌陷的隐患区。为防止由于岩溶溶洞和地下水动态变化引起的路基岩溶塌陷，本工程采用了本发明提出的路基岩溶塌陷的斜孔注浆与直孔止水帷幕综合整治方法。60m范围内累计完成249钻孔，5653m。其中直孔157个，3858m，斜孔92个，1795m。目前该工程仍在施工中，其中施工前后共完成注水试验孔18处，统计数据得到：较整治前每孔渗透性均有了明显降低，每孔平均渗透系数为对应施工前的1.6％。帷幕注浆结合斜孔注浆加固起到了较好的加固效果，保证了列车的安全运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种路基岩溶塌陷综合整治方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对线路范围内的地质进行勘探，并结合钻孔取芯和压水试验，确定岩溶发育情况；
步骤二、在岩溶地段钻设斜孔和直孔，所述斜孔为线路每侧一排且朝向线路中心倾斜钻设，所述直孔为线路每侧两排且位于斜孔外侧；
步骤三、钻孔完成后对斜孔和直孔设置注浆管及回浆管并进行封孔；
步骤四、对斜孔和直孔进行压力注浆。
2.根据权利要求1所述的路基岩溶塌陷综合整治方法，其特征在于，斜孔钻设后设置钢花管跟进，且钢花管上设有射浆孔。
3.根据权利要求1所述的路基岩溶塌陷综合整治方法，其特征在于，线路每侧的直孔呈梅花形布置。
4.根据权利要求3所述的路基岩溶塌陷综合整治方法，其特征在于，直孔进入基岩深度不小于10m。
5.根据权利要求1所述的路基岩溶塌陷综合整治方法，其特征在于，斜孔采用动态封孔方式，斜孔孔口段设置护孔管，并在护孔管管口设置止浆塞。
6.根据权利要求5所述的路基岩溶塌陷综合整治方法，其特征在于，在斜孔的钻孔壁涂设环氧树脂锚固剂，钻孔壁与护孔管之间用水泥砂浆一次性封闭，且封孔深度不小于6m。
7.根据权利要求1所述的路基岩溶塌陷综合整治方法，其特征在于，直孔采用水泥砂浆孔口一次性封孔，且封孔深度不小于5m。
8.根据权利要求1所述的路基岩溶塌陷综合整治方法，其特征在于，注浆时采用以纯水泥浆为主的注浆材料，水灰比为0.6:1～0.8:1。
9.根据权利要求1所述的路基岩溶塌陷综合整治方法，其特征在于，注浆时控制注浆压力在0.2～0.5Mpa。
10.根据权利要求1所述的路基岩溶塌陷综合整治方法，其特征在于，斜孔注浆前需进行成孔冲洗。
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