岩溶洞隙注浆加固处理与检测技术

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洛湛线岩溶路基注浆加固与检测

倪宏革!，王星华!，李锦平"

（!#中南大学土木建筑学院，长沙

益阳$!%%&’；"#石长公司益娄指挥部，

$!(%&)）

摘要：洛湛铁路益娄段地处岩溶发育区，水文工程地质条件复杂。为此，施工和设计中确定了相应的岩溶路基加固原则，探索出最佳的注浆工艺，运用多种手段对注浆质量进行了全面检测，结果完全满足工程和环境的要求。关键词：岩溶路基；注浆工艺；注浆效果检测中图分类号：*)(!#(；*)$"#"’(

文献标识码：+

文章编号：!%%%,())’（"%%(）%!,%%-$,%(

洛湛线益娄段（益阳市至娄底市）位于湖南省境内，部分铁路穿过岩溶发育区，尤其是灰山港、壶天地段线路位于岩溶极发育的地表坍陷地段，由于该地段内煤矿采掘抽排地下水，深坑采石改变了地下水活动条件，同时地下水水位季节性变化幅度过大，引起较大范围内地表自然坍陷，区内岩溶地貌特征为隐伏型，第四系覆盖层薄，厚仅!#"/!’0，同时，岩溶发育，顶板过薄，溶洞发育，地下暗河广布，给铁路施工及未来安全营运带来巨大隐患。

如此复杂的地质条件，需要探索出相应的注浆工艺和最佳的施工工序，确保工程按质按量完成。

，梅花型”布置。注浆压力参数：在灰岩中采用!%0“

在岩土界面附近逐步加大至%#(/%#!/%#(5*6，

最大!#’5*6。钻孔注浆遵循边探边灌，探灌%#’5*6，

结合的原则，彻底整治，不留隐患。

"主要注浆施工工艺

施工操作按照：放孔定位!钻孔!固结套管!清

孔!注水试验（简易耐压试验）注浆!封孔的!制浆、标准程序进行，并严格保护好环境。"#!

施工前的物探

使用电阻率法取得详细的注浆前的物探资料，待与注浆结束后的物探资料进行对比，作为评价注浆效果的依据之一。"#"

注浆孔施钻

采用跳孔施钻，首先在两侧进行注浆，再在中线进行，中线钻孔一方面作为两侧注浆效果的检查孔，又作为下道工序的注浆孔。在两侧进行注浆时，也必须采用间隔注浆的方法，以提高注浆的效果。不能全部钻完再注浆，以免引起孔位串浆，增加注浆难度和清孔工作量，具体施工工序见图!。"#$

清孔

设计上一般采用钻杆注水清孔，但在实际施工中，因钻孔较深，土层较厚，泥浆含碎石颗粒沉碴较多，钻杆清孔工效低且效果不理想，通过改进工艺加工了直径为!’%00的小导管，插入钻孔底部。用注浆泵大压力、大流量清孔，特别对岩溶发育部位的充填物清得比较彻底。不但保证了清孔质量，而且提高了工作效率。"#%

钻孔注水试验

按孔数的!%7均匀选定注水孔，验证地层并按要

!岩溶路基加固原则

钻孔注浆加固路基，原则上在土石界面处压浆封堵，固化浅部岩溶（溶洞、溶蚀裂隙等）和地下水潜蚀作用形成的土洞，充填土中孔隙，形成水平帷幕封堵地下

［!］

水通道，隔断地下水活动对持力层的影响。加固厚

度一般为’0，当钻孔进入灰岩’0遇岩溶时，孔深延深至溶洞为止，钻孔一般沿路基纵向在中线，在左’0及右’0，布置三排孔，孔距’0，呈梅花型布置，如12$!3(%%/12$!3-$’#-’段。注浆孔编号线左为：!、$、&……"&!，线中为(、线右为：)、.……"&(，"、’、-……

对岩溶极发育段，路堤填土较高时加布一排或两"&"，

排注浆孔。如142.)3%!%/142.)3’%%段和142.’3

下伏灰岩中节理裂"!%/142.’3’(%段表土覆盖层薄，

隙发育，灰岩顶板过薄，地下暗河广布，注浆钻孔布置四排或五排，每排孔距’0，线路中线及其左’0，右

右!%0，或线路中线及其左’0，左!%0，右’0，右’0，

收稿日期："%%",%&,%"；修订日期："%%",%.,!%作者简介：倪宏革（!.)&,），男，副教授，博士，从事工程地质与岩土工程勘察设计工作。

求进行注水试验，以确定注浆段的单位长度吸水量和浆液配方、配比、泵压等参数。"#&

浆液制作

万方数据

岩溶洞隙注浆加固处理与检测技术

期

万方数据

岩溶洞隙注浆加固处理与检测技术

(%%#年第!期水文地质工程地质 54

水量明显减少，影响岩前村约!"##$!%&’(水田和!)%余人生活、生产用水，经分析临时决定，对第六段的采用先投(+&,’碎石骨料，骨料底部的空隙(#)*孔，让水路畅通，骨料上部填塞细砂，然后再注双液浆的方法处理。骨料上部与灰岩顶板通过双液固结成一个整体，在受力上可以起桩柱的作用。并在此孔旁边增加两孔，这样处理后(#)*孔注浆达到了设计效果，保证了路基底板的承载力，确保施工与环境保护协调统一起来。

施工完毕后，注意保持地下水的自然状态距工点防止岩溶地下水流动对!-’范围内严禁开采地下水，浆体的冲刷，对环境有污染的注浆废液、废结石，按指定地点清理填埋，恢复原貌，维护原有环境。

般注浆后单位长度吸水量值降低达1)8+118，证明

注浆效果明显。!"!

检查孔钻探抽芯

各注浆段检查孔的抽取均按设计的)8确定，分别起于全段的始、中、末段。

各检查孔均在岩土界面和基岩裂隙、溶洞间发现水泥充填。其中土层中水泥呈劈裂充填，岩芯中水泥呈条带状、碎块状；岩层中水泥呈柱状充填，岩芯中水泥呈柱状、块状，部分地段与充填物局部混合，例如，在/9:(:(3孔钻探施工中发现岩层内充填的短柱状水

应系先期注浆扩散所致，充分证泥，长达%"#+%"3’，明了岩层注浆施工质量优良。

完成后，各检查孔均不漏水，仅./01!2%#!+2

!(1段#个检查孔平均单位长度吸水量为注浆前的%"1)&8。

!"%物理勘探检测

各段在施工前后完成了一定数量延米的电法检测，结论如下：

本次注浆工作对松散土层和溶蚀发育的灰岩起到了挤密、充填、固结的作用，注浆后等视电阻率断面图 在深部的溶沟、溶中视电阻率整体提升!%%+(%%!’，槽部位达#%%! 圈闭现象基本消失，等值线疏密比’，较均匀，地层完整性、连续性明显提高，注浆达到了预

［#］

。期的整治效果

!注浆效果及质量检测

注浆属隐蔽工程，对它的质量控制一直是个难

［(］

题。在该段施工中采用了多角度、不同时段和多种

手法的注浆效果检测方法，全面控制工程质量。注浆质量具体的检查包括&个方面：!"#

施工监测

由不同地段、不同地貌岩土水体在现场注浆过程中或结束后产生的诸多现象，均可表明注浆对岩洞、土体充填情况良好。

工点下侧稻./01#2134+./01&2(%%段施工中，田和上侧山坡上均见冒浆，冒浆点多为岩溶坍坑或隐埋的天窗，冒浆量较大。特别是./01&2!)%处水塘（坍坑），其底部已完全被冒出浆液所封闭，表明施工岩层注浆质量优良；在./01!2%#!+2!(1段施工中，施工范围外约#%’处的一水井，水质反复几次变浑浊，其中可见注浆的水泥浆和水玻璃，反映出设计注浆范围内注浆效果，全段施工结束，位于该段终点附近的一个原勘测孔内原无法直观看到的水位上升并溢出地表，形成“水井”，反映了注浆帷幕形成后的止水、隔水作用，没注浆前水塘内./0132!4%左3’处有一水塘，长年无水，且积满水后很快就会漏渗完，通过本段路基注浆，现水塘内积满清水，在./0132#&%左5’处，通过本次注浆施工，形成一个泉眼，该泉眼先冒浆后冒水，并且水的压力较大，流量约&’#67，昼夜不停向外流水，现临近村民接上管路，作为自来水用，类似上述情况在各注浆段均有所见。!"$

注浆前后的钻孔注水试验对比

选取代表性钻孔进行注浆前后注水试验检查对

%结语

（!）本段注浆结束后，通过钻孔取芯检查，浆液充

填情况直观判断，注浆前后物探成果对比，注水试验单位长度吸水量对比，施工现场的观察了解，本次岩溶路基注浆处理的质量控制完全达到设计要求。

（(）在跨地域地貌单元区大规模施工中，协调了工程与周边自然环境的关系，使各区段的地貌、地下水的动态平衡得到了有效保护，这是其它施工方法如放炮明挖再填实等所难以达到的。

洛湛铁路益娄段路基岩溶注浆加固为国内首（#）

次在类似条件下进行大规模压浆封堵形成封闭基底的工程。整个注浆方法、施工、工艺及参数可作为洛湛线湖南娄底至广西玉林段岩溶路基施工的参考依据。参考文献：

［!］王星华"粘土固化浆液在地下工程中的应用［;］"

北京：中国铁道出版社，!115"

［(］程骁，张凤祥"土建注浆施工与效果检测［;］"上

万方数据比，结果发现，注浆前后单位长度吸水量相差悬殊，一

岩溶洞隙注浆加固处理与检测技术

##

海：同济大学出版社，!""#$

水文地质工程地质’((%年第!期

［%］铁道部第四勘测设计院物探工程研究所$洛湛线灰

山港岩溶路基注浆效果物探检测报告［&］$’((’)

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编辑：李善峰

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山地区地下水开发利用研究报告［&］)云南地质工

程第三勘察院)!""@)

［’］郭纯青)中国岩溶地下水河系及其水资源［;］)水文

（?）：地质工程地质，’((!，’#=%T=?)

［%］袁丙华，毛郁)中国西南岩溶石山地区地下水资源

［;］（?）：)水文地质工程地质，’((!，’#=@T=>)

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编辑：吴霞芬

万方数据