岩溶路基勘察设计与处治施工综述

【摘 要】关于在高速公路建设中岩溶路段地质勘察、岩溶不良路段设计处治方案以及在处治施工过程中施工工艺，质量检测方法等方面综述。

【关键词】岩溶路基;勘察;设计;施工;综述

岩溶是经过漫长的地质时期，在地表水或地下水对可溶性岩石进行的溶解作用下，所形成改造和破坏的岩体现象。可溶性岩体之间或内部形成各种大小形状不一的空洞和裂隙，经过地质演变，这些空洞或裂隙由水、土、杂物或者空气填充，形成稳定的岩溶体，这些空洞小的很小，大的却很大，通常由裂隙贯通或单独形成洞腔。

随着我国高速公路发展，高速公路建设难免要通过山区岩溶路段，而对岩溶路段的勘察、设计、施工和质量检测是消除岩溶路段对高速公路正常安全运行影响的重要环节。

1、概述

河南驻马店至泌阳高速公路项目全长80.9公里，路线位于豫中南平原与豫西南山地交界处，部分路线处于山岭重丘区，根据设计图纸提示有两处路段通过岩溶地段，并指出“由于溶洞发育无明显规律性可循，应在具体施工过程中，进一步查明影响路基稳定的深度范围内的岩溶发育状况，及时采取合理的处治措施”。此两段路基开挖完成后，发现已经揭示的岩溶现状和初步设计存在一定差异，随后就开展对此段路基的补充勘察、设计和具体处治施工工作。

2、岩溶路段地质勘察

地质勘察主要采用的勘察方法有两证，一种是地质钻探，此种方法比较直接的揭示出了具体的地质状况，可以对特征区域进行加密钻探。第二种是物理探测，主要采用高密度电法。这种方法成本低、效率高、准确率大，探地雷达在特定条件下也具备较高的精度。

2.1地质钻探钻取芯样：采用DPP-100型全液压汽车钻机，泥浆护壁，回转钻进和锤击钻进两种方式钻进，进口口径130mm，终孔不小于119mm。钻探范围为纵向为全挖方段，横向为全宽。采用梅花形6米布点，钻探深度为15米.

2.2孔内摄像拍照：对于在钻探过程中发现较大岩溶空洞后，采用孔内摄像仪针，对孔内情况进行了摄像和拍照，根据观测结果分析空洞的空间分布后决定采取是否补充钻探。

2.3物理探测：地质雷达采用GR-2004探地雷达沿路线纵向进行，横向从一侧到另一侧，无线频率100MHZ。高密度电法采用E60b型高密度电阻率探测仪，智能电缆连接，自动采集数据，形成视电阻率剖面。高密度电法采用布置测线的方法，测线纵向间距10.0米，横向间距5.0米。

通过以上几种方法的相互补充和结合，对钻探揭露的各主要溶洞进行了科学推断溶洞的空间展布和详细说明，包括它的平面形态、最大直径、相互之间的连通关系等产出特征，以便设计时更好的把握处理范围，并采取有效适宜的处置措施。

勘测工作完毕后，根据钻探和物探的综合勘查成果配合平面测绘，绘制岩溶平面分布图和空间立体分布图，提交勘察报告。

3、岩溶路段治理工程设计

通过对勘测文件的认真分析研究，根据相关的设计规范确定了以下处治方案：

3.1当洞内裂隙发育，洞腔较小时，采用C20水下混凝土灌注，直至灌满为止。

3.2当孔口已出露时，清除洞内填充物后，采用片石填塞，顶部50cm厚采用C20号混凝土封闭，并延伸至洞口周围各1米范围形成盖口板。

3.3对其他勘察资料反映存在大量裂隙和空洞，而且比较小而多，洞口没有揭露的两路段路基全宽范围内，采用打孔胶结高压注浆的办法进行治理，孔位按梅花型全路基宽度布置，间距3m，孔深6m。其中四周周边第一排为帷幕孔，孔深8米，并先行分时分段逐步注浆固结施工，固结后再在施工帷幕孔中间注浆各压浆孔。

4、岩溶路段治理工程施工工艺

根据两段路基的处治设计方案，结合一般路基施工规范和工艺，综合本工程特点，制定了一下处治施工方案：

4.1测量放样：采用全站仪测量放样出路线中线各桩位，其余各注浆位置采用经纬仪和钢尺在路基全宽范围内根据设计图纸定点放样并标识，各点间距为等边4.5米的等边三角形，放样完毕后报请监理验收后做好开钻成孔准备工作。

4.2开钻成孔：采用12立方空压机送风，潜孔钻钻进，采用直径127mm钻头开钻，钻至基岩后变径为直径89mm终孔。报请监理验收孔深后做好浇注孔口管，孔口管采用长度1米，壁厚3mm，外径18mm的钢管，孔口内外各长50cm，孔口管采用525＃快凝水泥砂浆与孔壁固结牢固，保证注浆时能有效持压，以保证注浆质量。

4.3水泥浆配置：水泥浆液通过制浆机拌制，并严格按照设计浆液配合比进行，水泥、水和外加剂严格计量，施工过程中随即抽查各项指标。制浆通过一级搅拌池和二级搅拌池拌和均匀后进入注浆泵后进行压浆。

4.4高压注浆施工：注浆前全面检查设备和管路系统。浆液随用随制，制浆系统配置出合格均匀的浆液后，通过压浆泵，压浆管注入孔口管，采用定量定压分段注浆方法施工。单孔孔口管压在1.0Mpa以上，稳定10～15分钟以上，或者周围孔有冒浆现象视为注浆结束。

4.5已外露空洞处理：对于溶洞孔口外露的空洞，采用C20混凝土灌注或采用片石回填，浇注盖口板形成封闭，施工过程监理应全过程监督施工质量并做好相关记录和拍照工作。

4.6场地清理：压浆及混凝土封闭施工完毕7天后，采用机械配合人工方法进行场地清理，岩溶路段处治施工视为结束。

5、岩溶路段施工质量检测

5.1检测时间：在灌浆施工结束半个月后。

5.2检测方法：

(1)钻孔检测：通过钻孔取芯直接观察岩溶区的浆液充填情况，并结合钻探过程中循环液的漏失情况及孔壁的稳定性等评价灌浆质量。

(2)高密度电法检测：检测注浆的整体充填情况。

结合钻孔检测资料和高密度电法做出综合评价，在全面分析研究这些资料的基础上，最终确定灌浆质量是否合格。

5.3检测量及检测深度：钻孔检测为总孔数的2%；注浆孔深+1.0米。

5.4检测位置：

A、钻孔检测采用随机布置（在梅花形布置的注浆孔之间的中心），或认为有疑点的部位，或监理指定的位置，

B、高密度电法检测在整个注浆区。

高密度电法采用布置测线的方法，测线纵向间距10.0米，横向间距5.0米。

质量检测过程如有局部缺陷，应加密检测，保证检测结果如实反映工程实际情况。

6、结束语

检测结果表明：钻探芯样水泥浆对空隙进行有效填充，明显可见水泥浆，两岩溶路段视电阻值显著增长，再未出现其他空洞和裂隙现象，地基整体稳定性明显提高。本项目通车试运营两年后此处治路段未出现任何路基病害及隐患。

参考文献

[1]驻马店至泌阳高速公路两阶段施工设计图[M].中交第一公路勘察设计研究院,2004.

[2]驻马店至泌阳高速公路岩溶路段勘察设计图[M].河南省交通规划勘察设计研究院.2006

[3]JTG F10-2006公路路基施工技术规范[S]北京:人民交通出版社