高速公路巖溶路基處治技術(shù)措施研究

1、<p>　　高速公路巖溶路基處治技術(shù)措施研究</p><p>　　摘要：針對(duì)河池至都安高速公路巖溶地形發(fā)育，形態(tài)復(fù)雜，在設(shè)計(jì)階段中，由于地形地貌及勘測(cè)手段的限制，沿線的巖溶基底處理沒有確定行之有效的設(shè)計(jì)方案的情況。在施工過程中根據(jù)高速公路出現(xiàn)的不同的巖溶路段形態(tài)，制定了封堵、疏導(dǎo)、各種結(jié)構(gòu)物跨越、地基加固等巖溶路段路基的處理方法，為今后公路建設(shè)中相關(guān)問題的處理提供了一些經(jīng)驗(yàn)。 </p>&

2、lt;p>　　關(guān)鍵詞：高速公路；巖溶路基；處治技術(shù) </p><p>　　中圖分類號(hào)：U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p>　　廣西屬亞熱帶氣候，降水豐沛，地下水系發(fā)育，巖石溶蝕作用強(qiáng)烈，不僅造就了崇山峻嶺、峰叢洼地等特殊地形地貌，形成了各種地下溶洞、暗河溝湖等復(fù)雜地質(zhì)條件，而且表面土層貧瘠淺薄、生態(tài)環(huán)境極其脆弱。特殊的巖溶環(huán)境使公路建設(shè)在工程技術(shù)和環(huán)境保護(hù)方面的形勢(shì)

3、異常嚴(yán)峻。因此，通過研究巖溶的特征分析進(jìn)而研究出巖溶路基處治措施。 </p><p><b>　　1工程概況 </b></p><p>　　廣西河池至都安公路是《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》中蘭州至?？冢v八）、國道主干線重慶至湛江公路在廣西區(qū)境內(nèi)的重要組成部分，也是廣西高速公路網(wǎng)主骨架的重要路段，是聯(lián)系廣西桂西北與桂西南經(jīng)濟(jì)區(qū)重要的干線公路，是西南地區(qū)最便捷的出海通道。 &

4、lt;/p><p>　　路線起于河池市那龍水庫東南面山坳中，接河池至宜州高速公路項(xiàng)目的肯研樞紐互通式立交，沿線經(jīng)龍頭、永安、高嶺、都安，終點(diǎn)位于都安縣東盤村東側(cè)，與都安至南寧高速公路相接。路線起點(diǎn)樁號(hào)K2+875.987，終點(diǎn)樁號(hào)K95+182.828，全長約92.3km。本項(xiàng)目主線采用四車道高速公路，設(shè)計(jì)速度100km/h，整體式路基寬26m，分離式路基寬13m。 </p><p>　　2巖

5、溶發(fā)育的基本規(guī)律及沿線形態(tài) </p><p>　　巖溶是指具有溶蝕力的地下水和地表水對(duì)碳酸鹽巖等可溶性巖石以化學(xué)作用為主、機(jī)械作用為輔的地質(zhì)作用過程及其形成的水文現(xiàn)象、地表與地下形態(tài)的總稱。巖溶化學(xué)作用過程受水的濃度和壓力、氣溫、降水、氣壓、巖石成分和結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)構(gòu)造等多種因素影響。河都路沿線巖溶發(fā)育的主要形態(tài)有以下幾個(gè)方面： </p><p><b>　?。?）漏斗 </

6、b></p><p>　　由地表水的溶蝕和侵蝕作用并伴隨塌陷作用而成，呈倒錐狀，平面上呈圓形或橢圓形，直徑由幾米到幾十米，深度亦然。 </p><p>　?。?）落水洞和冒水洞（泉眼） </p><p>　　是地表水通向地下河或溶洞的流水通道。由巖石裂隙經(jīng)流水長期溶蝕擴(kuò)大或由巖層塌陷而成。如只有地表水流入而無冒水的，稱其為落水洞；如既有地表水流入，又有季節(jié)性冒

7、水的，稱其為冒水洞。 </p><p><b>　?。?）溶洞 </b></p><p>　　是一種近于水平方向發(fā)育的巖溶形態(tài)，常由巖溶水對(duì)巖層的長期溶蝕和塌陷作用而成。洞中常有砂礫、卵石等堆積物，部分還有較豐富的巖溶水。 </p><p><b>　?。?）暗河 </b></p><p>　　是地

8、下巖溶水匯集、排泄的主要通道，在巖溶發(fā)育地區(qū)，地下大部分有暗河存在。其常與落水洞、冒水洞、溶洞、漏斗等和地面水相連通。河都高速公路No1合同段K6~K20段地表就是典型的這種形態(tài)。 </p><p>　　3各種巖溶形態(tài)對(duì)路基的危害 </p><p>　　河都高速公路的巖溶地段處理多為路基基底的處理，巖溶引起的危害主要是因封閉或疏導(dǎo)不恰當(dāng)而導(dǎo)致路基淘空、下沉、坍陷，從而引起路面的損壞，甚至?xí)?/p>

9、中斷交通，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)不良影響。No2合同段刁江沿岸填方路基雖絕大部分為填石路堤，但是對(duì)路堤下遍布的巖溶如果不妥善處理，也會(huì)對(duì)填石路堤的嵌鎖結(jié)構(gòu)造成不利影響，隨著時(shí)間的推移，最終也會(huì)造成路基失穩(wěn)。 </p><p>　　4巖溶地段路基的處理形式 </p><p>　　針對(duì)河都高速公路存在的不同巖溶形式，首先應(yīng)通過開挖或物探的方法，確定其大小、形態(tài)及走向，為處理方案的決策提供依據(jù)

10、。其中開挖可以探清巖溶表面的地基情況，比較直觀地掌握巖溶出入口及附近的地質(zhì)，為跨越結(jié)構(gòu)物的支承方案提供有力的決策參考。但開挖會(huì)造成土方量的增加，且對(duì)巖溶內(nèi)部的大小及走向不能明確地探明；物探則可以通過超聲波等探測(cè)手段，探清巖溶的大小、走向，但對(duì)周圍的地質(zhì)情況又不易明確。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)二者結(jié)合使用，盡可能地掌握巖溶的全面情況。 </p><p>　　在充分掌握了巖溶的各種資料后，便可針對(duì)不同的情況制定處理方案。河都路

11、原設(shè)計(jì)文件對(duì)溶洞的處理較為單一，主要是以片、碎石回填后再用及砼進(jìn)行封堵。在實(shí)際施工中，根據(jù)實(shí)際的情況，我們制定了不同的處理方案。 </p><p><b>　　4.1封堵 </b></p><p>　　原設(shè)計(jì)對(duì)溶洞的處理只采取封堵的形式。這種封堵，對(duì)于干溶洞、漏斗和不影響當(dāng)?shù)氐乇硭判沟穆渌春统叽绮淮蟮耐炼词沁m宜的。但對(duì)于冒水洞、與地下河連通的溶洞則不宜使用。因?yàn)閷?duì)

12、于冒水洞和與地下河連通的溶洞，不僅周期性的水位上升和下降會(huì)對(duì)路基的穩(wěn)定造成不利影響，且填充了地下河道，使地下水排泄受阻，不僅對(duì)路基造成隱患，還會(huì)影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。且盲目封堵，不知深淺，也易造成材料耗費(fèi)卻填充不滿，為路基長年?duì)I運(yùn)留下隱患。 </p><p><b>　　4.2疏導(dǎo) </b></p><p>　　對(duì)于冒水洞及與地下河連通的溶洞主要采取疏導(dǎo)的方案。河都路采

13、取的疏導(dǎo)方式主要有封堵+涵管疏導(dǎo)及豎井+涵管疏導(dǎo)。 </p><p>　　封堵+涵管疏導(dǎo)中涵管入口置于溶洞碎石層上，當(dāng)?shù)叵滤簧邥r(shí)，通過大塊片石孔隙進(jìn)入碎石層，由碎石層形成的簡易盲溝通過涵管排出路基之外，涵管口為防堵塞而設(shè)置鐵柵欄。 </p><p>　　豎井+涵管疏導(dǎo)方案用于涌水量較大的泉眼。豎井以片石砌筑，基礎(chǔ)座于鑿平的巖石上。No3合同段多處泉眼即以這種形式處理。 </p&g

14、t;<p>　　4.3各種巖溶形態(tài)對(duì)路基的危害 </p><p>　　以各種結(jié)構(gòu)物跨越溶洞（槽）是較常用的處理方法。對(duì)于一些較大的，常年或季節(jié)性涌水的泉眼，以及與地下河道相通不宜封閉，不易疏導(dǎo)的溶洞，采用跨越的方案是較為適宜的。在No3合同段K75~K77段、K79~K81段原地面巖溶密布，且多與地下水系連通，部分溶洞出口處還與地表天然季節(jié)性河道相連。根據(jù)以往的勘探資料，此地段的地下水系與河水干流是

15、相互連通的，到雨季出現(xiàn)涌水，在某些年份甚至出現(xiàn)洪水泛濫的現(xiàn)象。對(duì)溶洞的疏導(dǎo)方案較難實(shí)施。水南路該段路基絕大部分為填石路堤，由于填石路堤的穩(wěn)定主要依賴于石料間的嵌鎖，因此對(duì)抵抗水流的沖刷比之填土路堤有一定的優(yōu)越性。但盲目封堵沿線溶洞，仍會(huì)給路堤穩(wěn)定帶來隱患，且也不利于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)保。針對(duì)不同的情況，河都路采取了形式多樣的跨越方案。 </p><p><b>　?。?）蓋板跨越 </b><

16、/p><p>　　蓋板跨越適用于跨徑L≤6 m的溶洞（槽）。由于蓋板涵通用圖中缺乏跨徑L>4 m的蓋板設(shè)計(jì)，我們根據(jù)不同的填土高度及跨徑重新設(shè)計(jì)了蓋板斷面和配筋。蓋板跨越結(jié)構(gòu)以上路基全為填石，且高度較高,達(dá)10 m以上，跨徑達(dá)6 m，經(jīng)計(jì)算后，板端和跨中板高皆比通用圖紙有所放大。如涌水位高于蓋板頂面，可于蓋板預(yù)留直徑=3 cm的泄水孔。施工蓋板時(shí)采取現(xiàn)澆的方式，可暫時(shí)填起溶槽作為現(xiàn)澆底模。 </p>

17、<p><b>　　（2）拱結(jié)構(gòu)跨越 </b></p><p>　　對(duì)跨徑較大，周邊地質(zhì)較好（堅(jiān)硬完整石灰?guī)r）的溶槽，可采用拱結(jié)構(gòu)跨越。所采用的拱圈及拱座為C25砼澆筑，拱座處地基須鑿平。矢跨比采用1:2的陡拱或1：5的坦拱。由于可將溶槽暫時(shí)以透水性材料填滿作為拱胎，不僅施工方便，且對(duì)拱的實(shí)際受力也起到了一定的支撐作用。由于拱圈為純砼板拱結(jié)構(gòu)，其上為h約8 m的填石，經(jīng)計(jì)算，拱

18、圈厚度比一般拱結(jié)構(gòu)厚，跨中1：2~1：5 m，拱腳2~2.2 m。 </p><p><b>　?。?）橋梁跨越 </b></p><p>　　在巖溶分布較密，溶洞規(guī)模較大的地段，采取封堵、疏導(dǎo)及小結(jié)構(gòu)物跨越等方案已不能滿足路基穩(wěn)定的要求，不得不增大投資修建橋梁進(jìn)行跨越。在巖溶地區(qū)修建橋梁，必須進(jìn)行細(xì)致的地基勘探，以確定基礎(chǔ)形式及基底標(biāo)高，確保橋梁地基的穩(wěn)定。河都路為

19、跨越巖溶地段而增設(shè)的橋梁有5座775延m。 </p><p>　?。?）巖溶段結(jié)構(gòu)物地基加固 </p><p>　　由于原設(shè)計(jì)踏勘時(shí)地表植被茂密，對(duì)巖溶的出露情況未作深入了解，致使一些結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)布置不當(dāng)。在橋涵等地基遇到溶洞時(shí)，對(duì)于樁基礎(chǔ)，只有加深樁長，使之落于有一定厚度的堅(jiān)硬巖層上。而對(duì)于擴(kuò)大基礎(chǔ),一是變更為樁基礎(chǔ)，但往往需要重新鉆探，重新設(shè)計(jì)；二則可采取一定形式的加固措施，滿足使用要求

20、。 </p><p><b>　　5結(jié)語 </b></p><p>　　我國巖溶分布較廣泛，在公路工程施工中碰到的巖溶形態(tài)多種多樣。本文對(duì)河都公路建設(shè)中出現(xiàn)的一些巖溶形態(tài)及病害處理方法作了一些簡單的描述，旨在拋磚引玉，為今后的公路建設(shè)提供一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，供同行參考。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b><