浅谈岩溶地区路基溶洞的处理方法

浅谈岩溶地区路基溶洞的处理方法

王继阳

（中铁二十一局三公司思剑高速第五合同段）

摘要：贵州省思南至剑河高速公路第五合同段位于贵州省铜仁地区，沿线岩溶现象较发育，溶洞、石牙、溶蚀漏斗、溶蚀洼地、落水洞到处可见。这些地段路基的溶洞如果处理不好，容易导致路基下沉、开裂等病害，对路基稳定性有极坏的影响。本文重点介绍不同溶洞类型的处理方法。

关键词：岩溶地区路基溶洞处理方式

在溶岩地区，由于水的长期溶蚀作用，在岩层中形成溶洞、溶沟等现象，这种现象称之为岩溶。贵州省思南至剑河高速公路第五合同段位于贵州省铜仁地区，沿线岩溶现象较发育，溶洞、石牙、溶蚀漏斗、溶蚀洼地、落水洞到处可见。这些地段路基的溶洞如果处理不好，容易导致路基下沉、开裂等病害，对路基稳定性有极坏的影响。如何针对不同类型的溶洞，采取相应的处理措施以消除水对路基的影响，是保证岩溶地区路基稳定性的关键。

一、溶洞的成因及类型

岩溶主要是水对可溶性岩石溶蚀的结果。岩溶形成的四个基本条件：可溶性岩石、具有溶解能力的水、岩石的透水性及水在其中的不断流动。在实际工程中常按照溶洞对路基的危害程度进行分类，可分两类：无水的溶洞和有水的溶洞。漏斗是地表水沿可溶性岩石竖直的裂隙溶蚀扩大或由溶洞塌陷形成的漏斗状凹地，其横断面可从数米到数十米或更大，深度由1～2米至10～15米，平面形状有圆形、椭圆形和不规则外形等形态。漏斗底部常有堆积物，无地下暗河与其连接，不能排泄地表积水。有水的溶洞常与地下暗河相联系，雨季常有地下水涌出，地表积水也可通过地下暗河通道排走。

在实际工程中常遇到的多为小型的溶洞，孔径和深度均不大；对大型的溶洞，道路选线时要尽量绕避，本文主要针对小型溶洞的处理方式进行讨论。

二、溶洞距路基的安全距离

如果溶洞距路基较远，对路基不造成影响。路基附近的溶洞距路基的安全距离，按坍塌时的扩散角计算如下：

L=H*ctgβ

H--溶洞顶板厚度（m）

β--坍塌扩散角

β=(45+φ/2)/k

k—安全系数，取1.10 ~1.25（高速公路取大值）；

φ—岩石内摩擦角

如在顶板岩层上有覆盖层，则自土层底用45挂向上绘斜线，求出与地面的交点，路基边坡坡脚应在交点范围以外。

三、岩溶路基发育情况及相应的处理措施

地表水在运动过程中对所经过的沉积物或岩石有着重要的侵蚀作用，既包括水动力作用下的碎屑物搬运，又包括水对岩石或沉积物的化学溶蚀作用，还包括碎屑物在搬运过程中的磨蚀作用。相关处理措施如下：

1、堵塞

图2

路堑边坡上的岩溶水径流通道，应采用浆砌片石封闭并设排水管引入边沟或平台截水沟；路堑边坡上的岩溶裂隙发育区采用喷浆护坡或M10抹面；路基范围内的岩溶裂隙发育区先灌注M5,再用M10抹面；路基范围内如遇落水洞或大的溶洞，且下有地下水径流通道，应采用砼盖板跨越或设桥涵通过。

3)、对位于路基基底或挡土墙基底的干容洞，当洞口不大，深度较浅时，回填夯实；当干溶洞顶板太薄或岩层较破碎时，可爆破后回填，如图3。

路基范围内的漏斗及溶蚀洼地应采用块片石填实，并对表层作封闭处理，再加设土工格栅（土工格栅采用高强钢塑土工格栅，幅宽4米，极限抗拉强度：纵向≥80KN/m,横向≥80 KN/m，极限延伸率≤3％）。若边坡为完整岩层下遇软弱层或破碎带，应采用挡土墙，必要时采用锚杆、锚索防护。

2、跨越

路基底或路基附近流量较大的暗河、落水洞、消水坑、涌泉等，设桥跨过；规模较小的设涵洞跨过或设挡土墙、护脚避免封闭。

3、加固

1）、深而小的溶洞不便用洞内加固时，采用石盖板或钢筋混凝土盖板加固。

2）、对洞径小、顶板薄或岩层破碎的溶洞，采用爆破顶板用片石回填加固，如溶洞较深或须保持排水者，采用拱涵或板涵跨越。

3）、对路基范围内的地表塌陷，在不影响地下水排泄通道时，可采用回填夯实，并在地表整平后铺设土工格栅及土工布。

4）、对溶洞埋深较浅，洞顶板较薄的地段，采用钻孔注浆加固。注浆采用低压间歇定量或循环式灌注，目的是减少浆液流失，间歇时间可控制在7-8小时。如下图

图4

5）、对以路基型式通过深而小的溶洞不便使用洞内加固时，采用石盖板或钢筋砼盖板加固；对洞径小、顶板薄或岩层破碎的溶洞，采用爆破顶板用片石回填加固；洞口大时，采用桥梁跨越。如图5

四、工程处理实例

贵州省思南至剑河高速公路第五合同段路基施工中，在K39+228处存在一溶洞，溶洞充填物较为复杂，主要有灰黑色流塑状淤泥，软粘土，泥炭质粘土，粉质粘土；溶洞填充物和灰岩地层承载力有很大的差别。通过对溶洞内填充物予以清除，然后用块片石填实，洞口用浆砌片石封闭，对路基范围内的涌水泉眼，将涌水引入边沟，排除出路基以外，以提高该处地层的承载力，减小该地层的差异沉降，减少管片渗漏，成功控制地表沉降，达到地层承载力符合设计要求。

五、结论

在岩溶地段进行路基施工时，应认真查清溶洞的分布、形状、深度以及发育程度。工程地质勘察除正常勘察外，要重点密布钻孔详查，提出详尽的工程地质报告，为施工场地的选择和对地基的处理提供可靠的依据。地基的处理要适应上部结构的造型，同时上部结构也要