衡桂高速公路岩溶区路基处治原则与方法

1 基本原则
为了确保衡桂高速公路岩溶区路基建设的安全、经济和施工进度，必须进行充分而有效的地质补充勘察，在保证查明路基地质情况的前提下，制定出合理而可行的施工处治方案。
为此，经现场初步地质、施工情况调查、及对已有的地质勘察资料和物探报告分析，特制定出衡桂高速公路岩溶区路基施工处治基本原则如下：
1.1 制定岩溶区路基处治方案时，须全面掌握路基工程地质情况。岩溶区路基采用物探为主、地质钻探为辅的补充地质勘察方法，钻探主要是验证物探结果的可靠性，而且只对洞高在3m以上的溶洞和土洞进行一洞一孔钻探，钻孔深度一般控制在25m以内。对于特大型溶洞、地下暗河要专门制定钻探方案，以查明其溶洞大小与分布、顶板厚度与岩层风化情况、地下水位、充填情况等。
1.2 岩溶区路基处治，必须区分不同情况（主要包括切方区与填方区、溶洞与土洞、洞内充填与未充填、覆盖层厚薄等几种情况）分别制定处治方案。
1.3 对于切方路段，先开挖至路基设计要求标高，再进行岩溶区路基处治；对于填方路段，先对岩溶区路基进行处治，再填筑至路基设计标高，但尚须满足填筑高度对地基承载力的要求。
1.4 溶洞埋深>20m，或溶洞顶板岩层厚跨比大于0.8或厚度在3m以上，或位于路基外侧（1+h0）m范围以外（h0为溶洞埋深）者，原则上可不进行处治。
1.5 对具备洞内施工条件的溶洞，应优先考虑洞内处治的方法，可采用洞内浆砌片石或洞内支撑等进行处治。
1.6 溶洞顶板岩层厚度在1m以下，且覆盖土层厚度在2m以下者，直接凿开，并视如下不同情况分别进行处治：
① 洞内无充填物，采用片石回填并夯实；
② 洞内有充填物，若夯实后承载力可达200kPa，则只需在其上回填片石并夯实；
③ 洞内有充填物，且充填物为软土或流塑状时，须先清空充填物，再回填片石并夯实，或者采用抛石挤淤等方法进行处治。
1.7 若沿线孔洞特别发育，顶板岩层厚度在1m以下，且洞顶埋深在（3～5）m以内时，可先用25kJ冲击式压路机冲压20遍，冲击式压路机冲压行进速度为（12.0～15.0）km/h，并在路面基层设置双层配筋连续混凝土板补强（参见附图）。
1.8 溶洞顶板岩层厚度在1m以下，洞顶埋深在（5～15）m以内者，按如下方式进行处治：
① 先以（200×20）kN m单击夯击能夯击1遍（每点3~5击），若出现孔洞塌陷，则片石回填后夯实；若无孔洞塌陷，则要求最后两击的平均夯沉量小于25cm（锤底直径为1.5m）或30cm（锤底直径为1.4m），最后满夯1遍，并在路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行补强。
②  孔洞塌陷判断：若连续三击总夯沉量大于2.0m（暂定），且后一击夯沉量大于前一击的75%时，可认为夯点下孔洞已塌陷。若有现场实测资料时，也可根据实测资料调整该判断标准）
③ 强夯参数：夯锤质量20t，锤底面积(1.5～2)m2，宜为圆形，锤体上应均匀分布1~2个上下贯通的气孔，孔径20~35cm；梅花型布置夯点，间距3.5m，每遍间隔时间不少于4天，当覆盖土层含水量较高时应适当延长，最后一遍满夯单击能为（200×4）kN m，且夯印搭接面积不小于锤底面积的1/3。
④ 强夯时夯击点距地表障碍物的水平距离不小于20m，距地下障碍物的水平距离不小于10m。
⑤ 当覆盖层为饱和软粘土时，可以强夯块石墩复合地基处治，填石厚不小于3m，最大粒径不大于80cm，块石墩墩间距2.5m，正方形布置。
⑥ 需要时可对夯后路基采取载荷板试验、物探、钻探等方法进行检验。
1.9 溶洞顶板厚度在1m以下，且洞高小于3m、埋深在（15～20）m以内者，可按正常路基施工，但在路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行补强。
1.10 溶洞顶板岩层厚度在(1～3)m范围内，视如下不同情况分别进行处治：
① 洞高大于3m且洞内无充填物时，用盖板跨越进行处治；
② 洞内全充填时，不进行处治；
③ 洞顶埋深小于15m，且洞高小于3m时，在路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行补强。
④ 洞顶埋深在15m以上，且洞高小于3m时，可不进行处治。
1.11 对于岩溶裂隙发育带，可视裂隙发育程度，在路面基层设置双层配筋连续混凝土板跨越（连续板的长度以岩溶裂隙发育带宽为基准，两端各再外伸10.0m），也可采用注浆处理（注浆时应视裂隙宽度及水力联系等条件分别采用水泥砂浆或纯水泥浆）。
1.12 对于存在暗河或地下水渗流系统不容许破坏的岩溶区路段，须采用跨越或设置专门排水通道的处治方法，不宜采用强夯处治。
1.13 双层配筋连续混凝土板和盖板须专门设计（可参照附图所示方案设计和施工）。
1.14 若遇特大型溶洞、土洞或地下暗河，应进行专门研究，制定特殊处治方案。
1.15 当涵洞等构筑物下存在溶洞时，可先按路基处治原则处治，但尚需满足构筑物基础底面地基承载力的要求，处治后再进行构筑物施工。


2处治方案
第5合同段岩溶路基处治方案               表1
里程桩号 不良地质现象 描述 建议处置方案
K22+040~420 溶蚀裂隙发育带，溶沟，溶槽，挖方深度较大，路基边坡稳定性受影响 最大挖方15.98m，路堑边坡上覆主要为粉质粘土，厚0.9-5.2m，下伏角砾与砂岩，角砾：溶蚀裂隙、溶沟溶槽发育，岩石较破碎，砂岩：强风化，较破碎厚2.5-3.7m，开挖后受地表水影响，强度明显降低。 加强边坡防护
K28+680~920 溶蚀裂隙发育，开挖形成红粘土边坡，稳定性受影响 最大挖方17.87m，路堑边坡上覆主要为粉质粘土与红粘土；下伏强风化灰岩夹页岩及炭质页岩，局部间夹砂岩，解理裂隙发育，岩石破碎。开挖后受地表水影响，坡体强度明显降低，易造成坡体不稳定。 加强边坡防护
第7合同段岩溶路基处治方案               表2
里程桩号 不良地质现象 描述 建议处置方案
K41+515中 溶洞 3.0×2.5×2.0（长×宽×高，m，下同），埋深17m及灰岩顶板8m，泥质物全填充 正常施工
K45+656~776 溶沟、溶槽 局部发育、规模较小、独立，埋深大于11.0m，完整灰岩顶板厚度>5.0m，可塑状粘土充填 正常施工
K45+555中线 溶洞 埋深11.2m，完整灰岩顶板厚度6.0m，溶洞长2.1m，宽1.8m，高1.2m。 正常施工
K45+724中线 溶洞 2.4×2.0×1.4，埋深13.2m，完整灰岩顶板厚度5.0m 正常施工
第8合同段岩溶路基处治方案               表3
里程桩号 不良地质现象 描述 建议处置方案
K51+352右
20m 溶洞 17×6×4.2，埋深15.5m，灰岩顶板厚度1.8m，软塑状粘土全填充 路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行补强
K51+372右
20m 溶洞 6×3×0.7，埋深13.1m，灰岩顶板厚2.1m，软塑状粘土全填充 路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行补强
K51+390右
20m 溶洞 15×5×0.6~1.0，埋深15.4-16.5m，灰岩顶板厚0.3-0.5m，软塑状粘土全填充 路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行补强
K51+680中 溶洞 11×5×1.5，埋深13.2m，灰岩顶板厚2.0m，软塑状粘土全填充 路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行补强
K51+762左
10m 溶洞 18×5×1.5，埋深11.4m，灰岩顶板厚0.3m，软塑状粘土全填充 路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行补强
K51+874中 溶洞 20×6.5×1.9~2.6，埋深10.4-12.3m，灰岩顶板厚1.1-0.7m，软塑状粘土全填充 路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行补强
K51+964左
23m 溶洞 31×7×7.3，埋深11.2m，灰岩顶板厚1.6m，软塑状粘土全填充 路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行补强
K48+840~ K48+894
溶蚀裂隙发育 下覆基岩为泥盆系双坪组灰岩，深灰色，中风化，局部溶蚀裂隙较发育，溶洞不甚发育，基岩稳定性较好 正常施工
K49+520~ K48+650
局部溶蚀裂隙发育；含水量较大 下覆基岩为灰岩，深灰色，中风化，局部溶蚀裂隙较发育，溶洞不甚发育，基岩稳定性较好。
岩溶路基段，粉砂、砂砾石层，含丰富的孔隙水，若大量抽排地下水，会造成区域地下水位下降，且路基可能产生下沉与塌陷。 正常施工
(控制地下水开采)