本實(shí)用新型涉及注漿工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種覆蓋型巖溶路堤的注漿結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

覆蓋型巖溶可溶巖被第四系松散堆積物覆蓋，覆蓋層薄，厚度一般小于30m，路基承載能力低。在既有鐵路線通車運(yùn)營(yíng)中，覆蓋型巖溶路基在列車荷載以及附加荷載的作用下會(huì)導(dǎo)致巖溶塌陷，給鐵路安全帶來(lái)很大的威脅。

覆蓋型巖溶覆蓋層由粉質(zhì)黏土和砂土組成的二元結(jié)構(gòu)，溶洞無(wú)充填物，灰?guī)r裂隙發(fā)育，侵蝕基準(zhǔn)面的起伏，使得地下水在裂縫中流動(dòng)，對(duì)可溶巖的溶蝕作用增強(qiáng)，巖溶頂板不穩(wěn)定，上層頂板容易被溶蝕洞穿。地表水和地下水沿基巖的孔隙、裂隙和層面由高水頭向低水頭滲流，不斷溶蝕碳酸巖形成溶洞溶槽，形成溶蝕裂隙通道，與此同時(shí)，也對(duì)上層的砂層和黏土層進(jìn)行潛蝕，導(dǎo)致上覆土層被搬運(yùn)、掏空，從而在上層路基基底下土層中形成空洞、土洞，進(jìn)而加劇該地質(zhì)模型的土一巖交界面處巖溶及土洞發(fā)育。溶洞中會(huì)被潛蝕的上層砂層和黏土層等松散物充填，強(qiáng)度很低，在列車動(dòng)荷載的作用下會(huì)引起鐵路路基下沉、塌陷。因此必須對(duì)此類巖溶進(jìn)行處理，以達(dá)到路基設(shè)計(jì)的承載力要求。

傳統(tǒng)的路堤巖溶注漿一般采用花管注漿形成隔離層以阻止巖溶繼續(xù)溶蝕發(fā)育，由于注漿過(guò)程中無(wú)法控制漿液在地下的擴(kuò)散方向，漿液難以控制，導(dǎo)致跑漿冒漿嚴(yán)重，對(duì)既有鐵路線影響較大；或者是如果地下存在巖溶溶腔，漿液無(wú)法進(jìn)入巖溶溶腔，注漿效果不好，尚且由于本線段路基覆蓋型巖溶上覆土層已被大量溶蝕和掏空，空洞、土洞及裂隙較多，由此引發(fā)路基面沉降、塌陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)既有鐵路線路基位于覆蓋型巖溶發(fā)育地段提供一種覆蓋型巖溶路堤的注漿結(jié)構(gòu)，用以解決巖溶溶蝕引發(fā)路基不均勻沉降、失穩(wěn)、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題，為既有鐵路線的正常運(yùn)營(yíng)提供安全的環(huán)境。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種覆蓋型巖溶路堤的注漿結(jié)構(gòu)，包括路堤路基、布置于路堤路基底部?jī)蓚?cè)邊坡坡腳的先導(dǎo)孔、布置于路堤路基上部?jī)蓚?cè)路肩的注漿孔，所述路堤路基的基底有巖溶溶腔，所述先導(dǎo)孔設(shè)置在巖溶溶腔的周圍，所述注漿孔直接深入巖溶溶腔。

作為優(yōu)選，所述路堤1路基表面為雙線或站場(chǎng)路基，所述路堤路基自上而下依次包括黏土層9、砂層10、灰?guī)r15組成的三元結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述先導(dǎo)孔之間的間距6m，鉆入灰?guī)r深度為5～8m。

作為優(yōu)選，所述先導(dǎo)孔注漿孔在灰?guī)r表平面成梅花孔交錯(cuò)布置，間距為5～6m。

作為優(yōu)選，所述注漿孔內(nèi)安裝有鋼套管，所述鋼套管通過(guò)連接法蘭盤(pán)與注漿管直接相連，所述注漿管另一端與注漿機(jī)16相連接。

作為優(yōu)選，所述注漿孔包括注漿直孔和注漿斜孔，注漿直孔與注漿斜孔穿插布置。

作為優(yōu)選，所述注漿直孔與注漿斜孔之間的路肩平面間距為3m，注漿直孔與注漿斜孔鉆入灰?guī)r深度為5～8m。

作為優(yōu)選，所述注漿斜孔設(shè)置在灰?guī)r面以下至第一層溶洞部位。

作為優(yōu)選，所述鋼套管與注漿孔密貼無(wú)空隙，鋼套管下部進(jìn)入巖溶溶腔，上部露出地表10～12cm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型是模擬巖溶發(fā)育的逆過(guò)程，能經(jīng)濟(jì)高效阻止巖溶進(jìn)一步發(fā)育，填充巖溶發(fā)育已形成的薄弱環(huán)節(jié)，確保既有鐵路的地基安全。

2、本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置先導(dǎo)孔并作為鉆探驗(yàn)證孔(即采用“探灌結(jié)合”的方式)，進(jìn)行更為準(zhǔn)確分析該區(qū)域巖溶情況，從而確定最佳的注漿孔的注漿方案。

3、本實(shí)用新型通過(guò)注漿直孔、注漿斜孔注漿并結(jié)合鋼套管將漿液直接輸送至巖溶區(qū)域，注漿更具有針對(duì)性，可以減少漿液流量和壓力損耗，注漿效果顯著，通過(guò)壓力注漿充填巖溶溶腔，通過(guò)壓力返漿充填上覆土層土洞及裂隙，有效填充了溶腔內(nèi)的孔隙及先前被潛蝕和沖刷的空洞、土洞及裂隙，封堵了巖溶進(jìn)一步發(fā)育的通道。

4、本實(shí)用新型采用有壓注漿和壓力返漿充填的方案降低了路基土的壓縮性，有效提高了地層抗?jié)B性能，封閉了地下水潛蝕作用，消除了路基產(chǎn)生不均勻沉降及塌陷的地質(zhì)條件。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型覆蓋型巖溶路基加固橫斷面示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中路基面先導(dǎo)孔和注漿孔平面布置示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中灰?guī)r表平面先導(dǎo)孔和注漿孔布置示意圖；

圖中所示：1、路堤路基；2、邊坡坡腳；3、先導(dǎo)孔；4、路肩；5、注漿直孔；6、注漿斜孔；7、巖溶溶腔；8、裂隙通道；9、黏土層；10、砂層；11、線路中心線；12、鋼套管；13、土洞；14、土一巖交界面；15、灰?guī)r；16、注漿機(jī)；17、連接法蘭盤(pán)；18、注漿管。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種覆蓋型巖溶路堤的注漿結(jié)構(gòu)，包括路堤路基1、布置于路堤路基1底部?jī)蓚?cè)邊坡坡腳2的先導(dǎo)孔3、布置于路堤路基1上部?jī)蓚?cè)路肩4的注漿孔，其中，所述路堤路基為由黏土層9、砂層10、灰?guī)r15自上而下組成的三元結(jié)構(gòu)，所述路堤路基1的基底有面積較大的巖溶溶腔7，所述先導(dǎo)孔3設(shè)置在巖溶溶腔7的周圍，所述注漿孔直接深入巖溶溶腔7，所述注漿孔內(nèi)安裝有鋼套管12，所述鋼套管12通過(guò)連接法蘭盤(pán)17與注漿管18直接相連，所述注漿管18另一端與注漿機(jī)16相連接。

本實(shí)用新型的施工過(guò)程如下：

步驟1，

通過(guò)工程物探確定巖溶區(qū)域范圍、深度及巖溶形態(tài)，作為確定先導(dǎo)孔3的布置范圍、間距和深度的基礎(chǔ)。

步驟2，

根據(jù)工程物探所確定的巖溶區(qū)域范圍、深度及巖溶形態(tài)來(lái)確定先導(dǎo)孔3布置范圍、間距和深度。采用“探灌結(jié)合”的方式進(jìn)行，設(shè)置先導(dǎo)孔3并作為鉆探驗(yàn)證孔。

如圖2至3所示，在既有雙線鐵路巖溶區(qū)域范圍路堤路基1兩側(cè)邊坡坡腳2各設(shè)一排先導(dǎo)孔3、間距6m。對(duì)每個(gè)所述先導(dǎo)孔3按勘察標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施鉆孔成孔工藝，鉆入基巖(灰?guī)r)15深度為5～8m。通過(guò)工程鉆探及勘察要求提取巖芯試樣并編制柱狀圖，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，提供巖土物理力學(xué)性質(zhì)，探查巖溶發(fā)育情況，為路基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和巖溶溶腔7危險(xiǎn)性分析提供參數(shù)。

步驟3，

根據(jù)采集的巖芯形態(tài)數(shù)據(jù)確定地質(zhì)地貌及巖溶的形態(tài)，確定注漿孔鉆孔工藝及注漿方案，主要包括注漿范圍、參數(shù)和工藝。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選，對(duì)先導(dǎo)孔3的鉆孔實(shí)施注漿，注漿完成后在路基兩側(cè)形成隔離結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)一方面起到加固路基效果，另一方面在后續(xù)注漿孔注漿工藝中可起到阻止?jié){液逃逸的效果。

步驟4，

根據(jù)探測(cè)的巖溶形態(tài)進(jìn)行注漿孔布置及鉆孔：如圖1至2所示，在巖溶加固區(qū)域路堤兩側(cè)路肩4上進(jìn)行注漿孔布置及鉆孔成孔。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選，根據(jù)巖溶形態(tài)確定灰?guī)r15表面平面范圍內(nèi)注漿孔的布置間距，為5～6m，如圖3所示，注漿孔、先導(dǎo)孔在灰?guī)r15表平面成梅花孔交錯(cuò)布置。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選，所述注漿孔包括注漿直孔5和注漿斜孔6，如圖3所示，注漿直孔5與注漿斜孔6穿插布置，注漿直孔5與注漿斜孔6之間的路肩地表平面間距為3m，注漿孔(包括注漿直孔5和注漿斜孔6)鉆入灰?guī)r15深度為5～8m，如遇巖溶，則孔深應(yīng)下至溶洞底板。所述的注漿斜孔6是在兩側(cè)路肩4鉆斜孔至路基基底巖溶裂隙發(fā)育帶，既有路基注漿斜孔6注漿更具針對(duì)性，斜孔設(shè)計(jì)要素應(yīng)包括傾向、傾角、孔深，可根據(jù)巖溶溶腔所在區(qū)域、路堤寬度、路堤高度、覆蓋層厚度確定斜孔的傾向、傾角、孔深?？咨顟?yīng)滿足在灰?guī)r15面以下至第一層溶洞部位，鉆入灰?guī)r15面垂直深度不小于5m。

步驟5，

注漿孔內(nèi)鋼套管12安裝：在注漿孔鉆孔過(guò)程中實(shí)施鋼套管全孔跟進(jìn)安裝，所述鋼套管與地層密貼無(wú)空隙，孔口有擾動(dòng)深度范圍內(nèi)灌水泥砂漿使得鋼套管12與地層之間密實(shí)無(wú)縫隙。鋼套管12下部進(jìn)入巖溶溶腔，上部露出地表10～12cm。為了便于鋼套管12的回收和利用，預(yù)先在鋼套管12的外側(cè)刷有油性液體。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選，所述鋼套管12，一方面使得鉆探成孔，另一方面在注漿過(guò)程中以便于漿液壓力通過(guò)鋼套管12直接傳遞至巖溶溶腔7區(qū)域，降低了漿液壓力和漿液流量損耗，有效解決了直接采用注漿管注漿漿液難以控制，注漿量較大的難題，避免了地面裂縫冒漿和隆起現(xiàn)象，同時(shí)在注漿過(guò)程中能較好控制漿液在地下的擴(kuò)散方向，對(duì)既有鐵路線影響較小。

步驟6，

注漿孔有壓注漿：將注漿管18一端連接注漿機(jī)16，另一端與鋼套管12通過(guò)連接法蘭盤(pán)17緊密連接，進(jìn)行注漿，有壓漿液通過(guò)鋼套管12直接輸送至巖溶溶腔7區(qū)域，充填和膠結(jié)地層內(nèi)的巖溶溶腔7、溶蝕裂隙通道8及土一巖交界面14附近的潛蝕土洞13和空隙。有壓漿液填充完巖溶溶腔、空洞后通過(guò)壓力返漿沿溶蝕裂隙通道8等薄弱環(huán)節(jié)對(duì)土洞13、空隙、裂縫進(jìn)行填充，有壓漿液將不斷從下往上滲透填充上層黏土層9和砂層10中先前被潛蝕和沖刷的土洞13及裂隙，直到填滿所有的空洞、土洞13及裂隙，從而封堵巖溶進(jìn)一步發(fā)育的通道，消除了路基產(chǎn)生不均勻沉降及塌陷的地質(zhì)條件。

注漿過(guò)程若遇空的巖溶通道、較大溶洞和裂隙處，視具體情況先灌注粉煤灰或中粗砂對(duì)溶蝕腔體進(jìn)行充填，直至溶洞充填后再采用水泥漿液或雙液注漿，全充填溶洞一般采用單液注漿。注漿壓力一般采用0.3MPa，巖土界面附近逐步加大至0.3～0.8MPa，一般注漿壓力不超過(guò)1MPa。注漿壓力視注漿方法、注漿段深度和地下水位而定，并針對(duì)注漿過(guò)程中出現(xiàn)的情況隨時(shí)調(diào)整壓力。

步驟7，

當(dāng)注漿壓力達(dá)到終止注漿壓力時(shí)，即當(dāng)壓力超過(guò)1～1.5Mpa，漿液難以注入時(shí)，可視為注漿完成，退出注漿管18，注漿結(jié)束后及時(shí)用水泥砂漿封孔至孔口。

本實(shí)用新型注漿結(jié)構(gòu)通過(guò)先導(dǎo)孔3和注漿孔(包括注漿直孔5和注漿斜孔6)注漿和壓力返漿充填了巖溶溶腔7及上覆土層溶蝕土洞及裂隙，提高了路基土的滲透性，有效提高了地層抗?jié)B性能，封閉了地下水的潛蝕作用，消除了路基產(chǎn)生不均勻沉降及塌陷的地質(zhì)條件，為鐵路正常安全運(yùn)營(yíng)提供了保障。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。