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【摘 要】结合某公路路堑基床的涌水情况为例，采用注浆堵水原理、施工工艺、注浆效果验证等，对注浆堵水治理岩溶塌陷进行了介绍，达到了预期的效果。
【关键词】岩溶路基；注浆堵水；施工
0、前言
公路工程路基基底局部范围有泉水外涌时，应设置暗沟或暗管将水引排至路堤坡脚或路堑边沟内[1]。但在岩溶地区路基，施工开挖揭穿地下水，增大了地下水漏失量，破坏了原有水系平衡。造成岩溶中的充填裂隙、充填溶洞中的充填物随水流流失，诱发地面塌陷和影响生态环境等。为了避免因工程施工造成对环境的影响，减少次生地质灾害的发生，同时又解决路基基床涌水问题。在基床渗漏地段，采用双液注浆堵水，减少地下水流失，恢复生态环境。现以某公路工程为例，采用一种在渗漏段进行注浆堵水的方式，处理因地下水渗漏发生的次生地质病害。
1、工程概况
某公路工程，横穿山坡脚的小山脊，距离路线中心约1.2km处山间沟谷为一人工湖，湖面积约40.0亩，水深0.5～5.50m，为当地的旅游景区，湖底标高与路线设计标高，高差约100.0m。
公路在该处以路堑挖方通过，中心挖深8.0m，靠山侧边坡高度最大高度12.0m。路堑长度0.3km。
1.1、水文地质条件
公路穿岩溶区，地表多处呈现岩溶洼地、漏斗、落水洞等。溶沟、溶槽、溶洞发育部位是地下水的通道，地下水主要为岩溶水，主要赋存于灰岩裂隙、溶洞、溶槽中，均受大气降水及地表补给。
1.2、路堑地质情况及渗水量
施工至设计标高时，在基床表面及路堑边坡脚沿路线长度20.0m范围内有多处分散的地下水渗出。开挖施工后，刚开始渗水量不大，对基床渗水采用埋暗管引排到路基边沟，边坡脚渗水，由边沟排走。大约过半年时间，渗水量渐渐增大，最大时约2000.0m3/d。同时发现附近人工湖湖水开始下降，随着湖水枯竭，湖底发生多处塌陷。湖区管理单位对陷坑用混凝土进行了回填。隔段时间后，在上次出现陷坑边缘再次发生塌陷，人工湖再无法蓄水。湖区管理单位为了查清引起湖水漏失和塌陷原因，经勘察，湖底岩层岩溶发育，多处溶洞开口与湖底相通，溶洞充填物主要为软粘土，溶蚀裂隙至上而下呈串珠状发育。湖底塌陷主要发生开口溶洞处。为了查明漏失湖水去向，在塌陷处水流中地方加入稻谷壳。通过对周边查找，发现路堑股状水中明显含有加入稻谷壳。初步查明，湖水的漏失与塌陷与路堑出现的渗水有关联。
路堑渗水区的开挖揭示岩层情况：边坡除地表局部有0.5～1.0m土层外，其余的全部为灰岩，边坡及基床岩体完整性较差，节理裂隙发育，局部岩体有串珠状小溶洞，水从节理裂隙或串珠状小溶洞中渗出。
未发生渗水段，岩体较完整。
1.3、方案治理的比选
如果采用长期引排，可能引起周边更多塌陷，造成地下水流失更严重，诱发更多的生态环境灾难。人工湖要恢复蓄水，必须对湖底进行防渗防塌陷处理，经估算，治理费用较大。经过比选，决定对路堑渗水段进行堵水注浆处理，人工湖对新发生的采用混凝土回填，待公路堵水完成后，对人工湖进行蓄水，观测湖水的漏失情况，再作下一步的治理措施。
2、注浆堵水方案的设计
2.1设置漏水隔断层，
对渗漏段起终点设漏水隔断层，防止涌水沿路线纵向延伸，把漏水集中在一定的区域内。
2.2设减压引水孔
渗漏区域内出水量大而且比较集中的地方，钻引水孔。首先施工钻孔注浆漏水隔断层，再从两端的漏水隔断层往引水孔注浆，最后把漏水集中在设置的引水孔处。
2.3封堵引水孔
引水孔内埋设钢管，采用双液水泥注浆在钢管周围进行临时止水封堵，把涌水孔流出的水都集中到从注浆管内渗出，在管口设闸阀。渗漏区域内除引水孔未注浆外，其余全部注浆段完成后，关闭引水孔闸阀。观测注浆区域内或区域外是否存在漏水及边坡的变形情况等。 如果渗漏区域内还存在渗水，对渗水处进行加密钻孔注浆处理，直到反复关水，无水渗为止。如果堵水段落以外出现新的渗水点，分析其原因或重新研究注浆注浆范围。观测一个月后，在没有出现渗水的情况下，最后集中对引水孔进行注浆封闭，直到无渗水为止。
3、注浆孔布置设计
3.1注浆堵水加固深度
假定注浆后，因水泥浆液的充填岩体裂隙，固结后形成一个比较完整的岩体.能承受地下水水压力的厚度。考虑地层的复杂性，作适当的加深调整。最终确定钻孔长度：漏水隔断层、涌水点附近孔深分别为15.0m、10.0m（必要时，加深至15.0m），其他加固区钻孔孔深为6～8.0m。
3.2注浆堵水双液浆的水灰比及速凝外加剂参入量
本工程双液注浆指用水泥浆液中加入适量水玻璃，起到快速凝固，减少水流对浆液冲失，达到堵水效果。而浆液流变性、裂隙的产状和注浆工艺参数对扩散半径影响很大。浆液初始粘度越大或粘度时变性越大，扩散半径越小，扩散半径随裂隙开度增大而急剧增长，随注浆压力的增大也变大，随着地下静水压力增大而减小[2]。现场试验：注浆浆液由稀到浓，注浆压力：1.0～3.0Mpa，各种比级浆液统计如下：
水灰比级 2：1 1：1 0.8：1 0.6：1 0.5：1
水泥用量（kg） 150 750 4200 4000 900
各比级占百分比 1.5% 7.5% 42% 40% 9%
综合水灰比级（重量比） 0.726：1
注浆堵水，水泥浆液在注浆压力的作用下，迎水扩散水泥浆。为了减小地下水流有害冲失，有效控制浆液的扩散范围。采用水泥+适量的水玻璃配制而成双液浆，使浆液在较短的时间固结，达到堵水的效果。现场试配，能达到适应本工点水玻璃的掺入量为水泥浆液的5.5%。
3.3钻孔间距 两端分别设置漏水隔断层（各10.0m），防止涌水沿路线纵向延伸，实行全断面钻孔注浆，孔距1.5m x 1.5m呈梅花型布孔；集中漏水区域钻孔采用交错梅花形布孔（孔距1.5m x 1.5m），其他加固区钻孔采用交错梅花形布孔（孔距2.0m x 2.0m）。
A、B区域孔位交错分布示意图
A---漏水隔断层及漏水集中区域 B—其他加固区域
（空心为辅助加固注浆孔，实心为堵水径向注浆孔）
4、钻孔施工工艺
采用气动潜孔钻成孔。钻孔直径：90～150mm，岩层终孔直径不小于91.0mm。
5、注浆施工工艺
5.1注浆施工顺序
（1）先对区域漏水隔断层进行钻孔注浆堵水，将渗漏、涌水集中在两端的漏水隔断层内，尽量避免漏水向两端扩散，影响堵水效果。
（2）在注浆过程中，若发现有新的开裂渗水及串冒浆情况，应及时在串冒浆处施作浅层封堵，防止浆液漏失。
5.2全孔分段灌浆
自上而下逐段钻进注浆，段位安设灌浆塞，由于灌浆塞安设在已灌段的底部，易于堵塞严重，不致产生绕塞返浆[3]。改善了注浆孔口封闭效果，使得孔口封闭承压能力大幅提高，为提高注浆压力奠定基础。
注浆效果示意图
单孔小于10.0m（包括10.0m）注浆一般分为2段， 10.0m以上注浆一般分为3段； 15.0m以上单孔可根据实际情况增加。
6、质量检查
渗漏段表面无渗水，注浆完成28d钻孔取芯检查：岩石物理力学试验，单轴抗压强度平均57.7Mpa。从取岩芯直观判断，岩层裂隙充填水泥饱满。取芯钻孔深度8.0m，孔内无水集水。
7、结语：
注浆堵水加固后，经过一个雨季观察，人工湖再以没有塌陷发生，人工湖蓄水恢复到原来的蓄水深度。采用注浆堵水的方式处理岩溶裂隙水及溶蚀管状股状水，阻止地下水漏失明显有效，取得了预期治理的效果。通过该施工项目工程实例，在以后的设计、施工中，必须了解详细的水文地质勘察资料，撑握岩溶发育的特征的前提下，提前采取有针对性防治措施，避免次生灾害的发生。
参考文献：
[1]公路排水设计规范JTJ018-97，6.3.
[2]阮文军，基于浆液粘度时变性的岩体裂隙注浆扩散模型 ，2005（8）2709-2714.
[3] 麦尔宁，《科技信息（科学教研）》 > 2008年 > 第18期.
【关键词】岩溶路基；注浆堵水；施工
0、前言
公路工程路基基底局部范围有泉水外涌时，应设置暗沟或暗管将水引排至路堤坡脚或路堑边沟内[1]。但在岩溶地区路基，施工开挖揭穿地下水，增大了地下水漏失量，破坏了原有水系平衡。造成岩溶中的充填裂隙、充填溶洞中的充填物随水流流失，诱发地面塌陷和影响生态环境等。为了避免因工程施工造成对环境的影响，减少次生地质灾害的发生，同时又解决路基基床涌水问题。在基床渗漏地段，采用双液注浆堵水，减少地下水流失，恢复生态环境。现以某公路工程为例，采用一种在渗漏段进行注浆堵水的方式，处理因地下水渗漏发生的次生地质病害。
1、工程概况
某公路工程，横穿山坡脚的小山脊，距离路线中心约1.2km处山间沟谷为一人工湖，湖面积约40.0亩，水深0.5～5.50m，为当地的旅游景区，湖底标高与路线设计标高，高差约100.0m。
公路在该处以路堑挖方通过，中心挖深8.0m，靠山侧边坡高度最大高度12.0m。路堑长度0.3km。
1.1、水文地质条件
公路穿岩溶区，地表多处呈现岩溶洼地、漏斗、落水洞等。溶沟、溶槽、溶洞发育部位是地下水的通道，地下水主要为岩溶水，主要赋存于灰岩裂隙、溶洞、溶槽中，均受大气降水及地表补给。
1.2、路堑地质情况及渗水量
施工至设计标高时，在基床表面及路堑边坡脚沿路线长度20.0m范围内有多处分散的地下水渗出。开挖施工后，刚开始渗水量不大，对基床渗水采用埋暗管引排到路基边沟，边坡脚渗水，由边沟排走。大约过半年时间，渗水量渐渐增大，最大时约2000.0m3/d。同时发现附近人工湖湖水开始下降，随着湖水枯竭，湖底发生多处塌陷。湖区管理单位对陷坑用混凝土进行了回填。隔段时间后，在上次出现陷坑边缘再次发生塌陷，人工湖再无法蓄水。湖区管理单位为了查清引起湖水漏失和塌陷原因，经勘察，湖底岩层岩溶发育，多处溶洞开口与湖底相通，溶洞充填物主要为软粘土，溶蚀裂隙至上而下呈串珠状发育。湖底塌陷主要发生开口溶洞处。为了查明漏失湖水去向，在塌陷处水流中地方加入稻谷壳。通过对周边查找，发现路堑股状水中明显含有加入稻谷壳。初步查明，湖水的漏失与塌陷与路堑出现的渗水有关联。
路堑渗水区的开挖揭示岩层情况：边坡除地表局部有0.5～1.0m土层外，其余的全部为灰岩，边坡及基床岩体完整性较差，节理裂隙发育，局部岩体有串珠状小溶洞，水从节理裂隙或串珠状小溶洞中渗出。
未发生渗水段，岩体较完整。
1.3、方案治理的比选
如果采用长期引排，可能引起周边更多塌陷，造成地下水流失更严重，诱发更多的生态环境灾难。人工湖要恢复蓄水，必须对湖底进行防渗防塌陷处理，经估算，治理费用较大。经过比选，决定对路堑渗水段进行堵水注浆处理，人工湖对新发生的采用混凝土回填，待公路堵水完成后，对人工湖进行蓄水，观测湖水的漏失情况，再作下一步的治理措施。
2、注浆堵水方案的设计
2.1设置漏水隔断层，
对渗漏段起终点设漏水隔断层，防止涌水沿路线纵向延伸，把漏水集中在一定的区域内。
2.2设减压引水孔
渗漏区域内出水量大而且比较集中的地方，钻引水孔。首先施工钻孔注浆漏水隔断层，再从两端的漏水隔断层往引水孔注浆，最后把漏水集中在设置的引水孔处。
2.3封堵引水孔
引水孔内埋设钢管，采用双液水泥注浆在钢管周围进行临时止水封堵，把涌水孔流出的水都集中到从注浆管内渗出，在管口设闸阀。渗漏区域内除引水孔未注浆外，其余全部注浆段完成后，关闭引水孔闸阀。观测注浆区域内或区域外是否存在漏水及边坡的变形情况等。 如果渗漏区域内还存在渗水，对渗水处进行加密钻孔注浆处理，直到反复关水，无水渗为止。如果堵水段落以外出现新的渗水点，分析其原因或重新研究注浆注浆范围。观测一个月后，在没有出现渗水的情况下，最后集中对引水孔进行注浆封闭，直到无渗水为止。
3、注浆孔布置设计
3.1注浆堵水加固深度
假定注浆后，因水泥浆液的充填岩体裂隙，固结后形成一个比较完整的岩体.能承受地下水水压力的厚度。考虑地层的复杂性，作适当的加深调整。最终确定钻孔长度：漏水隔断层、涌水点附近孔深分别为15.0m、10.0m（必要时，加深至15.0m），其他加固区钻孔孔深为6～8.0m。
3.2注浆堵水双液浆的水灰比及速凝外加剂参入量
本工程双液注浆指用水泥浆液中加入适量水玻璃，起到快速凝固，减少水流对浆液冲失，达到堵水效果。而浆液流变性、裂隙的产状和注浆工艺参数对扩散半径影响很大。浆液初始粘度越大或粘度时变性越大，扩散半径越小，扩散半径随裂隙开度增大而急剧增长，随注浆压力的增大也变大，随着地下静水压力增大而减小[2]。现场试验：注浆浆液由稀到浓，注浆压力：1.0～3.0Mpa，各种比级浆液统计如下：
水灰比级 2：1 1：1 0.8：1 0.6：1 0.5：1
水泥用量（kg） 150 750 4200 4000 900
各比级占百分比 1.5% 7.5% 42% 40% 9%
综合水灰比级（重量比） 0.726：1
注浆堵水，水泥浆液在注浆压力的作用下，迎水扩散水泥浆。为了减小地下水流有害冲失，有效控制浆液的扩散范围。采用水泥+适量的水玻璃配制而成双液浆，使浆液在较短的时间固结，达到堵水的效果。现场试配，能达到适应本工点水玻璃的掺入量为水泥浆液的5.5%。
3.3钻孔间距 两端分别设置漏水隔断层（各10.0m），防止涌水沿路线纵向延伸，实行全断面钻孔注浆，孔距1.5m x 1.5m呈梅花型布孔；集中漏水区域钻孔采用交错梅花形布孔（孔距1.5m x 1.5m），其他加固区钻孔采用交错梅花形布孔（孔距2.0m x 2.0m）。
A、B区域孔位交错分布示意图
A---漏水隔断层及漏水集中区域 B—其他加固区域
（空心为辅助加固注浆孔，实心为堵水径向注浆孔）
4、钻孔施工工艺
采用气动潜孔钻成孔。钻孔直径：90～150mm，岩层终孔直径不小于91.0mm。
5、注浆施工工艺
5.1注浆施工顺序
（1）先对区域漏水隔断层进行钻孔注浆堵水，将渗漏、涌水集中在两端的漏水隔断层内，尽量避免漏水向两端扩散，影响堵水效果。
（2）在注浆过程中，若发现有新的开裂渗水及串冒浆情况，应及时在串冒浆处施作浅层封堵，防止浆液漏失。
5.2全孔分段灌浆
自上而下逐段钻进注浆，段位安设灌浆塞，由于灌浆塞安设在已灌段的底部，易于堵塞严重，不致产生绕塞返浆[3]。改善了注浆孔口封闭效果，使得孔口封闭承压能力大幅提高，为提高注浆压力奠定基础。
注浆效果示意图
单孔小于10.0m（包括10.0m）注浆一般分为2段， 10.0m以上注浆一般分为3段； 15.0m以上单孔可根据实际情况增加。
6、质量检查
渗漏段表面无渗水，注浆完成28d钻孔取芯检查：岩石物理力学试验，单轴抗压强度平均57.7Mpa。从取岩芯直观判断，岩层裂隙充填水泥饱满。取芯钻孔深度8.0m，孔内无水集水。
7、结语：
注浆堵水加固后，经过一个雨季观察，人工湖再以没有塌陷发生，人工湖蓄水恢复到原来的蓄水深度。采用注浆堵水的方式处理岩溶裂隙水及溶蚀管状股状水，阻止地下水漏失明显有效，取得了预期治理的效果。通过该施工项目工程实例，在以后的设计、施工中，必须了解详细的水文地质勘察资料，撑握岩溶发育的特征的前提下，提前采取有针对性防治措施，避免次生灾害的发生。
参考文献：
[1]公路排水设计规范JTJ018-97，6.3.
[2]阮文军，基于浆液粘度时变性的岩体裂隙注浆扩散模型 ，2005（8）2709-2714.
[3] 麦尔宁，《科技信息（科学教研）》 > 2008年 > 第18期.