徐 軍，王 為

(湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，湖南長沙 410008)

1 工程概況

溆懷高速公路12合同段k135+765～k135+780路基中線至右15 m處在施工過程中發(fā)生局部塌陷，隨后幾天內(nèi)路基范圍又發(fā)生多處塌陷。截至2011年5月，該段已累計發(fā)現(xiàn)路基內(nèi)塌陷孔32個，田垅塌陷孔14個，且k135+788(4×5 m)蓋板通道右側(cè)基礎(chǔ)發(fā)生下沉。同時附近寺前村全村的水井基本已經(jīng)干枯，多處地面塌陷，房屋開裂。見圖1～圖4。

圖1 通道邊緣出現(xiàn)沉陷

圖2 路基沉陷加劇

圖3 附近水田出現(xiàn)沉陷

圖4 路基沉陷加劇

2 成因分析及不良地質(zhì)情況

湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站對寺前村一帶發(fā)生的地面塌陷成因進(jìn)行鑒定。鑒定結(jié)果為:鑒定區(qū)內(nèi)發(fā)生的巖溶地面塌陷，是寺前鋪煤礦礦坑大突水及此后的大水量抽排水造成的，是發(fā)生地面塌陷的直接原因。

通過對該路段病害區(qū)域的進(jìn)一步補(bǔ)充勘探，發(fā)現(xiàn)該路段主要的不良地質(zhì)如下。

2.1 巖溶

該路段下伏基巖以碳酸鹽巖為主，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，且多呈串珠狀分布，勘探表明下伏灰?guī)r巖溶發(fā)育，遇溶洞鉆孔率達(dá)87.2%，單孔遇溶溝、溶洞最多達(dá)8層，溶洞最高達(dá)24.4 m，部份軟—可塑粘性土，礫砂等全充填或半充填，部份為溶蝕空洞，無充填。

2.2 地面塌陷

勘察區(qū)及附近所發(fā)生的地面變形一類為附近煤礦采空區(qū)地表移動、地裂，另一類為煤礦突水后大量抽水導(dǎo)致的地面塌陷。

根據(jù)《湖南省辰溪縣寺前鎮(zhèn)寺前村一帶地面塌陷成因技術(shù)鑒定報告》(湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，2010年11月)，“上述塌陷坑都屬于巖溶地面塌陷類型;上述巖溶地面塌陷產(chǎn)生的直接原因是:橋址區(qū)北西側(cè)寺前鋪煤礦大量抽排水，造成橋址區(qū)地下水位降低，地下水降落漏斗擴(kuò)大地下水壓力消散，造成橋址區(qū)巖溶地面發(fā)生塌陷”。

3 處置方案

針對該路段的復(fù)雜情況及不良地質(zhì)對整個路段的影響，提出了以下兩種方案。

3.1 路基方案［1－5］

取消原4×20 m空心板橋梁，降低病害段縱坡，以減少塌陷區(qū)路基填方高度，同時針對塌陷區(qū)特殊路基進(jìn)行專項處治。

薄層覆蓋土(覆蓋土厚度在原地面以下6 m內(nèi))地區(qū)，采用開挖覆蓋土、溶溝(溶槽)填充物后，在溶溝(溶槽)和溶洞內(nèi)回填塊片石，并在塊片石頂面鋪C20片石混凝土蓋板厚1.5 m，開挖后還應(yīng)清理基巖表面，采用片石混凝土填塞和覆蓋基巖裂縫，鋪1 m厚碎片石褥墊層和三層土工布加強(qiáng)路基整體性。在土工布之上鋪設(shè)TDR預(yù)警系統(tǒng)。

較厚層覆蓋土地區(qū)，采用連續(xù)配筋鋼筋混凝土板+沉管灌注樁處治，在處治前，先開挖已填筑路基(包括已回填片石層)，對依據(jù)地勘鉆探成果確定的流塑狀溶溝、溶槽填充物和完整基巖頂板厚度小于3 m的空洞采用鉆洞注漿加強(qiáng)，注漿材料為水泥砂漿和水泥漿，并摻3%左右的速凝劑。沉管灌注漿(直徑50 cm)間距2.5 m，打完后，澆筑連續(xù)配筋鋼筋混凝土板，板厚30 cm，配單層鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)直徑16 mm，架立鋼筋直徑16 mm，鋼筋間距25 cm。沉管灌注樁頂部插入連續(xù)配筋混凝土板內(nèi)30 cm。TDR預(yù)警系統(tǒng)布設(shè)在連續(xù)配筋混凝土板之上。

3.2 橋梁方案［6，7］

采用25×30 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁橋跨越該不良地質(zhì)路段進(jìn)行處治。

橋梁上部構(gòu)造采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，先簡支后連續(xù);下部構(gòu)造橋臺采用肋板式臺配鉆孔灌注樁，橋墩采用雙柱式墩配鉆孔灌注樁。

0號臺、22～24號墩、21號墩左幅及25號臺采用摩擦樁，其他墩采用端承樁以完整灰?guī)r作為樁端持力層。

本橋上構(gòu)為通用結(jié)構(gòu)，施工重點難點主要為巖溶發(fā)育區(qū)樁基施工，其施工方法如下:

1)鉆孔準(zhǔn)備:采用正反循環(huán)回旋鉆時其護(hù)筒內(nèi)徑宜比樁徑大20～30 cm。

2)鉆孔:鉆機(jī)與樁中心平面偏差應(yīng)不大于20 mm，鉆進(jìn)時應(yīng)有詳細(xì)記錄，成孔后樁中心軸線偏位應(yīng)不大于40 mm，傾斜度應(yīng)不大于1/100。

3)清孔:摩擦樁內(nèi)沉淀層厚度不大于20 cm。

4)對于處于巖溶發(fā)育區(qū)的端承樁基礎(chǔ)，采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)成孔措施，以防止發(fā)生塌孔埋鉆事故。樁基穿過溶洞時，采取回填再鉆進(jìn)的措施。

其施工注意事項如下:

1)在鋼護(hù)筒吊裝前，要準(zhǔn)確量測鉆孔孔徑及傾斜度。

2)鋼護(hù)筒加工尺寸要比樁徑略小2 cm，但不小于設(shè)計樁徑。

3)在鋼護(hù)筒頂部夾塞軟棉物，以防止灌注混凝土?xí)r產(chǎn)生離析。

4)在灌注樁底—采空頂板上1 m左右的混凝土?xí)r，混凝土澆注速度要減慢，防止由于側(cè)壓力過大，致使鋼護(hù)筒變形。

5)鋼護(hù)筒采用在岸上拼裝制作，嚴(yán)禁在巷道內(nèi)焊接安裝。

4 方案比較

路基方案相對造價低，但處置措施繁多，且處治效果無法檢測;橋梁方案造價相對較高，但處治措施相對簡單，且處治效果可通過儀器直接檢測，安全可靠。

巖溶地面塌陷最直接的危害就是造成本路段路基處于不穩(wěn)定狀態(tài)。突水造成的地面塌陷還未穩(wěn)定，且目前寺前鋪煤礦還在生產(chǎn)中，不可避免的大量抽排礦坑地下涌水，所以不排除地面塌陷進(jìn)一步發(fā)展的可能性。

針對以上兩種處置方案情況，在關(guān)閉煤礦生產(chǎn)的前提下，為了從根本上解決該路段的病害，達(dá)到一勞永逸的效果，最終采用橋梁跨越的方案。

5 結(jié)束語

高速公路在建設(shè)過程中難免會碰到巖溶發(fā)育的地區(qū)，合理選擇通過方式十分重要，在確保安全的前提下，既要節(jié)省資金，又要便于施工控制。本文對不良地質(zhì)進(jìn)行了成因分析，并提出了兩種處治方案，最后推薦橋梁跨越方案，可供類似工程處治參考。

［1］JTG B01－2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］JTG D30－2004，公路路基設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］JTG/T F10－2006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］貴州省交通廳.巖溶地區(qū)公路基礎(chǔ)設(shè)計與施工技術(shù)指南［Z］.

［5］山西交通廳.采空區(qū)(空洞)勘察設(shè)計與施工治理手冊［Z］.

［6］JTG D62－2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范［S］.

［7］JTG D63－2007，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］.