潭邵高速公路岩溶及采空区路基稳定性评价及治理对策.docxVIP

潭邵高速公路岩溶及采空区路基稳定性评价及治理对策周伟义1 , 李军生1 , 赵明华2 , 王非平2( 1. 湖南省高速公路管理局 长沙市 410001; 2. 湖南大学土木工程学院 长沙市 410082)摘 要: 针对潭邵高速公路岩溶及采空区路基工程及工程地质特点, 探讨了岩溶及采空区路基稳定性评价方法, 并在此基础上, 提出了适合于潭邵高速公路岩溶及采空区路基特点的诸如浅层开挖处理、静压注浆与连续配筋 混凝土板路面补强的治理方法与对策。关键词: 高速公路路基; 岩溶区; 采空区; 稳定性评价上瑞国道主干线潭邵(湘潭～ 邵阳) 高速公路处在石灰岩地区, 因而发育有大量的岩溶, 而且, 还存 在若干采煤区, 各个路段工程地质条件极为复杂, 地 质勘探资料极为缺乏。在施工的过程中, 发现几十处 岩溶与采空洞, 其规模、分布及充填情况差别都很 大, 这给潭邵高速公路路桥基础的稳定性及施工带 来了严重的不利影响。 如何对潭邵高速公路岩溶及 采空区路基稳定性进行评价及如何对其进行治理成 为潭邵高速公路建设成功与否的关键。岩溶及采空区路基稳定性的评价与治理方法在 国内外已有广泛的研究, 且相当成功, 但是, 任何岩 溶与采空区路基稳定性处理方法都具有自身的适用 条件, 必须考虑工程自身的特点。如何根据工程特点 全面考虑, 引进适用于潭邵高速公路工程特点的岩 溶与采空区路基稳定性评价方法, 对潭邵高速公路 岩溶及采空区路基稳定性进行评价, 进而制定科学 合理的岩溶及采空区路基处理措施与方法, 保证潭 邵高速公路安全经济的成功建设, 这是潭邵高速公 路工程建设中普遍关注的热点与难点, 这也正是本 文研究的核心内容。1工程地质概况与特点1. 1工程地质概况 潭邵高速公路几乎全线都分布在岩溶及采空区, 岩溶与采空区的工程地质情况具有很大差异性,具体情况简述如下。(1) 采空区。采空区主要指采煤区, 而且基本上为不规范的 民采, 因此地下采空洞的分布与大小极不规律, 而且 采空洞基本上为老洞, 全部为盲洞。采空区主要地层如下。①表层土: 黄褐色, 以坡积粘性土壤为主, 夹砂 岩与灰岩碎块, 分布于田垅低凹地带。②坡积土: 角砾, 灰黄色, 黄色, 稍湿, 稍松至中 密状。③残积土: 角砾, 褐红色至棕红色, 由角砾、砂及 泥质组成, 土质结构紧密, 中密状。④强风化硅岩: 灰黄色夹浅黄色, 裂隙发育, 并 充填有红色泥质物。⑤煤层: 主要由泥质灰岩和石英砂岩及粉砂岩互层组成, 顶部有紫红色砂质泥岩, 其主要含煤段由收稿日期: 2002- 11- 04de sign o f su b g rade in k a r st an d m in ed2o u t reg io n s o n T an 2Sh ao E xp re ssw ay.Key word s: k a r st an d m in ed2o u t reg io n; safe ty th ick n e ss o f top slab; th ree2d im en sio n a l no n lin ea r f i2n ite e lem en t— 6 —公路2003 年 第 1 期砂质泥岩、石英砂岩、粉砂岩和煤层组成。采空区路段主要有 K 32 + 800～ K 33 + K 35+ 120～ K 35+ 200、K 144+ 800K～ K 145+地基突然下沉。(3) 路基不均匀沉降: 采空洞、溶洞、溶隙、溶沟、 溶槽和石芽等造成路基岩面起伏较大, 各处岩石力 学性质的差异, 导致路基不均匀沉降。(4) 路基滑动: 在裸露岩溶区, 当路桥基础砌置 在岩溶洞、溶隙、溶沟或溶槽附近时, 使路桥基础下 岩体沿倾向临空的软化结构面产生滑动, 导致路桥 基础破坏。潭邵高速公路采空区与岩溶区路基破坏形式以 前 3 种为主, 这就决定了其稳定性评价方法及处理 措施。1. 3岩溶及采空区路基工程地质特点(1) 采空洞及岩溶溶洞基本上为盲洞, 这将影响 其治理措施与方法的确定。(2) 采空洞及岩溶分布、大小、形态极其复杂, 这 就决定了不同采空区及岩溶区路基稳定性的差异 性, 因而进行稳定性评价与处理时要逐个对待。(3) 采空洞及溶洞的充填情况不同, 溶洞内的充 填物、充填程度以及充填物的物理力学性质存在明 显的差异, 这就要求进行稳定性评价与采取治理措 施时必须有所差别。( 4) 岩溶及采空区路基是位于切方区还是填方 区, 影响路基稳定性的因素不同。(5) 工程地质资料十分缺乏, 潭邵高速公路岩溶 及采空区路基基础处理方案的确定时必须考虑该因 素的影响。030、300、K 45+ 600～ K 45+ 900 等, 地质调查资料严重缺乏,目