CN110984120B - 一种浅埋无压充水溶洞的填充结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅埋无压充水溶洞的填充结构及其施工方法，填充结构包括由上至下的细粒土填筑层、交替设置的若干层粗砂填筑层和块石填筑层；从下至上的第二层块石填筑层起，每层块石填筑层内间隔设有若干根过水管道；块石填筑层和粗砂填筑层内还设置注浆管，注浆管从上至下引入于若干层块石填筑层和粗砂填筑层中，注浆管壁上设有多个浆液出口，注浆管的上端引出细粒土填筑层外与注浆设备的输浆口连接，通过注浆在块石填筑层和粗砂填筑层中形成具有一定厚度的竖向隔水断面。该填充结构的施工方法，相对其它施工方法成本低，处治效果好，施工速度快，施工质量高且无后期安全隐患；且该结构的充填层强度和稳定性好，不易造成道路坍塌。
Description
技术领域
本发明涉及溶洞填充施工技术领域，具体是一种浅埋无压充水溶洞的填充结构及其施工方法。
背景技术
在岩溶发育地区修建公路、铁路或市政道路时，路基不可避免经过地下浅埋溶洞区，为保证道路的稳定性，地下浅埋溶洞必须经过处治或充填后才能在其上修筑道路结构。如果处治效果不佳，导致道路运营后路基路面塌陷，将可能带来巨大的经济损失、人员伤亡和不良的社会影响。对于浅埋无压充水溶洞的处治，特别是溶洞内水处于流动状态时，现有施工方法主要采用架桥通过，但是架桥施工成本高、地下施工不方便，施工期限长；如果采用先填充后灌浆的施工方法，不但施工难度大，而且施工成本高，处治效果难以保证，且由于完全充填后无法让地下水流通，后期往往容易产生质量隐患。因此，针对浅埋无压充水溶洞的处治，目前尚无有效的办法，有必要提出一种简便而有效的施工方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种浅埋无压充水溶洞的填充结构及其施工方法。
实现本发明目的技术方案是：
一种浅埋无压充水溶洞的填充结构，所述溶洞内水深小于5m，水流速度小于0.5m/s；所述填充结构包括由上至下的细粒土填筑层、交替设置的若干层粗砂填筑层和块石填筑层；从下至上的第二层块石填筑层起，每层块石填筑层内间隔设有若干根过水管道；块石填筑层和粗砂填筑层内还设置注浆管，注浆管从上之下引入于若干层块石填筑层和粗砂填筑层中，注浆管壁上设有多个浆液出口，注浆管的上端引出细粒土填筑层外与注浆设备的输浆口连接，通过注浆在块石填筑层和粗砂填筑层中形成具有一定厚度的竖向隔水断面。
所述的过水管道，每层块石填筑层内相邻的过水管道间隔50-100cm。
所述的过水管道，管道外径等于块石填筑层的厚度。
所述的块石填筑层，厚度为50-100cm。
所述的粗砂填筑层，厚度为30-50cm。
所述注浆管，包括若干根间隔均匀设在块石填筑层和粗砂填筑层内的注浆子管。
一种浅埋无压充水溶洞的填充结构的施工方法，包括如下步骤：
1）确定溶洞的填充范围，在溶洞底部填充块石，使块石表面平整且形成一定坡度，该坡度小于10°，填充完成第一层块石填筑层，即基底层，同时将若干根注浆子管间隔均匀布设在块石填筑层；
2）在第一层块石填筑层上方采用粗砂铺设粗砂填筑层，保证粗砂填筑层上表面平整且形成与下层块石填筑层相同的坡度，同时将注浆子管在粗砂填筑层内向上引；
3）在粗砂填筑层上表面间隔50-100cm铺设过水管道，并用块石填充过水管道之间的空隙，使填充的块石高度与过水管道顶部齐平；
4）重复步骤2）和步骤3），直至过水管道露出水面，再用块石填充过水管道之间的空隙，使填充的块石高度与过水管道顶部齐平，再铺设最后一层粗砂填筑层；
5）将若干根注浆子管汇合连接，再将注浆管与溶洞外部的注浆设备的输浆口连接，向块石填筑层和粗砂填筑层内灌注浆液，使浆液充满块石填筑层和粗砂填筑层内的空隙，形成30-50cm和50-100cm厚的隔水断面；
6）在溶洞内的无水区域填充细粒土，分层碾压密实，形成细粒土填筑层，直至将整个溶洞区域填满。
所述的块石可用片石代替；所述的粗砂可用卵石代替；所述的细粒土为砂土或黏土。
所述的过水管道，采用抗压强度大于10MPa的高密度聚乙烯管。
本发明提供的一种浅埋无压充水溶洞的填充结构及其施工方法，具有如下优点：
1、该填充结构的施工方法，相对其它施工方法成本低，处治效果好，施工速度快，施工质量高且无后期安全隐患；
2、过水管道的埋设可保证溶洞内地下水的正常流动；
3、采用块石和粗砂进行充填，可保证充填层具有足够的强度和稳定性；
4、注浆断面可防止地下水流对块石和粗砂填筑层的冲刷，避免充填层的松动沉陷，这样就更保证了充填层的强度和稳定性。
附图说明
图1为实施例中一种浅埋无压充水溶洞的填充结构横断面示意图；
图2为实施例中一种浅埋无压充水溶洞的填充结构纵断面示意图；
图中：1.溶洞 2.块石填筑层 3.过水管道 4.粗砂填筑层 5.细粒土填筑层6.原地下水位线 7.充填后地下水位线 8.注浆管 9.注浆子管 10.隔水断面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容做进一步阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
如图1和图2所示：
一种浅埋无压充水溶洞的填充结构，所述溶洞1内水深小于5m，水流速度小于0.5m/s；所述填充结构包括水位线以上的细粒土填筑层5、以及水位线以下交替设置的若干层粗砂填筑层4和块石填筑层2；从下至上的第二层块石填筑层2起，每层块石填筑层2内间隔设有若干根过水管道3；块石填筑层2和粗砂填筑层4内还设置注浆管8，注浆管8从上至下引入于若干层块石填筑层2和粗砂填筑层4中，注浆管8壁上设有多个浆液出口，注浆管8的上端引出细粒土填筑层5外与注浆设备的输浆口连接，通过注浆在块石填筑层和粗砂填筑层中形成具有一定厚度的竖向隔水断面10。
所述的过水管道3，每层块石填筑层2内相邻的过水管道3间隔50-100cm。
所述的过水管道3，管道外径等于块石填筑层2的厚度。
所述的块石填筑层2，厚度为50-100cm。
所述的粗砂填筑层4，厚度为30-50cm。
所述注浆管8，包括若干根间隔均匀设在块石填筑层和粗砂填筑层内的注浆子管9。
一种浅埋无压充水溶洞的填充结构的施工方法，包括如下步骤：
1）确定溶洞的填充范围，在溶洞1底部填充块石，可以先抛填大块石，块石可以采用无风化的高强度岩石或片石代替，再抛填小块石在大块石间，减小块石之间的空隙，提高填筑层的强度和稳定性，同时使块石表面平整且形成一定坡度，该坡度小于10°，填充完成第一层块石填筑层2，即基底层，同时将若干根注浆子管9间隔均匀布设在块石填筑层2；
2）在第一层块石填筑层2上方采用粗砂铺设粗砂填筑层4，粗砂可以采用粒径为2-4cm的粗碎石或2-10cm的卵石代替，保证粗砂填筑层4上表面平整且形成与下层块石填筑层2相同的坡度，同时将注浆子管9在粗砂填筑层4内向上引，注浆子管9采用高强度钢管，以防止被石块碰坏而变形，注浆管应均匀布置在中心断面，上面露出水面；
3）在粗砂填筑层4上表面间隔50-100cm铺设过水管道3，过水管道3铺设在粗砂上，管道底与粗砂层表面应密贴，为管道提供稳定支撑；过水管道3采用抗压强度大于10MPa的高密度聚乙烯管，具有一定的韧性以克服溶洞内高底起伏的地形，使其强度和稳定性能在地下水环境中长久保持不降低，用块石填充过水管道之间的空隙，使填充的块石高度与过水管道顶部齐平；
4）重复步骤2）和步骤3），直至过水管道露出水面，再用块石填充过水管道之间的空隙，使填充的块石高度与过水管道顶部齐平，再铺设最后一层粗砂填筑层4；
5）将若干根注浆子管9汇合连接，再将注浆管8与溶洞1外部的注浆设备的输浆口连接，向块石填筑层2和粗砂填筑层4内灌注浆液，使浆液充满块石填筑层2和粗砂填筑层4内的空隙，形成50-100cm厚的隔水断面10，保证地下水只在过水管道内流动，以防止水流对块石和粗砂填筑层的冲刷，同时浆液中要求含有一定的快凝剂，且保证足够的流动性、致密性和水稳定性，使浆液能在水下快速凝固，溶洞1内设置了块石填筑层2、过水管道3和粗砂填筑层4后，原地下水位线6升高至了充填后地下水位线7，水只在过水管道3内流淌；
6）在溶洞内的无水区域填充细粒土，分层碾压密实，形成细粒土填筑层，直至将整个溶洞区域填满。
Claims (7)
1.一种浅埋无压充水溶洞的填充结构，其特征在于，所述溶洞内水深小于5m，水流速度小于0.5m/s；所述填充结构包括由上至下的细粒土填筑层、交替设置的若干层粗砂填筑层和块石填筑层；从下至上的第二层块石填筑层起，每层块石填筑层内间隔设有若干根过水管道；块石填筑层和粗砂填筑层内还设置注浆管，注浆管从上至下引入于若干层块石填筑层和粗砂填筑层中，注浆管壁上设有多个浆液出口，注浆管的上端引出细粒土填筑层外与注浆设备的输浆口连接，通过注浆在块石填筑层和粗砂填筑层中形成具有一定厚度的竖向隔水断面；
所述注浆管，包括若干根间隔均匀设在块石填筑层和粗砂填筑层内的注浆子管；所述填充结构的施工方法，包括如下步骤：
1）确定溶洞的填充范围，在溶洞底部填充块石，使块石表面平整且形成一定坡度，该坡度小于10°，填充完成第一层块石填筑层，即基底层，同时将若干根注浆子管间隔均匀布设在块石填筑层；
2）在第一层块石填筑层上方采用粗砂铺设粗砂填筑层，保证粗砂填筑层上表面平整且形成与下层块石填筑层相同的坡度，同时将注浆子管在粗砂填筑层内向上引；
3）在粗砂填筑层上表面间隔50-100cm铺设过水管道，并用块石填充过水管道之间的空隙，使填充的块石高度与过水管道顶部齐平；
4）重复步骤2）和步骤3），直至过水管道露出水面，再用块石填充过水管道之间的空隙，使填充的块石高度与过水管道顶部齐平，再铺设最后一层粗砂填筑层；
5）将若干根注浆子管汇合连接，再将注浆管与溶洞外部的注浆设备的输浆口连接，向块石填筑层和粗砂填筑层内灌注浆液，使浆液充满块石填筑层和粗砂填筑层内的空隙，形成50-100cm厚的隔水断面；
6）在溶洞内的无水区域填充细粒土，分层碾压密实，形成细粒土填筑层，直至将整个溶洞区域填满。
2.根据权利要求1所述的一种浅埋无压充水溶洞的填充结构，其特征在于，所述的过水管道，每层块石填筑层内相邻的过水管道间隔50-100cm。
3.根据权利要求1所述的一种浅埋无压充水溶洞的填充结构，其特征在于，所述的过水管道，管道外径等于块石填筑层的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种浅埋无压充水溶洞的填充结构，其特征在于，所述的块石填筑层，厚度为50-100cm。
5.根据权利要求1所述的一种浅埋无压充水溶洞的填充结构，其特征在于，所述的粗砂填筑层，厚度为30-50cm。
6.根据权利要求1所述的一种浅埋无压充水溶洞的填充结构，其特征在于，所述的细粒土为砂土或黏土。
7.根据权利要求1所述的一种浅埋无压充水溶洞的填充结构，其特征在于，所述的过水管道，采用抗压强度大于10MPa的高密度聚乙烯管。
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