CN109056731B - 一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法 - Google Patents

一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法 Download PDF

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Abstract

一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法，以科学合理地开展紧邻既有无砟轨道路基新建建筑物基底岩溶注浆加固，有效避免无砟轨道路基产生上拱变形。包括以下步骤：①通过资料收集或高密度电法或探地雷达或地震反射法或电磁波CT，确定相关参数；②通过现场调查或资料收集或钻孔取样并开展室内土工试验，确定既有路基基底岩溶顶部覆盖层的重度γd和内摩擦角
Figure DDA0001722712390000011
③计算确定新建建筑物基底岩溶的注浆压力σz；④在新建建筑物基底钻孔至岩溶分布区，并按不大于步骤③确定的注浆压力σz进行注浆加固。

Description

一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法。
背景技术
随着高速铁路快速发展，无砟轨道路基得到广泛应用。在工程建设中，新建建筑物或构筑物不可避免地会紧邻既有无砟轨道路基修建。在岩溶地区，新建建筑物基底岩溶大量采用注浆加固，但其紧邻的既有无砟轨道路基基底可能存在隐伏岩溶。若采用注浆加固新建建筑物基底岩溶，浆液极易通过裂隙通道进入既有无砟轨道路基基底岩溶，若注浆压力控制不当，既有无砟轨道路基基底岩溶浆液压力可能形成过大的上拱压力，引发覆盖层及其顶部路基产生上拱变形，引发轨道不平顺性加剧，威胁高速列车安全运营。由此可见，目前存在的技术不足是如何控制紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆压力，迫切需要提出合理的注浆加固方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法，以科学合理地开展紧邻既有无砟轨道路基新建建筑物基底岩溶注浆加固，有效避免无砟轨道路基产生上拱变形。
本发明解决上述技术所采用的技术方案如下：
本发明的一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法，包括以下步骤：
①通过资料收集或高密度电法或探地雷达或地震反射法或电磁波CT，确定以下参数：
既有无砟轨道路基基底至路基基底岩溶中心的竖向距离h，单位m；
新建建筑物基底岩溶与路基基底岩溶之间的裂隙通道的宽度δ和长度L，单位m；
路基基底岩溶的分布面积Ak，单位m2；
通过以下公式确定路基基底岩溶的等效半径rk：
Figure GDA0002430524070000021
式中，rk，单位m；
②通过现场调查或资料收集或钻孔取样并开展室内土工试验，确定既有路基基底岩溶顶部覆盖层的重度γd，单位kN/m3；确定路基基底岩溶顶部覆盖层的内摩擦角
Figure GDA0002430524070000022
单位rad；
③通过以下公式确定新建建筑物基底岩溶的注浆压力σz：
Figure GDA0002430524070000023
式中，σz，单位kPa；σj为既有无砟轨道路基基底应力，单位kPa；K为安全系数，取1.4～1.8；μ0为浆液的初始运动黏度，单位kpa；Q为注浆量，单位m3；δ，单位m；L，单位m；rc为注浆管半径，单位m；
④在新建建筑物基底钻孔至岩溶分布区，并按不大于步骤③确定的注浆压力σz进行注浆加固。
本发明的有益效果是，针对目前存在的技术不足，在考虑既有无砟轨道路基基底岩溶覆盖层抗剪强度、覆盖层自重、上覆路基荷载及裂隙通道压力差等因素的基础上，提出一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法，能够解决紧邻既有无砟轨道路基新建建筑物基底岩溶注浆加固问题，可有效避免无砟轨道路基上拱变形。该方法实施便捷，流程清晰，能够适应实际工程需要。
附图说明
图1是紧邻既有无砟轨道路基新建建筑物的横断面示意图。
图中示出构件和对应的标记：既有无砟轨道路基S，新建建筑物X，路基基底岩溶1，裂隙通道2，新建建筑物基底岩溶3，路基基底至岩溶中心的竖向距离h，裂隙通道长度L。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图进一步说明本发明。
参照图1，本发明一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法，包括以下步骤：
①通过资料收集或高密度电法或探地雷达或地震反射法或电磁波CT，确定以下参数：
既有无砟轨道路基S基底至路基基底岩溶1中心的竖向距离h，单位m；
新建建筑物基底岩溶3与路基基底岩溶1之间的裂隙通道2的宽度δ和长度L，单位m；
路基基底岩溶1的分布面积Ak，单位m2；
通过以下公式确定路基基底岩溶1的等效半径rk：
Figure GDA0002430524070000031
式中，rk，单位m；
②通过现场调查或资料收集或钻孔取样并开展室内土工试验，确定既有路基基底岩溶1顶部覆盖层的重度γd，单位kN/m3；确定路基基底岩溶1顶部覆盖层的内摩擦角
Figure GDA0002430524070000033
单位rad；
③通过以下公式确定新建建筑物基底岩溶3的注浆压力σz：
Figure GDA0002430524070000032
式中，σz，单位kPa；σj为既有无砟轨道路基S基底应力，单位kPa；K为安全系数，取1.4～1.8；μ0为浆液的初始运动黏度，单位kpa；Q为注浆量，单位m3；δ，单位m；L，单位m；rc为注浆管半径，单位m；
④在新建建筑物X基底钻孔至岩溶分布区，并按不大于步骤③确定的注浆压力σz进行注浆加固。
实施例：
参照图1，某一无砟轨道高速铁路路基修建于岩溶地区，路基填高1.6m，既有无砟轨道路基S基底可能存在隐伏岩溶，现紧邻该路基需新建一建筑物，且该建筑物基底探有岩溶发育区，拟采用注浆进行岩溶加固，注浆量Q为100m3，rc为注浆管半径为0.025m。浆液的初始运动黏度μ0为10-6kpa。
为避免岩溶注浆加固造成既有无砟轨道路基S产生上拱变形，采用本发明方法确定紧邻既有无砟轨道路基S新建建筑物X基底岩溶3的注浆加固方法，具体步骤如下：
1.通过探地雷达，确定既有无砟轨道路基S基底至岩溶中心的竖向距离h为3.5m；确定新建建筑物基底岩溶3与路基基底岩溶1之间的裂隙通道2宽度δ为0.025m，长度L为10.5m；确定路基基底岩溶1的分布面积Ak为6.4m2，并通过以下公式确定路基基底岩溶1的等效半径rk：
Figure GDA0002430524070000041
2.通过钻孔取样并开展室内土工试验，确定路基基底岩溶1顶部覆盖层的重度γd为20.5kN/m3；确定路基基底岩溶1顶部覆盖层的内摩擦角
Figure GDA0002430524070000043
为0.61rad。
3.既有无砟轨道路基S基底应力σj取43.1kPa，安全系数K取1.4，新建建筑物基底岩溶3的注浆压力σz为：
Figure GDA0002430524070000042
(4)在新建建筑物X基底钻孔至岩溶分布区，并按注浆压力不大于278.5kPa进行注浆加固。
本发明的优点在于提供的一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法，科学合理，实施简便，能满足实际工程的需要，具有广阔的推广应用前景。
以上所述只是采用图解说明本发明一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体方法和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (1)

1.一种紧邻既有无砟轨道路基的岩溶注浆加固方法，包括以下步骤：
①通过资料收集或高密度电法或探地雷达或地震反射法或电磁波CT，确定以下参数：
既有无砟轨道路基(S)基底至路基基底岩溶(1)中心的竖向距离h，单位m；
新建建筑物基底岩溶(3)与路基基底岩溶(1)之间的裂隙通道(2)的宽度δ和长度L，单位m；
路基基底岩溶(1)的分布面积Ak，单位m2；
通过以下公式确定路基基底岩溶(1)的等效半径rk：
Figure FDA0002430524060000011
式中，rk，单位m；
②通过现场调查或资料收集或钻孔取样并开展室内土工试验，确定既有路基基底岩溶(1)顶部覆盖层的重度γd，单位kN/m3；确定路基基底岩溶(1)顶部覆盖层的内摩擦角
Figure FDA0002430524060000012
单位rad；
③通过以下公式确定新建建筑物基底岩溶(3)的注浆压力σz：
Figure FDA0002430524060000013
式中，σz，单位kPa；
Figure FDA0002430524060000014
单位rad；σj为既有无砟轨道路基(S)基底应力，单位kPa；K为安全系数，取1.4～1.8；μ0为浆液的初始运动黏度，单位kpa；Q为注浆量，单位m3；δ，单位m；L，单位m；rc为注浆管半径，单位m；
④在新建建筑物(X)基底钻孔至岩溶分布区，并按不大于步骤③确定的注浆压力σz进行注浆加固。
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