CN107740399A - 一种处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构，包括路基以及上游边坡和下游边坡，其特征在于，所述上游边坡和下游边坡上分别沿纵向间隔设置朝下游倾斜的上游仰斜排水孔和下游仰斜排水孔，所述路基两侧对应设置纵向连续的上游排水沟和下游排水沟；所述上游边坡在上游仰斜排水孔下游设有止水的纵向连续竖向注浆帷幕，所述竖向注浆帷幕下端进入可溶岩区且深于路基底部。本发明通过排水孔将路基及两侧边坡的水引至排水沟排出，上游边坡上的竖向注浆帷幕阻断可溶岩内的岩溶水下渗浸泡路基，加固楔形体通过注浆来充填路基下方可溶岩区的岩溶裂隙、溶洞，堵塞地下水活动空间，防止因地下水位波动引起岩溶塌陷，保证铁路路基的安全稳定。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程领域，具体地指一种处理铁路既有线岩溶斜坡路基水害的结构及施工方法。
背景技术
铁路路基通过岩溶区时，一般通过加强地质勘察、针对性采取岩溶注浆等地基处理措施，注浆量根据钻孔揭示的线性岩溶率确定，对于较大的溶洞一般采用吹沙回填，再注浆加固。由于岩溶发育的随意性、不规律性、不可预见性，采用上述措施处理后的效果仍差强人意，地基仍存在岩溶水的可能。岩溶水随外界条件的变化而流动，侵蚀基岩，带走溶洞内充填物，易导致路基不均匀沉降、变形，甚至失稳等问题，影响列车的运营安全。因此，当发现路基存在岩溶水害时，必须尽快采取安全、合理的处理措施对地基进行加固，防止产生进一步的危害。
特别是当岩溶区为斜坡地段时，斜坡为地下水的流动提供了地形便利，地下水更容易从上游向下游流动，从而侵蚀路基，造成路基水害。斜坡地段的路基水害处理，除了针对水害的治理外，还需隔断地下水的流动，处理方式更复杂。斜坡路基主要指地面线是斜坡，一般情况下土石分界面与地面线整体是平行的。
因此，需要开发出一种能处理铁路既有线岩溶斜坡路基水害的结构及施工方法，对铁路路基进行加固，对水害进行治理，提高路基的稳定性，保证铁路工程的安全。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种能处理铁路既有线岩溶斜坡路基水害的结构，对铁路路基进行加固，对水害进行治理，提高路基的稳定性，保证铁路工程的安全。
本发明的技术方案为：一种处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构，包括路基以及上游边坡和下游边坡，其特征在于，所述上游边坡和下游边坡上分别沿纵向间隔设置朝下游倾斜的上游仰斜排水孔和下游仰斜排水孔，所述路基两侧分别在上游仰斜排水孔和下游仰斜排水孔下游对应设置纵向连续的上游排水沟和下游排水沟；
所述上游边坡在上游仰斜排水孔下游设有止水的纵向连续竖向注浆帷幕，所述竖向注浆帷幕下端进入可溶岩区且深于路基底部。
优选的，所述竖向注浆帷幕内侧的路基下方设有纵向连续的加固楔形体，所述加固楔形体深入可溶岩区且横向使路基与周围区域隔离，所述加固楔形体底部深于竖向注浆帷幕下端。
进一步的，所述加固楔形体包括上游边坡和下游边坡上分别向下设置的上游斜向注浆帷幕和下游斜向注浆帷幕，所述上游斜向注浆帷幕和下游斜向注浆帷幕横向相对朝路基中心倾斜设置且下端融合成一体。
更进一步的，竖向注浆帷幕横向位于上游仰斜排水孔与上游排水沟之间，所述上游斜向注浆帷幕从上游排水沟处起斜向下设置。
优选的，多个上游仰斜排水孔沿纵向间隔设置成行，多行上仰斜排水孔沿高度方向间隔设置，相邻两行上仰斜排水孔间横向交错设置。
多个下游仰斜排水孔沿纵向间隔设置成行，多行下仰斜排水孔沿高度方向间隔设置，相邻两行下仰斜排水孔间横向交错设置。
优选的，所述下游排水沟位于下游边坡的坡脚下游处，所述下游排水沟两侧面相对向上朝外倾斜。
优选的，所述上游边坡的上游坡体上设有纵向连续的护坡排水沟。
本发明还提供一种上述处理铁路既有线岩溶斜坡路基水害的结构的施工方法，其特征在于，步骤为：
a.在上游边坡、下游边坡上纵向间隔施工上游仰斜排水孔、下游仰斜排水孔，在路基两侧开挖纵向连续的上游排水沟、下游排水沟；
b.在上游边坡的上游仰斜排水孔下游处沿纵向间隔施工竖向注浆孔，在竖向注浆孔内注浆施工形成纵向连续的竖向注浆帷幕。
优选的，步骤b施工完毕后继续施工步骤c，步骤c为在竖向注浆帷幕内侧的路基下方注浆施工形成纵向连续的加固楔形体。
优选的，其特征在于，步骤c为在上游边坡、下游边坡上分别沿纵向间隔施工朝路基中心倾斜的上游斜向注浆孔、下游斜向注浆孔，分别在上游斜向注浆孔、下游斜向注浆孔内注浆施工形成纵向连续的上游斜向注浆帷幕和下游斜向注浆帷幕，上游斜向注浆帷幕和下游斜向注浆帷幕底部融合形成加固楔形体。
本发明的有益效果为：
1.通过排水孔将路基及两侧边坡的水引至排水沟排出，上游边坡上的竖向注浆帷幕阻断可溶岩内的岩溶水下渗浸泡路基，加固楔形体通过注浆来充填路基下方可溶岩区的岩溶裂隙、溶洞，堵塞地下水活动空间，防止因地下水位波动引起岩溶塌陷，保证铁路路基的安全稳定。
2.可以在铁路既有线岩溶斜坡路基出现水害时进行路基的加固处理，能及时减轻水害影响，对地基进行有效加固，保证路基的长期稳定性及沉降要求。采用的施工机械简单，对铁路运营干扰小，施工简单方便，质量可控性高，效果明显，可广泛推广于铁路既有线岩溶斜坡路基的水害治理中。
附图说明
图1为本发明处理铁路既有线岩溶斜坡路基水害的结构的示意图(横断面)
其中：1-路基2-表土层3-土石分界面4-可溶岩区5-上游边坡6-下游边坡7-上游仰斜排水孔8-下游仰斜排水孔9-上游排水沟10-下游排水沟11-竖向注浆帷幕12-加固楔形体13-上游斜向注浆帷幕14-下游斜向注浆帷幕15-护坡排水沟16-竖向注浆孔17-上游斜向注浆孔18-下游斜向注浆孔19-护坡平台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种处理铁路既有线岩溶斜坡路基水害的结构，包括路基1以及路基两侧的上游边坡5、下游边坡6，上游边坡5沿纵向间隔设置朝下游倾斜的上游仰斜排水孔7，下游边坡6上沿纵向间隔设置朝下游倾斜的下游仰斜排水孔8。上游仰斜排水孔7，下游仰斜排水孔8均从表土层2内部朝下游倾斜伸出至坡面。路基1下游侧在下游仰斜排水孔8下游对应设置纵向连续下游排水沟10，下游排水沟10可位于下游边坡6上或坡脚下游。路基1上游侧在上游仰斜排水孔7的下游对应设置纵向连续上游排水沟9。上游边坡5为路堑边坡，在临近路基1处设有边坡平台19，边坡平台19位于上游仰斜排水孔7下方，上游排水沟9位于边坡平台19上。本发明中纵向为路基长度延伸方向，横向为路基的宽度方向。
上游边坡5在上游仰斜排水孔7下游设有纵向连续的竖向注浆帷幕11，竖向注浆帷幕11横向位于上游仰斜排水孔7与上游排水沟9之间，本实施例中竖向注浆帷幕11位于边坡平台19外侧边缘。竖向注浆帷幕11下端进入可溶岩区4且深于路基1底部；竖向注浆帷幕11内侧的路基1下方设有纵向连续的加固楔形体12，加固楔形体12深入可溶岩区4且与路基1横向形成闭合区域，横向使路基1与周围区域隔离。加固楔形体12包括上游边坡5、下游边坡6上分别向下设置的上游斜向注浆帷幕13和下游斜向注浆帷幕14，上游斜向注浆帷幕13和下游斜向注浆帷幕14横向相对朝路基中心倾斜且下端融合成一体。加固楔形体12底部深于注浆帷幕11下端。竖向注浆帷幕11、加固楔形体12均为从表土层2穿过土石分界面3进入可溶岩区4。上游边坡5上的竖向注浆帷幕11阻断可溶岩内的岩溶水下渗浸泡路基，加固楔形体12充填路基下方可溶岩区的岩溶裂隙、溶洞，堵塞地下水活动空间，与地基形成闭合整体，使路基与周围区域隔离，防止因地下水位波动引起岩溶塌陷，保证铁路路基的安全稳定。
上游斜向注浆帷幕13从上游排水沟9处起斜向下设置，因为施工方便对铁路运营的干扰小，而且在排水沟下注浆形成注浆封闭体，可防止排水沟中的水下渗浸泡路基。
多个上游仰斜排水孔7沿纵向间隔设置成行，多行上仰斜排水孔7沿高度方向间隔设置，相邻两行上仰斜排水孔7间横向交错设置。多个下游仰斜排水孔8沿纵向间隔设置成行，多行下仰斜排水孔8在上游路基坡面上沿高度方向间隔设置，相邻两行下仰斜排水孔间横向交错设置。以此可以将路基及边坡内的水均匀排出。
上游边坡5的上游坡体上设有纵向连续的护坡排水沟15，可将流向上游边坡的水进行收集拦截，避免向下游路基流动。下游排水沟10、护坡排水沟15两侧面相对向上朝外倾斜，便于沟内水分蒸发。
上述处理铁路既有线岩溶斜坡路基水害的结构的施工方法，步骤为：
a.在上游边坡5、下游边坡6上纵向间隔施工上游仰斜排水孔7、下游仰斜排水孔8，在路基1两侧开挖纵向连续的上游排水沟9、下游排水沟10。上游仰斜排水孔7、下游仰斜排水孔8长8m，纵向间距1.5m，仰斜角度α为10°-20°。
b.在上游边坡5的上游仰斜排水孔7下游处施工多个竖向注浆孔16纵向间隔成行，竖向注浆孔16为一行或沿横向间隔设置的两行，两行竖向注浆孔16时横向交错，在竖向注浆孔16内注浆施工形成纵向连续的竖向注浆帷幕11。本实施例竖向注浆孔16为两行，孔横/纵向间距2m，孔深进入可溶岩区3内不小于5m，通过注浆，在路基上游形成竖向注浆帷幕11，阻断可溶岩区4内的岩溶水下渗浸泡路基1。
c.上游边坡5、下游边坡6上分别沿纵向间隔施工朝路基中心倾斜的上游斜向注浆孔17、下游斜向注浆孔18，分别在上游斜向注浆孔17、下游斜向注浆孔18内注浆施工形成纵向连续的上游斜向注浆帷幕13和下游斜向注浆帷幕14，上游斜向注浆帷幕13和下游斜向注浆帷幕14底部融合形成加固楔形体12。上游斜向注浆孔17、下游斜向注浆孔18向铁路路基1的中心倾斜角度β为20°-45°，孔深20～25m，纵向间距6m，通过注浆来充填可溶岩区3的岩溶裂隙、溶洞，堵塞地下水活动空间，防止因地下水位波动引起岩溶塌陷，保证铁路路基1的安全稳定。
通过对岩溶水的阻挡和对路基的加固处理，施工方式对既有线干扰小，处理方案有效地减轻了路基的水害影响，保证了路基的长期稳定性及沉降要求。
Claims (10)
1.一种处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构，包括路基(1)以及上游边坡(5)和下游边坡(6)，其特征在于，所述上游边坡(5)和下游边坡(6)上分别沿纵向间隔设置朝下游倾斜的上游仰斜排水孔(7)和下游仰斜排水孔(8)，所述路基(1)两侧分别在上游仰斜排水孔(7)和下游仰斜排水孔(8)下游对应设置纵向连续的上游排水沟(9)和下游排水沟(10)；
所述上游边坡(5)在上游仰斜排水孔(7)下游设有止水的纵向连续竖向注浆帷幕(11)，所述竖向注浆帷幕(11)下端进入可溶岩区(4)且深于路基(1)底部。
2.如权利要求1所述的处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构，其特征在于，所述竖向注浆帷幕(11)内侧的路基(1)下方设有纵向连续的加固楔形体(12)，所述加固楔形体(12)深入可溶岩区(4)且横向使路基(1)与周围区域隔离，所述加固楔形体(12)底部深于竖向注浆帷幕(11)下端。
3.如权利要求2所述的处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构，其特征在于，所述加固楔形体(12)包括上游边坡(5)和下游边坡(6)上分别向下设置的上游斜向注浆帷幕(13)和下游斜向注浆帷幕(14)，所述上游斜向注浆帷幕(13)和下游斜向注浆帷幕(14)横向相对朝路基中心倾斜设置且下端融合成一体。
4.如权利要求3所述的处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构，其特征在于，竖向注浆帷幕(11)横向位于上游仰斜排水孔(7)与上游排水沟(9)之间，所述上游斜向注浆帷幕(13)从上游排水沟(9)处起斜向下设置。
5.如权利要求1所述的处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构，其特征在于，多个上游仰斜排水孔(7)沿纵向间隔设置成行，多行上仰斜排水孔(7)沿高度方向间隔设置，相邻两行上仰斜排水孔(7)间横向交错设置。
多个下游仰斜排水孔(8)沿纵向间隔设置成行，多行下仰斜排水孔(8)沿高度方向间隔设置，相邻两行下仰斜排水孔(8)间横向交错设置。
6.如权利要求1所述的处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构，其特征在于，所述下游排水沟(10)位于下游边坡(6)的坡脚下游处，所述下游排水沟(10)两侧面相对向上朝外倾斜。
7.如权利要求1所述的处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构，其特征在于，所述上游边坡(5)的上游坡体上设有纵向连续的护坡排水沟(15)。
8.一种如权利要求1所述处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构的施工方法，其特征在于，步骤为：
a.在上游边坡(5)、下游边坡(6)上纵向间隔施工上游仰斜排水孔(7)、下游仰斜排水孔(8)，在路基(1)两侧开挖纵向连续的上游排水沟(9)、下游排水沟(10)；
b.在上游边坡(5)的上游仰斜排水孔(7)下游处沿纵向间隔施工竖向注浆孔(16)，在竖向注浆孔(16)内注浆施工形成纵向连续的竖向注浆帷幕(11)。
9.如权利要求8所述的处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构的施工方法，其特征在于，步骤b施工完毕后继续施工步骤c，步骤c为在竖向注浆帷幕(11)内侧的路基(1)下方注浆施工形成纵向连续的加固楔形体(12)。
10.如权利要求9所述的处理既有线岩溶斜坡路基水害的结构的施工方法，其特征在于，步骤c为在上游边坡(5)和下游边坡(6)上分别沿纵向间隔施工朝路基中心倾斜的上游斜向注浆孔(17)和下游斜向注浆孔(18)，分别在上游斜向注浆孔(17)、下游斜向注浆孔(18)内注浆施工形成纵向连续的上游斜向注浆帷幕(13)和下游斜向注浆帷幕(14)，上游斜向注浆帷幕(13)和下游斜向注浆帷幕(14)底部融合形成加固楔形体(12)。
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