压注水试验在岩溶路基整治效果评判中的应用

压注水试验在岩溶路基整治效果评判中的应用

张雷

山东广信工程试验检测集团有限公司济南250002

摘要：压注水试验主要任务是测定岩体的透水性和渗透系数，为评价岩体的渗透特性和设计渗控措施提供基本资料。通过压注水试验计算透水率和渗透系数，推算岩土层的裂隙发育程度和透水性的强弱，来评价岩溶路基整治效果。

关键词：压注水试验，岩溶路基，渗透特性。

1、引言

随着我国大量基础建设的实施，岩溶问题已成为南方岩溶地区的公路、铁路建设，特别是高速公路、高速铁路建设面临的主要地质问题。这促使国家对地下岩土工程地质条件和岩溶路基整治效果检测技术进行深入、广泛的研究。

压注水试验主要用于测定岩体的透水性，来评价岩体裂隙发育程度和透水性强弱，为评价岩体的渗透特性和设计渗控措施提供基本资料。指导岩溶路基整治施工和整治效果的确认。

针对深埋在路基底部的岩溶洞穴，整治的方法主要有换填和注浆等，如何对路基岩溶洞穴的整治效果进行评价，特别是对注浆整治的岩溶洞穴的整治效果的科学评价，对指导岩溶整治工作的开展和对后期路基稳定性的评价均有重要意义。本文结合在我国岩溶地段进行的压注水试验数据、电探测法及瞬态面波法的探测结果，希望可以通过压注水试验数据，为科学评价岩溶路基整治效果提供数据支持。

2、压注水试验的工作原理

钻孔压水试验是用栓塞将钻孔隔离出一定长度的孔段，并向该孔段压水，根据压力与流量的关系确定岩体渗透特性的一种原位渗透试验。

钻孔注水试验是通过钻孔向试段注水，以确定岩土层渗透系数的原位试验方法。可分为钻孔常水头注水试验和钻孔降水头注水试验。

3、压注水试验要点及建议

1）压注水试验应随钻孔的加深直上而下地用单栓塞分段隔离或可采用双栓塞分段进行。

2）试段长度宜为5m或根据具体情况（如断层破碎带、裂隙密集带、岩溶洞穴等孔段）确定试段长度。相邻试段应互相衔接，可少量重叠，但不能漏段。

3）压水试验前应进行压水法洗孔，压力宜为灌浆压力的80%。压水试验分为单点法和五点法进行试验，质量检查试验压力可根据当灌浆压力≤1MPa，按灌浆压力的80%试验；当灌浆压力为1～３MPa，可按1MPa；当灌浆压力>3MPa，压水试验压力由设计按地质条件和工程需要确定。

4）栓塞应安设在岩石较完整的部位，当隔离无效时应分析原因，采取移动栓塞（向上移动并不超过上次试验范围）或采用更换栓塞、灌制混凝土塞位等措施。

5）压力计算零线的确定应遵守下列规定：

1、当地下水位在试段以下时，压力计算零线为通过试段中点的水平线；

2、当地下水位在试段以内时，压力计算零线为通过地下水位以上试段中点的水平线；

3、地下水位在试段以上时，压力计算零线为地下水位线。

6）钻孔常水头注水试验用于渗透性较大的土壤、粉土、沙土和砂卵砾石层，试段应在地下水位以上时。钻孔降水头注水试验适用于地下水位以下粉土、黏性土层或渗透系数较小的岩层。

4、压注水试验工程实例

4.1工程概况和地质条件

DK171+806.6-DK171+999.5段双线填方（速度目标值350Km/h）无碴轨道地段岩溶路基，整治段岩溶路基长度192.9m。

该段地表覆盖层为坡残积粉质黏土，具有吸水显著膨胀软化，失水急剧收缩开裂的特性，自由膨胀率27%-55%，具有中等膨胀性。段内上覆第四系全新统洞穴堆积层溶洞（半充填）、溶洞（粘性土充填）、坡残积粉质黏土（膨胀性土）；下伏基岩为奥陶系中下统马家沟组土峪段灰岩。本段岩溶属强烈发育，易塌陷。

4.2压注水试验检测结果

4.3电探测法

根据地质资料，利用探测区域内注浆钻孔揭露地质剖面进行视电阻率标定，进行岩层对比与解释进一步分析勘察段内岩层内部结构状况，各测线的勘探成果如下：

（1）测线里程为DK171+803～DK171+929，位于线路左线。根据地质资料、芯样岩性描述及电测深勘探数据可确定岩层视电阻率大于100，根据视电阻率等值线图分析DK171+821～DK171+827、DK171+838～DK171+846、DK171+861～DK171+877段视电阻率相对较低，注浆效果不佳。视电阻率剖面图见图4.1。

4.4瞬态面波法

采用瞬态面波法对进行检测，根据面波处理结果进行推断解释如下：

DK171+806.6、DK171+841.6、DK171+869.6、DK171+897.6左右线测点各布置4点，根据地质资料及现场钻芯法检测该里程段上覆为黏土层，下覆为灰岩，局部存在裸露孤石。通过瞬态面波法检测，该段面波速度大于700m/s作为基岩，波速越高表明岩体完整性越好或注浆效果越好。其中DK171+869.6（左线测点8.4～10.5m深度范围内波速是小于350m/s，疑为存在软弱夹层、岩溶裂隙或充填型溶洞）。

5、结论

选用电测深法、瞬态面波法、压注水试验对岩溶路基注浆整治效果进行综合检测，多种方法相互印证，既可以对岩溶路基注浆整治效果进行科学的评价，还可以克服单一方法造成的误判。现阶段，压注水试验虽然可以得到透水率等数据，但不同地质条件下做出的试验数据，很难进行横向对比，还需要其他探测方法相互印证，才可以更好的评价岩溶路基注浆整治效果。

参考文献：

【1】王土鹏.高密度电法在水文地质与工程地质中的应用.水文地质与工程地质2000，（1）：52～56.

【2】李军.多道瞬态瑞雷波在武广客专路基岩溶注浆检测中的应用.《铁道建筑》，2008（S1）：475-478.

【3】计人义.压注水试验在水库大坝渗漏工程勘察中的应用.《科技研究》，2014.