[发明专利]一种岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固结构及其设计方法

权利要求书

1.一种岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固结构，其特征在于：由下到上依次包括灰岩（14）、溶洞（15）、固结注浆层（16）、角砾土（17）、粉质粘土（18）和路基填土（19），所述固结注浆层（16）使用注浆设备，由钻孔（13）向角砾土（17）中注浆固结而成，钻孔（13）深度至土石分界面（20）以上2 m，并分为竖孔和斜孔两种，路基（12）范围内仍采用竖孔的方式，路基（12）坡脚处向外钻斜孔，倾斜角度按塌陷影响宽度、注浆扩散宽度，并按照相应的设计方法进行计算得到；若钻孔过程中不慎钻通溶洞顶板，先灌砂后注浆，并采用吊绳绑挂重物判断灌砂情况；

所述岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固结构的设计方法，步骤如下：

1）计算塌陷影响宽度 d：

假设塌陷影响宽度为d，引入如下参数：

H──溶洞上覆土层厚度，单位为m；

α──塌陷角，单位为°；

显然有d=Hcotα，

2）计算倾斜角度β：

所述钻孔（13）深度至土石分界面以上2 m，并分为竖孔和斜孔两种，路基范围内仍采用竖孔的方式，路堤坡脚处向外钻斜孔，倾斜角度β按塌陷影响宽度d、注浆扩散宽度w进行计算得到；

为计算路堤坡脚处的钻孔倾斜角β，先引入如下参数：

h──钻孔深度，单位为m，自地面起算；

w──注浆扩散宽度为m；

显然有钻孔倾斜角；

综上，路堤坡脚处钻孔的倾斜角度β按下式进行计算：

；

钻孔深度h应至土石分界面以上2 m，即：

h=H-2；

这样通过注浆的方法将覆盖土层固结成一个人造顶板，与溶洞顶板共同形成复合顶板，从而提高溶洞承载能力；

角砾土（17）和粉质粘土（18）是典型的溶洞覆土，考虑到角砾土（17）和粉质粘土（18）的土质特点，塌陷角α取为45°，注浆扩散宽度w取为5 m，综上，将路堤坡脚处的钻孔倾斜角β的计算方法简化如下：

。