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文檔簡介

Q/LB.□XXXXX-XXXXDB44/TXXXX—XXXX目次TOC\o"1-1"\h\t"標準文件_一級條標題,2,標準文件_附錄一級條標題,2,"1562前言 III136761范圍 1299602規范性引用文件 1168773術語和定義 168504勘察 3270434.1一般規定 3268974.2工程地質調繪 4322644.3工程物探 5161404.4鉆探 638954.5穩定性評價 7277115設計 858885.1一般規定 845805.2路堤 8116985.3路塹 12314925.4路基塌陷預測 1377545.5巖溶路基塌陷防治 1926815.6路基防排水設計 3473845.7運營期路基病害防治 3556726施工 36146886.1一般規定 362406.2路基 36149836.3頂板封閉法 38125716.4振塌填充法 3899226.5加筋法 39121216.6配筋板法 39143066.7超載預壓法 40231786.8直接填充法 4051786.9破板填充法 41160986.10鉆孔灌注法 41168156.11溶洞加固法 42212966.12跨越法 42108536.13巖溶水 43136426.14運營期路基病害防治 4320447檢測 4317757.1一般規定 43290397.2路基 43221697.3頂板封閉法 43268897.4振塌填充法 4471997.5加筋法 44294707.6配筋板法 44202397.7超載預壓法 44172507.8直接填充法 4433667.9破板填充法 45158907.10鉆孔灌注法 45146827.11溶洞加固法 45131327.12跨越法 45727.13巖溶水 45118517.14運營期路基病害防治 45217728監測 45162268.1一般規定 46209298.2施工期監測 4679158.3運營期監測 46331附錄A巖溶路基線位選擇(規范性) 5114464附錄B算例(資料性) 521041B.1承載力驗算法 5226941B.2路基塌陷易發性預測 5220426B.3加筋法 5320704B.4配筋板法 542712B.5蓋板 54前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由廣東省交通運輸廳提出。本文件由廣東省交通運輸標準化技術委員會歸口。本文件起草單位:廣東省交通規劃設計研究院集團股份有限公司、保利長大工程有限公司、廣東省高速公路有限公司、中國地質科學院巖溶地質研究所、廣東盛翔交通工程檢測有限公司、廣東交通實業投資有限公司。本文件主要起草人:巖溶地區公路路基技術規范范圍本文件規定了廣東省巖溶地區公路路基的勘察、設計、施工、檢測與監測等相關內容。本文件適用于廣東省巖溶地區各級公路路基的新建、改擴建及運營養護。規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB12329-90GB/T43217-2023巖溶洞穴學基本術語GB/T50218工程巖體分級標準GB/T51275軟土地基路基監控標準DZ/T15-136-2018DZ/T0447-2023JGJ8建筑變形測量規范JGJ79建筑地基處理技術規范JTG3362公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范JTG3363公路橋涵地基與基礎設計規范JTGC20-2011公路工程地質勘察規范JTGD30公路路基設計規范JTGD60公路橋涵設計通用規范JTGD61公路圬工橋涵設計規范JTGF80/1公路工程質量檢驗評定標準(第一冊土建工程)JTG/T3222-2020公路工程物探規程JTG/T3334公路滑坡防治設計規范JTG/T3650公路橋涵施工技術規范JTG/T3365-02公路涵洞設計規范JTG/T3610公路路基施工技術規范JTG/TD31-02公路軟土地基路堤設計與施工技術細則JTG/TD65-04公路涵洞設計細則DB42/T1497-2019DB44/T2418公路路堤軟基處理技術標準GDJT001-01-2024廣東省高速公路工程地質勘察技術規程GDJT002-01-2024廣東省公路路基邊坡防護與排水設計指南術語和定義GB/T43217、GB/T50783、GB/T51275、JTGD30、JTG/TD31-02、DB44/T2418界定的以及下列術語和定義適用于本文件。巖溶karst水對可溶巖進行的以化學溶蝕為主,物理侵蝕、搬運和再沉積、生物作用和巖體重力崩塌作用為輔的地質作用,以及由此所產生的現象。[來源:GB/T43217-2023,3.3]覆蓋型巖溶concealedkarst,coveredkarst可溶巖被第四系沉積物覆蓋,覆蓋率大于30%,也稱隱伏巖溶。[來源:DZ/T15-136-2018,2.1.8,有修改]溶洞karstcave巖溶作用形成的洞穴。[來源:DZ/T0447-2023,4.1]巖溶土洞soilcave在可溶巖上覆土層中由沖蝕、潛蝕、真空吸蝕等原因形成的空洞。[來源:DZ/T0447-2023,3.2,有修改]巖溶塌陷karstcollapse在巖溶地區,由于巖體中的洞穴頂板坍塌導致的地面塌陷,或開口巖溶洞隙與上覆土層中的水、氣對上覆土層發生的力學效應導致的地面塌陷。前者為基巖塌陷,后者為土層塌陷。[來源:GB/T43217-2023,5.6,有修改]巖溶洼地karstdepression巖溶地區形成的一種封閉或近似封閉的負地形。[來源:GB/T43217-2023,3.6.3]漏斗doline巖溶地區呈漏斗形、碗碟狀、圓錐狀的封閉洼地,底部常發育落水洞。[來源:GB/T43217-2023,]落水洞swallowhole洼地、谷地底部或邊緣消泄地表水的洞穴,又稱消水洞。[來源:GB/T43217-2023,4.7]豎井shaft由落水洞進一步發育或洞穴頂板塌陷形成的深井狀通道。[來源:GB/T43217-2023,4.8]消溢水洞estavelle既有既可消水、又可溢水的動態特征的溶洞,又稱雷公洞。[來源:GB/T43217-2023,4.1.34]溶潭bluehole在巖溶地區成壇狀或井狀,水深較大的天然地下水露頭。[來源:GB12329-90,5.20]工程地質調繪engineeringgeologicalmapping通過現場觀察、量測和描述,對工程建設場地的工程地質條件進行調查研究,并將有關的地質要素以圖例、符號表示在地形圖上的勘察方法。[來源:JTGC20-2011,2.1.3]工程物探engineeringgeophysicalprospecting物探是地球物理勘探的簡稱,是以介質之間的物理性質差異為基礎,運用物理學的原理、方法和專門的儀器觀測物理場的分布及變化,分析介質的物理性質、分布及形態的勘探方法。[來源:JTG/T3222-2020,2.1.1]水文地質條件hydrogeologicalcondition地下水形成、分布和變化規律等地質條件的總稱,包括地下水類型、埋藏、補給、徑流、排泄以及水質和水量等。[來源:DB42/T1497-2019,3.1.3]巖溶路基karstsubgrade位于巖溶地區的路基。[來源:DB42/T1497-2019,3.1.3]勘察一般規定巖溶路基勘察應查明路基所處的巖溶工程地質環境的特征、巖溶發育程度及分布規律。巖溶路基勘察應遵循由面到點、由疏到密的動態勘察原則,勘察深度與勘察設計階段相適應。施工階段應根據需要開展工作。工可勘察應重點關注線路沿線巖溶發育狀況、水文地質情況。掌握區域性巖溶發育規律及其對路線的影響,對場地穩定性和工程建設的適應性作出初步評價,為優選線路方案提供地質依據。初步勘察應查明巖溶及其伴生土洞、塌陷的分布、發育程度、發育規律,并按場地的穩定性和適宜性進行分區評價。對路線方案、橋路比選有重大影響的地段,宜詳勘精度完成。詳細勘察應查明擬建工程范圍及有影響地段的各種巖溶和土洞特征、巖溶堆填物性狀和地下水特征,對路基設計和巖溶的治理提出建議。施工勘察應針對方案變更或專門問題進行補充勘察,開挖后揭示巖溶發育的挖方路基路段宜進行施工勘察。養護勘察應針對疑似出現土洞、擾動區的路基及其受影響范圍,采用物探、鉆探等手段進行確認。路基及其受影響范圍內出現塌陷時,應根據處治需求進行必要的勘察。巖溶路基勘察宜采取工程地質調繪、物探、原位測試、鉆探、室內試驗等相結合的綜合勘察手段,必要時宜采用無人機、手持三維激光掃描、遙感技術等進行勘察。初勘階段應在工程地質調繪的基礎上,以物探方法為主,輔助以少量鉆探,進行綜合地質勘探。詳勘應在工程地質調繪和初勘基礎上開展綜合物探,圈定異常范圍,結合鉆孔進行綜合勘探,采用的物探方法和勘探工作量應根據巖溶發育復雜程度確定。物探宜在工程地質調繪基礎上開展,并根據物探成果針對性布置鉆探和原位測試工作。巖溶地質勘察應充分收集以下資料:與擬建公路有關的地形圖、遙感圖像、1:20萬區域水文地質和工程地質圖、地貌、第四紀地質、氣象、水文資料;既有巖溶調查、觀測資料和地方志、史料中有關巖溶災情的記載;既有公路勘察設計、施工及養護相關資料。除本文件外,尚應符合JTGC20、GDJT001-01-2024等標準的規定。工程地質調繪工程地質調繪宜在初步勘察階段進行。后期勘察階段可對工程地質條件復雜或工程關鍵地段進行詳細調繪,或對某些專門地質問題做補充調繪。對巖溶問題特別嚴重的路段,工可階段可開展必要調繪。調繪范圍應根據測區地質條件復雜程度和對工程的影響程度而定,初步勘察階段宜沿線路及其兩側各不小于200m的帶狀范圍進行調繪。調繪應包括以下內容:地下水的類型、分布、富水程度、埋藏條件、水位變化及運動規律;地下水與地表水的水力聯系,地表水的消水位置和洪水痕跡的分布高程;土洞、巖溶水害、巖溶塌陷的成因、分布和發育規律;當地治理巖溶、土洞和地面塌陷的工程經驗。主要內容包括:地層巖性、地質構造、地貌、洞穴、水文地質、巖溶塌陷等。水文地質應重點查明巖溶水水位變化、補徑排條件、洼地內澇情況、地下水出水口、地表水消水洞分布等。工程地質調繪的比例尺應根據勘察階段、工程特點和場地地質條件選定。各種比例尺的工程地質調繪都應有露天觀察點或勘探點。調繪精度與工程地質調繪的比例尺相適應。初步勘察應沿路線及其兩側各寬不小于200m的帶狀范圍進行路線工程地質調繪,路線工程地質調繪的比例尺為1:2000。詳勘階段進行補充地質調繪,比例不應低于1:2000,復雜情況可采用1:500~1:1000。工程地質調繪可利用衛星、航測和陸攝像片等遙感資料進行地質解譯,成果應進行野外檢驗和核定。調繪觀察路線,應采用穿越法與追索法相結合的方法。對人能進去的溶洞,應通過測量獲取巖溶洞穴的形態參數,調繪巖溶頂板裂隙發育情況。觀察點的布置宜利用天然露頭。覆蓋層發育地帶與路線設置關系密切的隱伏巖溶、土洞等宜輔以物探、挖探等進行調繪,并選取巖土試樣進行試驗。地層接觸線、可溶巖與非可溶巖界線、斷層、土洞、巖溶塌陷、落水洞、暗河、井及泉等地下水露頭點、巖溶水的消水位置和洪水痕跡、覆蓋層發育的代表性路段等應布置調繪點。工程地質調繪應提交文字說明、工程地質平面圖、綜合地層柱狀圖、工程地質斷面圖、照片以及相關調繪圖表等。工程物探物探應充分利用被探測對象的物性條件合理使用,并與其他勘探方法相配合,對所測得的物探資料進行綜合分析。當地球物理條件較理想時可選擇效果較好的單一方法,否則宜選擇多種物探進行綜合探測。各階段物探方法可按表1選擇。推薦物探方法勘察階段工可勘察初步勘察詳細勘察施工勘察直流電法勘探電測深法——●▲▲電剖面法——●●●高密度電法▲▲▲▲探地雷達————●▲地震勘探高密度地震映像法▲▲▲●地震反射波法●▲▲●地震折射波法————●●地震面波法●●●●孔間CT————●●管波————●●注:▲——主要方法;●——配合方法物探測線、測點布置除應符合表2的規定外,尚應符合下列規定:根據巖溶發育程度,對路基外一定范圍內進行物探。巖溶發育地段、地表巖溶特征明顯地段,特別是帶狀異??赡芷叫谢蛞孕〗嵌认嘟挥诼肪€走向時,應垂直線路布置物探橫測線;可溶巖與非可溶巖接觸帶應布置垂直于接觸帶軸線的勘探線。主要測線應垂直或大角度相交于探測對象或已知異常的走向。布置測線應盡量與其他勘探線或已知資料的地段重合。各種物探測線也應盡量重合,以利綜合分析解釋推斷。巖溶地區各種生物探測線應盡量垂直于巖溶發育帶的走向。測線宜避開地形及其他干擾的影響,測線范圍應保證異常的完整和具有足夠的正常背景。當測區邊界附近發現重要異常時,應將測線適當延長至測區外,以追蹤異常。物探測線的起訖點、各基點、轉折點、測線上每相距100m的測點、地形突變點、充電點、非均分布點、重要的物探異常點及建議驗證的點位,應進行位置和高程測量。物探測線、測點布置勘察階段工可勘察初步勘察直流電法勘探電測深法——測線平行線位,線距10~20m,點距10m電剖面法——高密度電法測線順線位軸線,點距5~10m測線平行線位,線距10~20m,點距5m地震勘探高密度地震映像法測線順線位軸線,點距1m測線平行線位,線距10~20m,點距0.5m。反射波法測線順線位軸線,3次覆蓋,點距1m測線平行線位,線距10~20m,6次覆蓋,點距1m折射波法——測線平行線位,線距10~20m,檢波點距5m面波法測線順線位軸線,面波點距10~20m測線平行線位,線距10~20m,面波點距10m直流電法電測深法網格布置,線距5m~10m,點距5~10m網格布置,線距5m,點距5~10m電剖面法測線平行線位,線距10~20m,點距5~10m高密度電法網格布置,線距5~10m,點距5m網格布置,線距5m,點距5m勘察階段工可勘察初步勘察探地雷達網格布置,線距5m地震法高密度地震映像法測線平行線位,線距5~10m,點距1m測線平行線位,線距5~10m,點距0.5m反射波法測線平行線位,線距5~10m,3次覆蓋,點距1m測線平行線位,線距5~10m,6次覆蓋,點距1m折射波法測線平行線位,線距10~20m,點距5m面波法測線平行線位,線距10m~20m,點距5~10m測線平行線位,線距10~20m,點距5m物探成果資料應包括物探平面圖、定性分析圖件、定量解釋圖件、平面和斷面成果圖表等。鉆探鉆探工作應根據勘察階段,在地質調繪及物探工作的基礎上,結合巖溶發育程度、路基及結構物形式布設鉆孔,每一個鉆孔宜考慮綜合利用。鉆探測試點的數量和位置應根據現場地形地質條件、巖溶發育程度、水文地質試驗的要求、構筑物的類型及規模等綜合確定,應符合JTGC20的規定。初勘階段巖溶弱發育路段,鉆孔平均間距不宜大于200m;巖溶中等發育路段,鉆孔平均間距不宜大于150m;巖溶強發育至極強發育路段,鉆孔平均間距不宜大于100m。詳勘階段在初勘的基礎上適當加密。對主要塌陷點或密集塌陷地段,應布置鉆孔或鉆探剖面進行控制,鉆探剖面應沿著塌陷的擴展方向布置,必要時可增加橫剖面。控制性鉆孔應布置在地貌、地質構造、地層變化大且有代表性的部位,其深度應達到要求的最大深度,并在其中采取巖樣原狀土樣。控制性鉆孔數量宜為鉆孔總數的一半,以揭露主要巖溶發育帶??刂菩糟@孔開孔直徑不應小于110mm,終孔直徑土層不應小于91mm,基巖不應小于75mm。進行專門試驗的鉆孔,其孔徑按需要確定。巖溶路基鉆孔應鉆至基底以下較完整-完整巖層內不小于10m。在該深度內遇到巖溶洞穴時,應在洞穴底板穩定基巖內再鉆進3m~5m。鉆探完成后,應對遇到巖溶的鉆孔進行封孔。應及時填寫班報表及進行地質記錄,各項原始資料應滿足規定要求,并保持清晰完整,數據準確。班報表應對下列情況填寫記錄。鉆具自然下落或自然減壓的情況及起止深度;發生異常聲響、孔內掉塊、鉆具跳動等情況及起止深度;沖洗液變化情況,如漏水、涌水和水色突變的情況及起止深度;鉆孔竣工后,應提交下列成果資料。鉆探班報表及編錄原始資料;巖土芯照片;鉆孔柱狀圖。穩定性評價穩定性評價可分為場地穩定性評價和地基穩定性評價。可研階段可進行場地穩定性評價,初勘和詳勘階段應進行場地和地基穩定性評價。巖溶場地穩定性評價應遵循先整體后局部的評價原則。巖溶場地穩定性可分為不穩定場地、基本穩定場地、不穩定場地三類。巖溶場地穩定性應根據巖溶發育程度、巖溶水條件按下列要求進行評價:當場地存在下列情況之一時,為不穩定場地。巖溶強烈發育區場地;巖溶水富集區及排泄帶,巖溶水排泄不暢可能暫時淹沒的地段;埋藏的漏斗、槽谷等,并覆蓋有大范圍軟弱土體的地段;具有多層土層結構,地下水埋藏較淺且變化幅度較大或水位線在基巖面附近的地段。巖溶中等發育區場地為基本穩定場地。巖溶微弱發育區場地為穩定場地。巖溶地基具備下列條件之一時為穩定地基。路基底面以下存在的溶洞,洞內充填密實的沉積物,且無被水沖蝕的可能;路基底面以下土層的厚度大于地基壓縮層厚度,且不具備形成土洞的條件;微風化巖石中,厚跨比接近或大于0.5;當不滿足第4.5.4條的巖溶地基,宜采用結構力學法、數值模擬法進行地基穩定性評價。當路基底面以下有土洞分布時,應分析土洞的成因和發展趨勢,評價土洞對地基穩定性的影響,并考慮工程建設中巖溶水排泄途徑改變對土洞發育的影響。巖溶水作用評價,應重點評價以下內容:因水頭壓差、水位波動、滲流等產生的潛蝕破壞作用;地下水補給排泄產生的水位升降對地基沉降或土洞發育、地面塌陷的影響;地基滲透性對地基的影響;設計使用年限內,地下水對場地內土洞的發展的影響;洪水位分析及洼地內修建路基后洪水位可能的變化情況。根據巖溶發育特征,場地巖溶發育程度宜按表3劃分。場地巖溶發育程度巖溶發育程度地表巖溶發育密度(個/km2)線巖溶率(%)鉆孔見洞率(%)場地巖溶現象極強發育>30>40>10地表常見密集的巖溶洼地、漏斗、落水洞、塌陷、槽谷、石林等多種巖溶形態,溶蝕基巖面起伏劇烈;地下巖溶形態常見巨型溶洞、暗河及大型溶洞群分布;近期發生過巖溶地面塌陷強發育15~3025~405~10地表常見密集的巖溶洼地、漏斗、落水洞、塌陷等多種巖溶形態,石芽(石林)、溶溝(槽)強烈發育(或覆蓋),溶蝕基巖面起伏大;地下巖溶形態常見較大型溶洞、暗河分布;有巖溶地面塌陷歷史,但近期無巖溶地面塌陷發生中等發育3~155~252~5地表常見巖溶洼地、漏斗、落水洞等多種巖溶形態,石芽(石林)、溶溝(槽)發育(或覆蓋),溶蝕基巖面起伏較大;地下巖溶形態以規模較小的溶洞為主,出露巖溶泉弱發育<3<5<2地表偶見漏斗、落水洞、石芽、溶溝等巖溶形態,溶蝕基巖面起伏較??;地下巖溶以溶隙為主,偶見小型溶洞,裂隙透水性差注1:本規范以場地巖溶現象、巖溶點密度、鉆孔遇洞率、鉆孔線溶率四項內容或指標作為巖溶發育程度的判定標準,在實際工作中,結合現場實際情況對巖溶發育程度進行綜合判定。同一檔次的劃分指標中,根據最不利組合的原則,從高到低有1個指標達標即可定為該等級。注2:地表巖溶點密度是指每平方公里場地范圍內分布的巖溶洼地、漏斗、落水洞、豎井,以及水平溶洞、暗河、巖溶泉露頭等各種地表巖溶形態的個數。注3:鉆孔遇洞率指遇到溶蝕洞穴、溶蝕裂隙的鉆孔數量與鉆孔的總數的百分比率。注4:鉆孔線巖溶率是指場地內各鉆孔所揭示的溶蝕洞穴、溶蝕裂隙的總高度與穿過可溶巖巖層的總進尺的百分比率。設計一般規定巖溶強烈發育區應重視地質選線,不同巖溶地貌區的線位布設宜符合附錄A的規定。巖溶地區路基設計,應遵循技術可行、因地制宜、便于施工、全壽命周期費用合理的原則,根據公路等級及所處地貌、地質、水文等條件進行巖溶病害防治方案比選,做到安全、環保、經濟、適用。宜積極穩妥推廣新材料、新技術、新工藝、新設備。路堤應慎重設置填平區。設填平區時,其地基與基底處理、清表與臺階開挖、地下排水、填料與壓實度應路基相同。巖溶地區路基應貫徹動態設計的原則,宜根據施工勘察、施工情況、檢測情況、監測成果等進行動態設計。巖溶地區公路路基設計除應符合本標準的規定外,尚應符合JTGD30、JTG/TD31-02、GDJT002-01-2024等有關標準的規定。路堤路堤范圍內的裸露石芽、溶溝、溶槽除治應符合下列規定:石芽宜整平至路基基底面。路基基底面應根據大部分石芽根部標高、石芽分布、路堤高度等綜合確定,必要時路基基底面可采用曲面。石芽進入路床時,石芽宜整平至石芽根部或路床底面以下不少于0.5m。路基基底面以上路堤填土高度小于基底面處石芽寬度或直徑的3倍時,溶溝、溶槽中的軟弱填充物應清除,并應根據溶溝、溶槽的深度、寬度等采用片石、碎石、片石混凝土、混凝土等填充至路基基底面。當溶溝、溶槽換填片石且路堤填筑細粒土時,片石以上應設置反濾層或封閉層。反濾層宜采用碎石、土工布等,厚度不宜小于0.5m。封閉層宜采用漿砌片石、混凝土等,厚度不宜小于0.3m。條文說明巖溶地區的路基建設經常遇到石芽(圖說明1),且多與溶溝、溶槽共生。溶溝溶槽內往往填充著軟弱土。如果處置不當,會因為剛度差異導致路面形成不均勻沉降,甚至可能形成蘑菇路。(a)石芽(b)不均勻沉降圖說明1石芽極不均勻沉降巖溶地區地基處理設計應綜合考慮軟弱土、巖溶等因素,巖溶區軟弱土地基處理設計宜符合DB44/T2418的規定,并應符合下列規定:對硬殼層較厚的路段應優先采用不破壞硬殼層的方案。護坡道高度不宜小于1m,護坡道應采用黏性土填筑。巖面高程變化大且軟弱土層與巖面之間硬土層較薄的路段,軟弱土地基處理不應采用灌樁處理。改擴建項目不宜采用強夯、沖擊碾壓、液壓夯實等易導致地面塌陷的地基處理方法。改擴建項目宜減少對巖溶地基的擾動。軟土厚度不大時,可采用泡沫輕質土拼寬路堤,避免地基處理和路堤填筑對巖溶地基的擾動。地基處理過程中遇到土洞或出現地面塌陷時,宜結合地基處理進行土洞處理。對斜坡上季節性積水形成的軟弱土,宜采用換填碎石或片石、設置排水墊層或滲溝的方案。條文說明巖溶地區軟弱土地基往往存在以下特點:巖溶地區經常遇到上硬下軟的地基,基巖面附近通常存在軟弱土層;軟弱土層底面深度變化較大。b)地基處理通常利用粗粒土填筑工作墊層。地基處理的袋裝砂井、塑料排水板、碎石樁等又提供了豎向通道。為避免雨水通過工作墊層、豎向排水體進入地基內,對護坡道高度和填料提出了要求。c)部分可溶巖巖面石芽、溶溝、溶槽發育,巖面高程變化大(圖說明2)。管樁樁底位于石芽側面時會順著石芽巖面滑動,導致斷樁。采用錘擊施工工藝時尤其明顯,因此巖面高程變化的路段軟基處理不建議灌樁處理。圖說明2石芽及其傾斜巖面斜坡上的路堤設計應符合下列規定:斜坡上的路堤應分析攀巖面附近軟弱層發生折線滑動的穩定性,穩定分析宜采用不平衡推力法,計算圖示見圖1。用式(1)從上而下逐條計算,直至最后一條的剩余下滑力為零為止。所有潛在滑動面計算的穩定系數均應大于JTGD30規定的穩定安全系數。 Ei=Wisinαi式中:Ei——第iWi——第一iαi——第一iFsci——第一ili——第一i?i——第一i1—可溶巖;2—軟弱土層;3—路堤;4—折線滑動面斜路上路堤折線滑動面斜坡上的路堤應分析攀巖面附近軟弱層發生折線滑動的穩定性,穩定分析宜采用不平衡推力法,計算圖示見圖1。用式(1)從上而下逐條計算,直至最后一條的剩余下滑力為零為止。所有潛在滑動面計算的穩定系數均應大于JTGD30規定的穩定安全系數。穩定性不足時,應采取放緩邊坡、反壓護道、換填,就地固化、碎石樁、攪拌樁、抗滑墻、抗滑樁等提高路堤穩定性的措施。條文說明巖溶不發育區域,可溶巖巖面常成為隔水層,巖面附近通常存在一層流塑~軟塑狀的紅粘土。斜坡上的路堤可能沿可溶巖頂面的軟弱紅黏土發生滑動。溶蝕洼地中的路堤設計應符合下列規定:路堤高度應考慮路堤對巖溶水、地表水的影響,路床頂面高出積水位不少于0.5m。被積水浸泡的路堤宜采用填石路堤,填石頂面宜高出積水位0.5m。填石路堤設計應符合JTGD30的規定。條文說明溶蝕洼地中的路堤推薦采用填石路堤,一方面是填石路堤受積水影響較小、對地表水橫向流動影響較小,另一方面是填石路堤顆粒松散無黏聚力,可自行充填塌陷坑,有緩沖作用。斜坡路堤宜預測路堤中潛水位,溝谷中斜坡路堤宜預測路堤修筑后地基中承壓水頭。當路堤中潛水位或地基中承壓水頭較高時,穩定分析應考慮其影響。設填平區的路堤尚應分析滲透變形破壞穩定性。對溶洞頂板欠穩定的路段,普通填料路堤宜與輕質土、EPS板、粉煤灰等填料構成的輕質路堤進行比選。輕質路堤設計應符合JTGD30、DB44/T2418的規定。針對裸露巖溶,路堤設計尚應符合下列規定:路堤外巖溶泉、冒水洞、落水洞等裸露洞穴靠近路基一側存在下端出露的外傾軟弱結構而且滿足式(2)時,路基坡腳與裸露洞穴的距離不應小于富裕寬度;不滿足式(2)時,路基坡腳應位于外傾軟弱結構面外側且與圖2中A點的距離不應小于富裕寬度,否則應對其進行處治。富余寬度可取2m~4m,根據公路等級、路堤類型等選擇。 Gcosαtan?w+式中:G——滑動體與其上路堤的重量之和(kN);α——軟弱結構面傾角(°);?wcwLwb——軟弱結構面平均寬度(m)。1—路堤;2—巖石;3—豎向洞隙、落水洞或豎井;4—軟弱面裸露巖溶的安全距離存在陡坎、陡崖的路段宜采用填石路堤,并宜采用強夯、沖擊碾壓等進行補強,靠近陡坎、陡崖的2m~3m宜碼砌。路塹路塹路段的路基設計高程宜考慮地下巖溶水、溶溝、溶槽、石芽對路基路面的影響。路塹邊坡設計應符合下列規定:路塹應分析沿泥質灰巖、炭質灰巖等軟弱夾層的順層邊坡的穩定性、覆蓋層沿可溶巖頂面軟弱土層的穩定性,穩定分析應符合5.2.3a)的規定。路塹邊坡整體穩定性不足時,應采取放緩邊坡、錨桿(索)框架、抗滑墻、抗滑樁、地下排水等措施提高邊坡穩定性。邊坡支擋結構遇到土洞、溶洞時,宜結合支擋結構施工利用水泥漿、混凝土、漿砌片石等對土洞、溶洞進行填充或封堵處理。錨桿、錨索經過的溶洞、土洞較大或連通性好,可能導致注漿量過大時,可利用套管穿過溶洞、土洞。路塹邊坡上的溶溝、溶槽、小型溶洞宜回填片石后利用漿砌片石封閉,水平或斜向溶洞宜采用漿砌片石、片石混凝土等對洞口進行封閉,也可利用塊石、片石填充部分溶洞后再封閉洞口,如圖3所示。有水流出的溶洞應設置排水孔。對邊坡穩定性、美觀、養護等影響較小時可不處理。1—邊坡;2路床;3—溶洞;4—片石;5—漿砌片石;6—排水管路塹段巖溶處理示意對路基兩側陡峭的自然邊坡上的危巖,應根據其規模、危害、施工便利性等采取清除、錨固、支頂、嵌補、主動網、攔截、引導等措施,防治崩塌、落石的危害。對路床位于覆蓋層的路塹,應采取措施避免邊溝漏水??稍谒疁系酌?、側面鋪設防滲膜,或者在邊溝變形縫處設置防滲橡膠帶。對路塹坡腳之間的石芽、溶溝、溶槽處治應符合下列規定:石芽頂面、溶溝或溶槽中軟弱土頂面與路床頂面的距離較小時,應評估石芽、溶溝或溶槽中軟弱土對路面結構的影響,必要時應鑿低石芽、換填溶溝或溶槽中軟弱土。當溶溝、溶槽深度較小時,應將溶溝、溶槽中的軟弱填充物清除徹底。溶溝、溶槽下部的溶蝕裂隙發育時,宜對溶蝕裂隙灌注水泥漿、水泥砂漿,必要時可采用DCG、WSS等工法。溶溝、溶槽可換填混凝土、片石混凝土、片石、碎石等。當溶溝、溶槽深度較大,且填充物為粗粒土時,可部分換填混凝土、片石混凝土,并對未換填的粗粒土進行注漿,換填深度可取溶溝、溶槽寬度的1~2倍,且不大于溶溝、溶槽深度。當溶溝、溶槽深度較大,且填充物為細粒土時,可換填混凝土、片石混凝土,換填深度宜取溶溝、溶槽寬度的2~3倍,且不大于溶溝、溶槽深度。當溶溝、溶槽換填砂漿、混凝土、片石混凝土石時,石芽宜整平至下路床頂面,石芽以上宜填筑碎石;當溶溝、溶槽換填片石、碎石時,石芽宜整平至路床底面以下不少于0.5m,石芽以上宜填筑碎石,并鋪設雙向土工格柵。條文說明溶溝、溶槽中充填的壓縮模量低的軟弱會導致路面不均勻沉陷。因此,通常需要清除其中軟弱土,換為壓縮模量高填料。路基塌陷預測對不穩定場地內的路基,應進行路基塌陷預測。與路堤的水平距離小于式(3)計算的安全距離的溶洞,應預測溶洞頂板的穩定性;與路基的水平距離小于式(3)計算的安全距離且頂板不穩定的溶洞,應預測溶洞頂板坍塌導致路基塌陷的可能性。溶洞頂板穩定性可采用表4中的方法進行預測,溶洞頂板坍塌導致路基塌陷的可能性可采用表5中的方法進行預測。 L=?cotβ+?式中:L——路堤坡腳與溶洞之間的安全距離(m);?——溶洞頂板厚度(m);β——溶洞頂板坍塌擴散角(°),β=90+?——溶洞頂板內摩擦角(°),石灰巖可取35°~60°,根據巖性、風化程度、完整性等確定,巖性好、風化少、完整性好時,取大值;K——安全系數,可取1.1~1.25,高速公路、一級路取大值;?si——覆蓋層第i?si——覆蓋層第i層土綜合內摩擦角(°),應根據土質、密實程度等確定。流塑~軟塑黏性土可取20°~25°,可塑黏性土可取25°~30°,硬塑~d——富裕寬度(m),如圖4所示。d不宜小于5m。1—路堤;2—覆蓋層;3—巖石;4—溶洞;5—坍塌擴散線路基與溶洞的安全距離溶洞頂板穩定性預測方法已知溶洞情況預測方法溶洞完全充填目標貫擊數不小于10擊直接判定溶洞頂板穩定溶洞位于挖深大于2m的路塹內,且溶洞頂板厚度不減小直接判定溶洞頂板穩定溶洞不與下方暗河連通,且路堤附近沒有既有建(筑)筑物超載預壓法溶洞頂板厚度、跨度、完整性厚跨比法荷載傳遞線法溶洞頂板厚度、跨度、完整性、巖石強度承載力驗算法條文說明當路塹挖深超過2m時,考慮路面、汽車荷載等因素后,溶洞頂板承擔的荷載仍然會減小,當溶洞頂板厚度不減小時其頂板可看作是穩定的。溶洞頂板坍塌導致路基塌陷的預測方法已知溶洞情況預測方法溶洞頂板厚度、洞高、覆蓋層厚度和組成坍塌堵塞法溶洞頂板厚度、洞高厚高比法采用超載預壓法時,路堤的超載不宜少于40kPa,預壓時間不少于2個月。超載預壓后路基不塌陷時,路堤下及其附近的溶洞頂板可預測為穩定。對人員可進入的溶洞,超載預壓時宜對溶洞頂板進行應變、應力等監測。條文說明充分利用路堤填筑土石方的特點,對路堤進行超載預壓,是確認路堤下及其附近溶洞頂板穩定性的一種經濟實用的方法。對未被節理裂隙切割或雖被切割但膠結良好的溶洞完整頂板,按照荷載傳遞交匯線法,當溶洞兩側的荷載傳遞線在頂板內相交(如圖5所示)時,可預測該溶洞頂板穩定。圖5中荷載擴散θ可根據頂板巖性、風化程度、完整性等取35o~50o。1—荷載;2—溶洞頂板;3—溶洞;4—荷載傳遞線荷載傳遞交匯線法判斷溶洞頂板穩定性條文說明對人員可進入的溶洞,可以詳細查明溶洞頂板平面形狀和巖體完整性,有可能采用荷載傳遞線法分析溶洞頂板穩定性。圖說明3(a)中支撐柱通過荷載傳遞線承載較大范圍內的荷載,其作用類似于“托盤”。類似地,溶洞兩側巖石可以通過荷載傳遞線承擔一定范圍內的荷載。多個支撐柱、溶洞兩側巖石的荷載傳遞線如圖說明3(b)?!巴斜P”以下的巖石通過與“托盤”巖石之間的抗拉強度將其重量傳遞到“托盤上”。因此,當溶洞兩側的荷載傳遞線在頂板相交時,溶洞頂板自重及其以上豎向荷載均可通過頂板傳遞到溶洞兩側巖體,溶洞頂板穩定。巖體荷載擴散角與巖體巖性、完整性、風化程度等有關,可溶巖的θ通常為35°~45°。(a)單個支撐柱的荷載傳遞線(b)多個支撐柱、巖石的荷載傳遞線1—路堤;2—覆蓋層;3—溶洞頂板;4—溶洞;5—支撐柱;6—荷載傳遞線;7—荷載圖說明3荷載傳遞線對未被節理裂隙切割或雖被切割但膠結良好的溶洞完整頂板,按照厚跨比法,當頂板厚跨比大于0.5時,可預測溶洞頂板穩定。條文說明JTGD30-2015《公路路基設計規范》規定完整頂板的厚跨比不小于0.8時溶洞頂板安全。溶洞側壁通常較穩定。按照普氏拱理論,此時形成自然拱,其矢跨比等于10與抗壓強度的比值,而完整頂板的巖石強度通常大于40MPa,因此自然拱的矢跨比通常小于1/4。按照《公路圬工橋涵設計規范》JTGD61-2005,拱橋的矢跨比一般為1/4~1/8。因此,當厚跨比大于0.5時,能形成穩定拱,承載能力很大。溶洞完整頂板的荷載傳遞角可取45o,由荷載傳遞線法可得到厚跨比為0.5。原鐵道部第二勘測設計院獲得鐵道部科學技術獎的課題“巖溶洞穴頂板安全厚度的研究”表明:溶洞具有完整頂板且頂板厚度與最大跨度之比大于0.5,線路可以安全跨越溶洞。渝黔鐵路、滬昆鐵路長沙至昆明客運專線等工程均采用了上述研究成果。雖然公路路基的寬度、影響深度通常遠大于鐵路路基,但是承載力計算表明,厚跨比采用0.5也適宜于公路路基。綜上所述,本標準采用厚跨比0.5作為穩定標準。對未被節理裂隙切割或雖被切割但膠結良好的溶洞完整頂板,按照承載力驗算法,對位于路基范圍內的溶洞,同時滿足式(4)或式(5)和式(6)的溶洞頂板可預測為穩定;對圖6中橫穿路基的溶洞,同時滿足式(7)、式(8)的溶洞頂板可預測為穩定。路堤重量和交通荷載在頂板頂面產生的附加應力宜利用Boussinesq解計算。 qla2λ qla212 3qAK2?u≤τr Qb2csc2 3KQbcsc2α4?式中:q——路堤重量和交通荷載在溶洞頂板頂面產生的附加應力、頂板重量、覆蓋層重量之和(kPa);la——溶洞λ——溶洞頂板長邊長度與短邊長度的比值;?——溶洞頂板厚度(m);K——安全系數。高速公路及一、二級公路取1.3~1.4,其他公路取1.2~1.3;fbt——溶洞A——溶洞頂板面積(m2);u——溶洞頂板周長(m);τr——溶洞Q——沿線路走向每延米頂板的重量、覆蓋層重量、路堤重量、交通荷載等之和(kN/m);b——地下暗河等巖溶通道的寬度(m);α——巖溶通道走向與路基橫斷面的夾角(°);B——路堤底面寬度。1—路堤;2—巖溶通道橫穿路基的巖溶通道條文說明對位于路基范圍內的溶洞,可將溶洞頂板看作四邊固定的雙向板。式(4)左邊是長邊中點彎矩M,式(4)是原鐵道部第二勘測設計院編著的《巖溶工程地質》推薦的計算公式。式(5)將溶洞頂板沿長邊取出1m寬,看作兩端固定的固結梁,式(5)左邊為梁固結端的彎矩。對橫穿路基的地下河等巖溶通道,考慮路堤邊坡范圍內填土高度變化,可采用式(7)、式(8)驗算頂板抗彎、抗剪穩定性。上述公式中安全系數是頂板厚度的安全系數,因此部分公式中有安全系數的平方。按照坍塌堵塞法,對巖溶水不帶走洞內坍塌物的溶洞,滿足式(9)時可預測溶洞頂板坍塌不會導致路基塌陷。 KH0?βH式中:K——安全系數。高速公路及一級公路取1.3~1.4,其他公路取1.2~1.3;H0β——溶洞內填充物厚度修正系數。流塑~軟塑的黏性土可取0.6~0.7;碎石土或砂土、可塑~硬塑的黏性土可取0.8~0.9;H1?i——溶洞以上第iKsi——溶洞以上第i地層的漲余系數。溶洞頂板可取1.2,稍密~中密的碎石土或砂土、可塑~條文說明按頂板坍塌堵塞法,當溶洞頂坍塌后,塌落體體積增大,當坍落到一定高度時,洞體自行填滿,無需考慮洞隙對路基的影響,此時將塌落高度加適當的安全系數,便為溶洞頂板及覆蓋層的安全厚度。式(9)同時考慮了溶洞頂板和覆蓋層的松弛、洞內充填物等因素。對不完整溶洞頂板,按照厚高比法,對巖溶水不帶走洞內坍塌物的溶洞,溶洞頂板厚度大于溶洞高度的5倍時,可預測溶洞頂板坍塌不會導致路基塌陷。條文說明原鐵道部第二勘測設計院獲得鐵道部科學技術獎的課題“巖溶洞穴頂板安全厚度的研究”結論有:影響頂板穩定性的主要因素有頂板完整性、跨徑、厚度。溶洞具有不完整頂板且頂板厚度大于溶洞高度的5倍時,線路可以安全跨越溶洞。渝黔鐵路、滬昆鐵路長沙至昆明客運專線等工程均采用了上述研究成果。厚高比法是坍塌堵塞法的特例,且偏安全。巖溶地區的路基應預測土洞發展導致路基塌陷易發性,并應符合下列規定:路基塌陷易發性宜按表6預測,綜合得分≥90時可認為極易塌陷,71~89時易塌陷,≤70時不易塌陷。土洞發展導致路基塌陷的易發性預測標準基本條件影響因素因素水平分數地下水、振動、擾動(40)水位、振動、擾動(40)地下水位在土石界面上下波動、深層地基處理、附近沖孔樁施工40地下水位在巖體中波動30地下水位在土體中波動20覆蓋層(30)地基土質與狀態、地基土層結構(20)單一土層結構可塑~堅硬黏性土10淤泥質土、軟塑黏性土15碎石土、砂性土、粉土、淤泥20二層土、多層土結構巖面附近是碎石土、砂性土、粉土、淤泥20巖面附近不是碎石土、砂性土、粉土、淤泥15土層厚度(10)<10m1010m~20m7≥20m5地貌、路基類型及巖溶發育程度(30)地貌與路基類型(10)路堤平原、谷地、溶蝕洼地;10谷坡、山丘5路塹10巖溶發育程度(20)極強發育20強發育15中等發育10弱發育5注1:近期發生塌陷時,得分為100。注2:地下水位低于巖面時,地表水入滲致塌地區,水的分數取40。注3:路堤填筑黏性土時,土層厚度可計入距離路肩5m~10m處的邊坡高度;路塹取路床頂面以下的土層厚度。注4:除非按地面塌陷確定巖溶發育程度,所有上層溶洞均完全填充的路段巖溶發育程度分數可取10。鄰近山區河流的路基應考慮河水漲落的影響。路基下方及其附近有隧道、橋梁樁基、盾構、頂管、水平定向鉆、基坑開挖、礦山等施工或經過時,應考慮對路基內、與路堤坡腳或路塹坡頂的距離小于式(10)計算的安全距離的路基外區域的震動、地下水位影響等。 L≥?sicot?路基及其附近的條件發生變化時,應重新進行預測。條文說明工程實踐表明,路基下面的溶洞頂板穩定時仍可能出現路基塌陷事故(圖說明4),其主要原因是在地下水、震動等作用下,溶洞頂板上覆蓋層中的土向溶洞內流失,進而導致路基塌陷。圖說明4路基范圍的地面塌陷山區河流雨季水位漲落幅度大,且巖溶水往往與河水連通良好,河流水位升降時巖溶水位也隨著升降(圖說明5),促進覆蓋層土體流失,容易導致鄰近河流的路基塌陷。圖說明5山區河流對鄰近路基的影響表6在廣東省DBJ/T15-136-2018《巖溶地區建筑地基基礎技術規范》、TB10027-2012《鐵路工程不良地質勘察規程》、地質礦產行業標準DZ/T0447-2023《巖溶塌陷調查規范(1:50000)》、廣西壯族自治區DB45/T1625-2017《地質災害危險性評估規程》基礎上,結合廣東巖溶路基特點提出。黏性土路堤中的土洞通常呈圓筒狀,廣東省土洞直徑通常為2m~5m,考慮3m~5m的安全距離,因此土層厚度建議加上距離路肩5m~10m處的邊坡高度h,見圖說明6。1——土洞;2——路堤邊坡圖說明6土洞與路肩的關系巖溶路基塌陷防治巖溶路基塌陷防治需求宜按表7的確定。巖溶路基塌陷防治建議路基塌陷原因路基塌陷風險高速公路、一級公路其他公路巖面以上覆蓋層中土洞形成和發展導致的路基塌陷按表6預測極易塌陷應防治應防治易塌陷應防治應防治不易塌陷不防治不防治溶洞上方巖質頂板坍塌導致的路基塌陷按表5預測頂板不穩定,且導致地面塌陷應防治宜防治頂板不穩定,但不導致地面塌陷不防治不防治巖溶強烈發育,但頂板穩定性不明宜防治宜防治巖溶中等、微弱發育,但頂板穩定性不明不防治不防治巖溶路基塌陷防治方法選擇宜符合表8的規定,塌陷坑處置方法選擇宜符合表9的規定。巖溶路基塌陷防治方法路基塌陷原因防治方法防治原理適用情況巖面以上覆蓋層中土洞形成和發展導致的路基塌陷封閉頂板注漿封閉填充巖面附近的土洞、頂板通道,膠結巖面附近粗粒土,減少巖面附近的水力聯系頂板埋深較大開挖封閉頂板埋深較小振塌填充強夯檢驗覆蓋層中土洞穩定性;振塌土洞并填充土洞,延緩土洞向上發展和地面塌陷;使覆蓋層密實,減少地表水下滲覆蓋層厚,且無軟土層或有軟土但硬殼層厚強夯置換軟土層底面深度小于10m沖擊碾壓、液壓夯實覆蓋層厚度小于3m且無軟土層路堤下部加筋阻止土洞在路堤中發展單獨應用,或與振塌填充法、超載預壓等聯合應用路面中設配筋板阻止或預警路面塌陷溶洞上方巖質頂板坍塌導致的路基塌陷超載預壓驗證溶洞穩定性,并填充塌陷溶洞路基下無暗河,附近無建(構)筑物輕質路基減小溶洞頂板承擔的荷載路堤抗浮穩定性滿足要求破板填充開挖破板破除下方無暗河的溶洞頂板后,對溶洞進行填充無暗河,埋深小,頂板薄強夯破板無暗河,埋深小,頂板薄或破碎爆破破板無暗河鉆孔灌注水泥漿或固化土鉆孔填充溶洞無暗河,溶洞埋深大或不具有破板填充的條件混凝土或砂漿砂石+水泥漿溶洞加固頂板加固提高溶洞頂板承載力頂板完整且埋深較小樁支撐頂板完整柱支撐或墻支撐頂板完整且人員可進入溶洞繞避——有暗河,或溶洞處置難度很大跨越——有暗河,或溶洞處置難度很大注:巖面附近封閉注漿后可不再對其下方溶洞進行處理。塌陷坑處置方法處置方法處置原理適用情況填充混凝土、片石混凝土或砂漿后注漿封堵土洞,阻止土洞繼續向上發展,減少地表水下滲運營公路、新建公路、改擴建項目填充黏性土后注漿膠結松散土、封堵溶洞頂板上豎向或斜向通道封閉巖面后填黏土封堵溶洞頂板上豎向或斜向通道巖面埋深小填充塊石或片石后強夯形成置換墩,夯實坑底松散土附近無建(構)筑物的新建公路填充黏性土后強夯夯實黏性土及坑底松散土附近無建(構)筑物的新建公路,地下水深度大注:塌陷坑注漿范圍包括坑底松散土體和頂板豎向或斜向通道。條文說明:塌陷坑的處置方法實質是直接填充與注漿、強夯、軟基處理等方法的聯合應用。填充塊石、片石后再注漿的鉆孔施工難度大、工程費用高,因此未對其進行推薦。塌陷坑回填混凝土、片石混凝土、砂漿、黏性土后再注漿的主要原因是:塌陷坑底部往往存在較厚的松散土,不對其注漿路基可能會下沉。通過注漿對坑底松散土體進行膠結、對頂板上通道進行封閉,阻止土洞繼續形成和發展。繞避法對不穩定場地,特別是有利于巖溶發育的碳酸鹽巖與非碳酸鹽巖的接觸帶、構造帶、巖溶水富集區及排泄帶、網狀洞穴和巨大空洞區、大型或復雜的巖溶地段,宜采用繞避法,通過加強地質選線避開上述地段。路基穿越暗河時,宜采用大角度交叉。路堤坡腳、路塹坡頂與路基外大型不穩定溶洞的水平距離應大于式(3)計算的安全距離,與路基外極易塌陷區域的水平距離宜大于式(10)計算的安全距離。繞避可采用調整線位的方法,也可通過收坡方式。收坡方式可采用護腳墻、擋土墻、直立式輕質土路堤等。頂板封閉法頂板封閉法通過封閉巖面頂板上的豎向或斜向通道,避免或減少土洞形成和發展,進而避免或減少土洞導致的路基塌陷。溶洞頂板封閉法包括開挖封閉法和注漿封閉法。開挖封閉法宜用于溶洞頂板埋深較小且頂板穩定的溶洞。溶洞頂板不穩定時,可與頂板加固法聯合應用。溶洞頂板上的豎向或斜向通道可采用漿砌片石、混凝土等封閉,漿砌片石強度等級不應低于M10,混凝土強度等級不應低于C30。封閉層以上宜設置厚度不小于0.5m厚的片石層。條文說明部分路段溶洞頂板以上存在軟弱土層,覆蓋層厚度較薄時軟基處理通常采用換填法。換填施工會將溶洞頂板揭露出來,此時對存在斜向或豎向通道的溶洞頂板的適合采用頂板封閉法。在封閉層上面設置片石層的主要目的是避免重型壓路機的振動碾壓作業破壞封閉層、影響溶洞頂板穩定性。溶洞頂板上覆巖層較厚時,可在溶洞頂板及其附近上覆巖層進行封閉注漿,充填溶洞頂板上的豎洞、溶槽、裂隙和覆蓋層中的土洞,對巖面附近松散土層、破碎巖層進行膠結。封閉注漿位于巖面以下的厚度不宜小于3m,位于巖面以上覆蓋層的厚度不宜少于5m。當覆蓋層中土洞發育時,可對覆蓋層全部注漿或對遇到的土洞充填注漿。圖7中7區所示范圍均應進行封閉注漿,圖中?s為覆蓋層綜合內摩擦角。封閉注漿可采用旋噴注漿、袖閥管注漿、DCG、WSS等注漿方法。注漿孔間距應根據注漿方法、巖面上部土質、土洞大小及其連通性等綜合確定,土洞情況不清楚時注漿孔間距不宜大于21—路堤;2—覆蓋層;3—可溶巖巖面;4—豎向溶蝕通道;5—水平溶蝕通道;6—封閉注漿注漿封閉條文說明廣西桂林地區基坑開挖揭露的土洞主要位于地下水位變化的基巖面附近(圖說明7);湖南省多地鉆探表明,基巖面附近的砂礫土中土洞較多(圖說明8),而強度高的黏性土中土洞較少。封閉注漿法通過注漿充填可溶巖頂面的豎洞、溶槽、裂隙及上部土層中的土洞,對巖面附近松散土層、破碎巖層進行膠結,阻隔地下水上下活動或減少地下水流動,可有效減少土洞的形成和發展,進而減少路基塌陷。圖說明7桂林地區基坑揭露的土洞圖說明8湖南鉆孔揭示的土洞固化劑宜選取普通硅酸鹽水泥、超細水泥、硫鋁酸鹽水泥、水玻璃等。當地下水位動水時,宜選用凝膠時間短、抗分散性好、早期強度高的固化劑。固化劑漿液凝固體強度等級不宜低于M20,固化劑漿液配比可按表10進行預設計,最終配合比應根據實驗確定。固化劑漿液配合比序號固化劑配合比參數水灰比體積比水玻璃濃度1普通水泥0.6~0.8————2超細水泥0.6~0.8————3普通水泥-水玻璃0.6~11:1~1:0.330~384超細水泥-水玻璃0.6~11:1~1:0.330~385硫鋁酸鹽水泥0.8~1————地基處理采用旋噴樁、旋攪樁、攪拌樁、CFG樁或素混凝土樁等時,可結合地基處理進行封閉注漿。地基處理過程中遇到土洞、地面塌陷時宜先處理土洞、地面塌陷。封閉注漿、地基處理施工過程中,在覆蓋層上部遇到土洞時宜先對其利用水泥漿、混凝土進行灌注,然后在巖面附近進行封閉注漿。當對軟土層及其以上土層中的土洞填充后再進行地基處理時,可根據地基處理需要對土洞灌注水泥土漿。塌陷坑處的封閉注漿應對塌陷坑的所有土層、巖面以下不少于3m的范圍進行注漿。灌注量可按式(11)估算 Q=Vnα1+β (AUTONUM1)式中:Q——灌注量(m3);V——自治區體積(m3);n——自治區空隙率;α——空隙充填率,取0.8~0.95;β——損失率,取0.1~0.2。振塌填充法振塌填充法通過振動方法將覆蓋層中的土洞振塌后對其填充密實,宜用于附近沒有建(構)筑物的路段,不宜用于既有路基拼寬路段。路堤宜處理至坡腳外3m,路塹宜處理至路塹坡腳。振塌填充法宜根據覆蓋層厚度、土質等采用強夯、強夯置換墩、沖擊碾壓、高速液壓夯實等方法。強夯法應符合下列規定:強夯單擊能量應根據試驗確定。無試驗資料時,可參考表11確定。強夯的處理深度及收錘標準單擊能(kJ)處理深度(mm)收錘標準碎石土、砂土等粗顆粒土粉土、黏性土等細顆粒土最后兩擊平均夯沉量不大于(mm)20005-64-55030007-86-75040008-97-85050009-9.58-8.510060009.5-108.5-9100800010-10.59-9.5150強夯適用性應根據需要的電擊能量、周圍建(構)筑物情況等確定。最小水平安全距離可參考表12確定。不滿足安全距離要求時,可開挖寬度不小于1m、深度不小于3m的隔振溝。強夯最小水平安全距離單擊能量(kJ)最小水平安全距離(m)1000~200040300050400060500065600070700075800085點夯的夯點間距宜為4m~6m,單擊能量大時取大值。單點擊數宜夯至符合表11的收錘標準,且不應小于5擊。點夯宜分批實施,分批數不應少于2批。強夯導致地面塌陷時,宜回填黏性土后繼續強夯。點夯后應采用(800~1000)kNm的夯錘能滿夯一遍,滿夯搭接寬度不應小于夯錘半徑。條文說明:巖溶路基強夯可以起到以下作用:a)破壞土洞,檢驗土洞的穩定性;b)對未探明的土洞進行勘察;c)對覆蓋層較薄且路基高度較小的路段,檢驗溶洞頂板的穩定性。d)提高土層密實度、減少土層滲透系數,從而延緩土洞發展。覆蓋層較薄且路基高度較小時,強夯沖擊力在溶洞頂板上產生的彎矩增量與路基在溶洞頂板上產生的彎矩增量接近,因此可以起到檢驗溶洞頂板穩定性的作用。對單純用于處理土洞的強夯,其主要目的是破壞土洞,因此強夯法處理深度大于有效加固深度。強夯置換墩法應符合下列規定:強夯置換墩長度應根據容許工后沉降計算、路堤穩定分析確定,不宜超過10m。路堤穩定分析時,地基加固區宜采用復合抗剪強度指標,置換墩的內摩擦角可取35°~38°,填料粒徑大時取大值。強夯置換墩的單基夯擊能力、置換深度、夯點的夯擊次數應通過現場試驗確定,其收錘標準應符合表11的規定。強夯置換墩法適用性應根據需要的電擊能量、周圍建(構)筑物情況等確定。最小水平安全距離可參考表12確定。不滿足安全距離要求時,可開挖寬度不小于1m、深度不小于3m的隔振溝。夯錘應采用鑄鋼柱錘,夯錘直徑宜為1.0m~1.6m,夯錘的長徑比應大于1.0。置換墩的設計直徑可取夯錘直徑的1.2~1.3倍,置換墩間距宜為夯錘直徑的2~3倍。置換墩宜采用粒徑不大于500mm的塊石,且粒徑大于300mm的顆粒含量不宜超過30%,黏粒含量不宜大于5%。對強夯置換導致的地面塌陷坑,宜采用與置換墩相同的材料回填后,在塌陷坑處增加置換墩。墩頂應設置褥墊層,褥墊層厚度應根據路堤填土高度、墩間距等綜合確定,且不應小于1m。褥墊層宜采用與墩體相同的材料。沖擊碾壓法應符合下列規定:沖擊碾壓宜用于處理深度不宜大于3m、長度不小于100m的路段的土洞檢驗和處置。沖擊地壓最小水平安全距離宜通過試驗確定。無試驗資料時可參考表13確定。不滿足安全距離要求時,可開挖寬度不小于1m、深度不小于2m的隔振溝。沖擊地壓與建(構)筑物的最小水平安全距離建(構)建筑物類型最小水平安全距離(m)民房30橋梁10電線桿10U形橋臺和涵洞通道5其余類型橋臺10重力式擋墻2扶壁或懸臂式擋墻2.5沖擊碾壓沖擊能不宜小于30KJ,沖擊碾壓遍數不宜少于15遍。沖擊碾壓導致塌陷坑宜回按5.5.4處理。高速液壓夯實法應符合下列規定:高速液壓夯實宜用于處理深度不大于4m的路段。錘體最大提升高度時的勢能不宜小于42kJ,最大提升高度時的夯擊頻率不應低于30次/min。最后3錘的累計沉降量不宜大于15mm或者累計夯擊不宜小于30錘。高速液壓夯實夯點應對自治區全覆蓋,夯點可分2~3批實施。高速液壓夯實導致塌陷坑宜按5.5.4處理。加筋法夾緊法宜用于溶洞頂板穩定或經處治后穩定的路堤。加筋設計應符合下列規定:土洞直徑應根據勘察資料或經驗確定,無經驗時,土洞直徑可取5m。復合地基的剛性樁為正方形布置時,土洞直徑可取樁間距的1.414倍;剛性樁為梅花形布置時,可取樁間距的1.155倍。加筋宜設置在路堤中下部。加筋材料宜采用高強土工布、高強土工格柵。加筋材料兩個方向的抗拉強度宜相等。采用單向加筋材料時,應鋪設2層,兩層鋪設方向應垂直,兩層之間不宜設填料。當加筋與路床頂面的距離小于土洞直徑的1.5倍時,土洞上面的加筋材料容許應變由式(12)計算,加筋材料設計抗拉強度應滿足式(13)和式(14)的要求,且其對應的延伸率不應大于εa。高速公路、一級公路路基容許差異變形d εa=8dsDs Tr≥0.44ps ps=Dγ?4c1?式中:εaD——土洞直徑(m);Hb——?——路床頂面與加筋材料之間的填料的綜合內摩擦角(o);Trpsγ——加筋以上路堤土重度(kN/m3);c——加筋以上路堤土黏聚力(kPa);q——路面荷載與汽車荷載之和(kPa)。1—路堤;2—土洞;3—加筋路堤加筋當加筋與路床頂面的距離大于土洞直徑的1.5倍時,加筋材料設計抗拉強度應滿足式(13)和式(15)。 ps=0.77Dγ?4c+0.23條文說明:a)研究表明,剛性樁復合地基有可能將土洞限制在相鄰的4根或3根剛性樁之間,較小的土洞直徑有利于提高土洞穩定性。調查表明,塌陷坑平面形狀多為圓形,見圖說明9。除了樁基施工沖破巖溶頂板時導致路基塌陷外,廣東路基塌陷坑直徑通常不超過5m。圖說明9土洞發展導致的路基塌陷b)鋪設多層加筋材料時,加筋材料往往發生漸近式破壞,不能有效發揮加筋的作用,因此推薦采用高強加筋材料。目前單向土工布抗拉強度可以達到1600kN/m,單向土工格柵抗拉強度已超過300kN/m。c)阻止土洞在路堤內發展分兩種情況,一種是路堤高度較小,路床頂面高度小于破壞拱高度,此時土洞上方無法形成土拱,加筋材料承擔全部荷載。為了避免路床頂面的不均勻沉降過大而導致路面開裂,需要限制土工合成材料的延伸率。另一種是路堤高度較大,路床頂面高度大于破壞拱高度。此時,加筋材料只承擔破壞拱范圍內填料的荷載。式(12)、式(13)及容許差異變形均參考BS8006-2010對易沉陷區路基加筋的規定。式(14)、式(15)是根據太沙基土拱效應公式得到的,土拱高度取土洞半徑,對其中的Ktan配筋板法配筋板法宜用于溶洞頂板穩定或經處置后穩定,但需要阻止或預警土洞形成和發展導致的地面塌陷的路基。條文說明在路面或路床中設置配筋板可阻止土洞發展或避免路面突然塌陷,從而減少傷亡事故。地面塌陷前的開裂可對地面塌陷起到預警作用。配筋板設計應符合下列規定:配筋板宜設置在路面或路床中。配筋板宜全幅設置。配筋板厚度不宜小于35cm,應雙向配筋,混凝土強度等級不宜低于C30。配筋板下為黏性土時,板下應設置素混凝土墊層。配筋板應合理設置沉降縫或變形縫,減少沉降縫或變形縫引起路面的反射裂縫。條文說明:設置在路面或路床中的配筋板承受的荷載小,厚度小、配筋少、造價低。配筋板下設置素混凝土墊層的目的是避免鋼筋被土污染。配筋板受力計算宜采用有限元計算。土洞平面近似為圓形時,配筋板中心最大彎曲應力、周邊最大剪應力可分別按式(16)、式(17)計算。 σmax=3+μ τmax=3qD8?式中:σmaxμ ——混凝土泊松比;q ——配筋板承受的均布荷載(kPa);D ——土洞直徑(m);? ——配筋板厚度(m);τmax——配筋板周邊最大剪通車后,當路面出現接近圓形、橢圓形的裂縫時,應采用物探、鉆探等手段探明配筋板下方是否存在土洞。當發現土洞時,宜按5.5.4進行處置。超載預壓法超載預壓法宜用于驗證附近沒有建(構)筑物的路基下溶洞頂板的穩定性。暗河上方路基不應采用超載預壓法。條文說明溶洞的空間分布非常復雜(圖說明10),準確查清溶洞的空間分布、溶洞頂板的完整性的難度非常大,利用承載力方法判斷的溶洞頂板穩定性可靠性不高。超載預壓法作為一種載荷試驗方法,充分利用陸地荷載和超載驗證溶洞頂板穩定性。工程實踐表明,超載預壓法簡單、實用、經濟、快捷。圖說明10跨孔CT揭示的溶蝕現象采用超載預壓法處理的路堤,路堤下部填料宜采用片石或塊石。除路基路面荷載外,超載預壓荷載不宜小于40kPa,預壓時間不宜小于2個月。軟基路堤應驗算超載預壓時的路堤穩定性。溶洞頂板坍塌時,宜對路基塌陷處回填塊石、片石后進行強夯,然后繼續填筑路堤。直接填充法直接填充法宜用于塌陷坑、豎井、路塹揭露的中小型溶洞等。運營公路路基內、與路堤坡腳或路塹坡頂的距離小于式(10)計算的安全距離的路基外區域出現地面塌陷時,宜對塌陷坑回填混凝土、片石混凝、砂漿等,塌陷坑坑底松散土體及巖面附近宜注漿,注漿應符合5.5.4的規定。新建公路的塌陷坑除可按的規定進行處理外,還可按以下方法進行處置:巖面埋深較小時宜開挖至巖面,采用厚度不小于0.3m的漿砌片石、混凝土等封閉巖面后,先回填不少于0.5m厚度的片石,再利用黏性土分層回填至地面。對附近沒有建(構)筑物的路基,可對塌陷坑回填黏性土、塊石或片石后進行強夯?;靥顗K石或片石時,應在頂部設置反濾層或封閉層。反濾層、封閉層應符合5.2.1c)的規定。對附近存在建(構)筑物的路基,對塌陷坑可回填黏性土后對黏性土表層進行壓實,然后對黏性土進行注漿處理,注漿范圍宜包括回填黏性土、坑底松散土、巖面以下不小于3m,注漿應符合5.5.4的規定。豎井、路塹開挖揭露的溶洞填充應符合以下規定:填充前宜清除軟弱土。豎井、溶洞平面尺寸大且深度很大時,可采用強夯置換墩清除大部分軟弱土,置換率不應小于40%,墩頂應設置塊石或片石墊層,墊層厚度不應小于墩間距。豎井、溶洞宜填充塊石、片石等,洞內水平方向或斜向延伸范圍較大且施工機械難以進入溶洞作業時,可填充片石混凝土、素混凝土、砂漿、輕質土、固化流態土等。豎井、溶洞很小時可填充片石混凝土、素混凝土、砂漿、輕質土、固化流態土等。填充塊石、片石等時應采用重型機械夯實或壓實。路基坡腳范圍內的豎井、溶洞填充塊石、片石時,頂部應設置反濾層或封閉層。填石路堤可不設置反濾層或封閉層。反濾層、封閉層應符合5.2.1c)的規定。路塹邊坡上的豎井、溶洞宜設置封閉層。填料的巖石抗壓強度不應小于30MPa,不應采用親水性材料、遇水軟化材料。片石混凝、混凝土強度等級不宜低于C20,砂漿等級不宜低于M10。破板填充法破板填充法宜用于溶洞頂板埋深小、附近沒有建(構)筑物的路段。暗河路段不應采用破板填充法。可根據周邊環境、頂板完整性和埋深等采用開挖、強夯、爆破等方法破除溶洞頂板。強夯前宜開挖至巖面,并宜采用柱錘。溶洞填充宜符合的規定。溶洞位于路堤外側的范圍較大時,可只對與路堤坡腳的距離小于式(3)計算的安全距離的溶洞部分進行填筑。鉆孔灌注法鉆孔貫注法宜用于對地下水系影響小的溶洞,暗河不應采用鉆孔灌注法。溶洞灌注材料、灌注工藝可根據溶洞大小、洞內填充物種類和填充率、溶洞連通性等確定。溶洞小或溶洞內填充率大時宜灌注水泥漿、重度大于10kN/m3的泡沫輕質土、流態固化土等。溶洞大且溶洞填充率小或與其他溶洞連通性好時,宜灌注混凝土、砂漿,也可先灌注砂石再注漿等。鉆孔間距宜根據溶洞連通性、灌注材料、工程經驗等確定。鉆孔間距宜為3m~6m,且每個溶洞鉆孔數量不應少于2個。溶洞位于路基外側的范圍較大時,宜設置帷幕,帷幕孔宜采用較小的間距。水泥漿可采用袖閥管注漿或旋噴注漿工藝,漿液流失嚴重時宜采用雙液注漿、DCG、WSS等注漿工藝。泡沫輕質土、流態固化土、混凝土、砂石+水泥漿宜采用套管灌注,鉆孔直徑不宜小于150mm。當覆蓋層中存在碎石土、砂土、松散填土等易塌土層時,應對易塌土層進行固結注漿或設置套管。灌注水泥漿時,鉆孔應鉆至溶洞底面以下1m,灌注混凝土、砂漿、砂石應鉆穿溶洞頂板。溶洞存在軟弱填充物且灌注水泥漿時,宜采用旋噴注漿加固軟弱填充物。旋噴樁置換率可根據式(18)、式(19)確定。 K?iγi Esp=mEp式中:K——安全系數。高速公路及一級公路取1.3~1.4,其他公路取1.2~1.3;?i——溶洞以上第iγi——溶洞以上第i地層重度(kN/m3H1Ksi——溶洞以上第i地層的漲余系數。溶洞頂板可取1.2,稍密~中密的碎石土或砂土、可塑~硬塑的黏性土可取1.05,密實的碎石土或砂土、堅硬的黏性土可取1.1,其他土層可取1Espm——置換率;EpEs——軟弱充填物壓縮模量(kPa)砂宜采用中粗砂,碎石粒徑不宜大于1cm。固化劑及其漿液宜符合的規定,溶洞灌注量可按式(11)估算。泡沫輕質土、流態固化土的抗壓強度不宜低于1MPa。溶洞加固法溶洞加固法宜用于頂板完整的溶洞。頂板埋深較小時可采用頂板加固法,頂板埋深較大時可采用樁柱支撐法。只有人員能進入溶洞時,方可采用支撐柱、支撐墻等進行支撐。頂板加固法應符合下列規定:溶洞頂板加固宜采用鋼筋混凝土加固板,加固板周邊超出溶洞邊界的寬度應大于頂板厚度的1.5倍,且不應少于2m,如圖9所示?;炷翉姸鹊燃壊灰说陀贑30。加固板應與頂板結合緊密,沿加固板周邊應設置連接鋼筋,使加固板與溶洞頂板之間的平均抗拉強度不低于混凝土抗拉強度。1—路堤;2—覆蓋層;3—可溶巖;4—溶洞;5—加固板頂板加固法示意加固板厚度與頂板厚度之和應大于溶洞寬度的0.5倍。條文說明部分路段溶洞頂板以上存在軟弱土層,覆蓋層厚度較薄時軟基處理通常采用換填法。換填施工會將溶洞頂板揭露出來,此時對穩定性不滿足要求的溶洞頂板適合采用頂板加固法。應注意,部分路塹對溶洞頂板中設置鋼筋混凝土板不屬于頂板加固,而屬于蓋板跨越。因為頂板厚度并未增大。樁柱支撐法應符合下列規定:樁柱范圍、間距宜根據荷載傳遞線法確定,相鄰荷載傳遞線的交點應位于溶洞頂板內,如圖10所示。圖10中荷載擴散角θ可根據巖性和強度取35o~50o。樁柱間距尚應使樁柱承載力特征值不小于其負責范圍內頂板重量、上覆土重量、路堤荷載之和。1—路堤;2—覆蓋層;3—可溶巖;4—溶洞;5—樁柱;6—荷載傳遞線樁柱支撐法支撐柱、支撐墻宜采用混凝土澆筑,混凝土強度等級不應小于C30。支撐柱的長或直徑不宜小于1.5m,支撐墻的寬度不宜小于1m。支撐柱、支撐墻應與溶洞頂板緊密接觸。支撐樁宜采用鉆孔灌注樁,樁直徑不宜小于1m,混凝土強度等級不應低于C30。當不允許堵塞溶洞時,鉆孔灌注樁在溶洞部分應設置永久性護筒,覆蓋層存在砂土、碎石土時應設置鋼護筒。鋼護筒壁厚不宜小于樁直徑的1/120。鉆孔灌注樁進入溶洞底板的深度應綜合單樁荷載、底板基巖傾斜程度、樁徑等因素確定。當底板接近水平時,嵌巖深度不宜小于0.2倍樁徑且不應小于0.2m;當底板傾斜時,嵌巖深度不宜小于0.4倍樁徑且不應小于0.5m;當底板傾斜度大于30%時,宜加大嵌入深度。鉆孔灌注樁頂面宜高于溶洞頂板頂面2m。條文說明a)對于溶洞完整的水平頂板,參照橋梁設計規范,假定荷載按擴散角θ傳遞,此傳遞線交于頂板與洞壁的交點以外時,即認為溶洞壁直接支撐頂板上的外荷與自重,溶洞頂板是安全的。對溶洞內采用樁或支撐柱加固時,就是利用該原理??缭椒缭椒ㄒ擞糜诼坊鶅却嬖谌芏?、暗河、落水洞、豎井、巖溶泉、溶潭、消溢水洞等的路段,跨越結構可按表14選擇??缭浇Y構適用情況結構類型適用巖溶類型跨徑(m)適用路基類型蓋板無消水或溢水功能的裸露洞穴<6路堤、路塹涵洞具有消水或溢水功能的裸露洞穴<6路堤拱——<15路堤橋————蓋板設計應符合下列規定:可根據巖溶洞穴直徑或寬度采用混凝土蓋板、鋼筋混凝土蓋板等?;炷翉姸鹊燃壊粦陀贑30。蓋板類型、厚度、配筋等應根據巖溶洞穴洞口直徑或寬度、蓋板承受荷載等經計算確定,蓋板厚度不宜小于0.3m。蓋板周邊應與穩定巖體結合緊密,應清除覆土、松動巖塊。梁板式蓋板在穩定巖石的支撐長度不應小于梁高的2倍,板式蓋板在穩定巖石的支撐長度不應小于板厚的1.5倍。路塹坡腳范圍內,蓋板頂面不宜高于路床頂面。蓋板的作用效應組合應符合宜JTGD60的規定,配筋設計與計算應符合JTG3362的規定。對近似圓形的巖溶洞穴洞口,整塊蓋板受力可按式(16)、式(17)計算。對近似矩形的巖溶洞穴洞口,整塊蓋板跨中彎矩可按式(20)、式(21)計算。 Mx=qlx My=qlx式中:Mx ——平行短邊方向的單位寬度最大彎矩(kNm)q ——蓋板承受的均布荷載(kPa);lx ——蓋板短邊計算長度(m)mx0 ——μ=0時平行短邊方向的跨中彎矩系數,見表15μ ——泊松比;my0 ——μ=0時平行長邊方向的跨中彎矩系數,見表15My μ=0時的彎矩系數lx/ly0.500.550.600.650.700.750.800.850.90.951mx00.09650.08920.08200.07500.06830.06190.05600.05060.04560.04100.0368my00.01740.02100.02430.02730.02980.03180.03340.03480.03590.03650.0368注:ly為長邊長度。當蓋板尺寸較大、不利于預制吊裝時,可將蓋板劃分為多塊板并參考蓋板涵設計,每塊板可按式(22)計算彎矩。 Mx=18蓋板配筋應根據其承受的彎矩、剪力等計算確定。蓋板作為基層時,表面應橫向拉槽,槽深不宜小于1cm,間距不宜大于3cm,并應設置粘層。需要考慮消水、涌水可能性時,可在蓋板上設置泄水孔,并設置反濾層。采用填石路基時,應在蓋板土基上設碎石緩沖層。涵洞設計應符合下列規定:涵洞基礎應位于穩定巖石上。涵洞的類型、直徑或截面尺寸應根據巖溶尺寸、豐水期流量等確定。涵洞設計尚應符合JTG/T3365-02、JTG/TD65-04等相關規范的規定。拱設計應符合下列規定:拱基礎應位于穩定巖石上。拱的跨徑、高度應根據

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