高速铁路运行的高标准对铁路路基变形控制有着严格的要求在邻近既有高速铁路的岩溶地基施工处理时必须控制施工诱发的地层变形,避免其对既有高速铁路的影响。保证既有高速铁路的安全运营,同时确保岩溶地基注浆处理的施工质量是工程实践中面临的技术挑战之一。本研究依托京沪高铁徐州东站扩建工程中邻近既有高铁的岩溶地基注浆整治工程,首先研发基于既有高速铁路路基变形控制与岩溶注浆处治协同的联控注浆设备,然后基于自由场地现场注浆试验研究岩溶注浆过程中测得的注浆量与流速、注浆压力、地表变形等,结合数值模拟揭示岩溶注浆引起的地层变形变化规律;在此基础上提出了适用于邻近既有高速铁路变形与岩溶注浆处理的协同控制现场验证试验。研究成果可为类似工程的岩溶地基处治提供依据。论文的主要研究内容和成果如下:(1)研发了邻近既有高速铁路路基位移监测与岩溶地基注浆处治协同的联控注浆设备。该设备可依据预定的既有高铁路基变形预警值,并结合既有线路基实时变形监测数据主动控制和调整岩溶注浆参数。(2)基于自由场地的岩溶地基注浆现场试验研究了岩溶地基注浆中的注浆压力-注浆流量-时间(P-Q-t)、注浆量、地表变形等的分布特征。采用三序注浆时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔平均注浆量占总注浆量的比例分别为40%~60%、25%~35%、15%~25%;P-Q-t曲线中上升型与A字型两类曲线可反映岩溶注浆填充效果,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔注浆完成时的占比分别为37%、52%和82%。注浆终注压力小于0.3 MPa时,注浆引起的地表位移最大值不超过1.5 mm,且在距离注浆点8 m处衰减至0.5 mm。可采用地震映像法、孔间CT与钻孔取芯进行岩溶分布调查和注浆效果评价。(3)建立岩溶注浆数值分析模型,并研究岩溶注浆对邻近既有高铁路基的影响。基于数值分析结果,提出了岩溶注浆引起地表位移的简化实用经验公式。结合自由场地的岩溶地基注浆现场试验和数值分析结果,明确本项目采用0.3 MPa的终注压力可实现邻近既有高铁变形和岩溶地基注浆处治的协同控制。(4)开展了邻近既有高铁路基的岩溶注浆现场试验研究。现场采用两序孔注浆方案,前序孔注浆量占总注浆量的80%左右,后序孔注浆量占到总注浆量的20%左右;从前序孔到后序孔注浆的过程中上升型注浆曲线的比例在逐渐升高;孔间CT与钻孔取芯结果表明注浆效果良好;既有高铁路肩与坡脚的监测竖向位移最大值分别为0.6 mm和0.2 mm。现场试验段实测结果验证了本项目研发的联控注浆设备和注浆施工协同控制技术的有效性。