趙凱

摘要：隨著社會(huì)的日益飛速發(fā)展，城市軌道交通也就是人民常說的地鐵已在全國各地大中城市開始建設(shè)、運(yùn)行，已成為人民出行必備的公共交通。地鐵擁有運(yùn)量大、速度快、無污染等其他交通方式所無法比擬的優(yōu)越性，成為城市建設(shè)者的首選。地鐵縮短了出行時(shí)間，人們可以在郊區(qū)居住，市區(qū)上班。這為城市的功能區(qū)劃分提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。軌道交通巖溶處理成為在巖溶地區(qū)興建地鐵工程時(shí)尤其應(yīng)進(jìn)行專門的基礎(chǔ)處理，由于溶（土）洞處理難度很大，造價(jià)高，因此本文通過對(duì)巖溶對(duì)地鐵工程的影響和處理問題進(jìn)行淺顯的分析研究。

關(guān)鍵詞：軌道交通;巖溶處理;隧道

一、工程概況

廣州軌道交九號(hào)線位于廣州市花都區(qū)，功能定位以解決汽車城、花都中心城區(qū)主要發(fā)展組團(tuán)與廣州中心組團(tuán)的交通需求為重點(diǎn)，并兼顧花都區(qū)內(nèi)交通出行及其與機(jī)場(chǎng)的交通聯(lián)系。本工程為廣州市軌道交通九號(hào)線施工5標(biāo)段，區(qū)間線路自清布站沿著迎賓大道東南向行下穿106國道、機(jī)場(chǎng)高速北延線和機(jī)場(chǎng)高速后，與三號(hào)線高增站平行換乘。

二、工程地質(zhì)及溶土洞發(fā)育情況

（一）工程地質(zhì)情況

廣州市軌道交通九號(hào)線位于花都區(qū)境內(nèi)。施工5標(biāo)段主要位于廣花盆地，地貌上屬于河流沖洪積平原，地勢(shì)平坦寬廣。 本工程區(qū)間隧道通過地層主要為第四系（Q）土層<3-2>中粗砂層、<4N-3>粉質(zhì)粘土和粉質(zhì)粘土<5C-1>，砂層占了約36%，粘土和殘積土占了約57%，<6><7>占了約4%，區(qū)間線路沿線基巖為石炭系巖層，通過巖層有中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖<8>、中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r<8C-1>，且地層變化較大，勘察巖石最高單軸抗壓強(qiáng)度為57.2MPa。

（二）溶土洞發(fā)育情況

根據(jù)本標(biāo)段詳勘階段巖土工程報(bào)告，區(qū)間沿線場(chǎng)地巖溶主要發(fā)育在石炭系灰?guī)r層中，清高區(qū)間近期線路揭露發(fā)育溶洞的鉆孔有100個(gè)，土洞鉆孔有34個(gè)，因此實(shí)際見洞鉆孔為131個(gè)，見洞率為17.0%，有20個(gè)鉆孔揭露兩層巖溶以上，占揭露巖溶鉆孔的16.3%，說明巖溶發(fā)育比較強(qiáng)烈。對(duì)于隧道下方無沖填、且洞頂上部無隔水層的溶洞，盾構(gòu)施工時(shí)易發(fā)生局部坍塌，應(yīng)處理。溶土洞發(fā)育規(guī)律性差，呈無序狀態(tài)，其形態(tài)特征、規(guī)模和分布范圍難以確定，局部溶洞具有連通性。

（三）溶土洞存在的地質(zhì)條件

土洞：一般指存在于可溶巖的上覆土層中發(fā)育的空洞，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，凡是巖溶地區(qū)有第四紀(jì)土層分布的地段，都應(yīng)注意土洞發(fā)育的可能性。

溶洞：石灰?guī)r地區(qū)巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，巖溶在我國也是分部廣泛，巖溶作用必須具備兩個(gè)必要條件：可溶巖石和可流動(dòng)溶蝕水，可溶巖石又分為碳酸鹽類、硫酸鹽類和鹵鹽類三種巖石，而溶洞則是地下水沿可溶性巖體的各種構(gòu)造面相互交叉的地方，逐漸溶蝕和侵蝕開拓出來的地下洞室，具有空間三維拱效應(yīng)，溶洞往往和地下通道、暗河等相連。

（四）溶土洞發(fā)育可能造成的施工危害和處理目的

1、土洞對(duì)軌道交通地下線有較大影響，根據(jù)土洞和隧道相對(duì)位置關(guān)系，對(duì)隧道施工安全和洞身穩(wěn)定性影響較大。主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（1）隧道上方的土洞：由于減少上覆土層的厚度，易發(fā)生冒頂泄氣。

（2）隧道下方的土洞：由于距離隧道底較近的，盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，土洞坍塌，易造成盾構(gòu)機(jī)載頭或突然下沉。

2、溶洞對(duì)軌道交通地下線路同樣存在較大影響，根據(jù)本標(biāo)段隧道埋深情況，經(jīng)過補(bǔ)充勘察，區(qū)間溶洞處于隧道底板下方，對(duì)隧道施工安全和洞身穩(wěn)定性影響較大。主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（1）地面沉陷或坍塌（溶洞空間三維拱效應(yīng)在外力作用下失去平衡）

（2）盾構(gòu)機(jī)塌落（溶洞與地下暗河連通）

（3）盾構(gòu)施工參數(shù)變化異常（同步注漿壓力迅速下降、泥水倉切口水壓波動(dòng)異常等）

滲漏和突水（溶洞內(nèi)的承壓水）。

3、溶土洞處理目的

確保隧道掘進(jìn)期間盾構(gòu)機(jī)的安全;滿足永久隧道結(jié)構(gòu)的承載力、變形要求;減低基坑開挖過程突水、涌砂事件的幾率;滿足主體結(jié)構(gòu)底板的承載力，減少了不同地層之間的差異沉降、保證主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和日后地鐵正常運(yùn)營;減低了新生土洞和土洞發(fā)展擴(kuò)大影響主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和地鐵的正常運(yùn)營。

三、溶土洞處理施工技術(shù)構(gòu)成

（一）盾構(gòu)區(qū)間溶土洞處理技術(shù)

區(qū)間溶土洞處理施工工序主要包括以下幾方面：

“邊界探查——漿液制備——注漿管埋設(shè)——注漿充填——注漿效果檢測(cè)”

1、 溶土洞邊界探查：通過進(jìn)行超前鉆溶（土）洞平面范圍的試探測(cè)，目的是摸清其規(guī)模（包括埋深、洞徑、洞深、填充與否等），并以揭示到溶（土）洞的鉆孔為基準(zhǔn)點(diǎn)加密鉆孔，間隔2.0m向四周擴(kuò)散。

2、漿液制備：溶土洞注漿漿液分為單液漿和雙液漿兩種。

為了確保注漿漿液物理性能能夠滿足溶土洞發(fā)育的實(shí)際現(xiàn)狀和施工控制，參建各方對(duì)對(duì)擬實(shí)施的單液漿和雙液漿的配合比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確認(rèn)其初、終凝時(shí)間，并根據(jù)實(shí)際情況選擇1#試樣配比，避免出現(xiàn)因雙液漿配比凝結(jié)時(shí)間較短且易造成注漿管路堵塞等不利工況，難于滿足溶（土）洞處理要求，通過工程實(shí)踐，證明該配比能夠有效達(dá)到溶土洞處理要求和保證隧道施工安全。

3、注漿管埋設(shè)：注漿管埋設(shè)是溶土洞邊界探查的主要方法，注漿管分實(shí)管和花管兩種，本標(biāo)段注漿管采用花管（PVC材質(zhì)）注漿，鉆孔孔徑為110mm，為每節(jié)長(zhǎng)4m、直徑48mm的硬質(zhì)塑料管，注漿管內(nèi)壁光滑，接頭有螺扣，端頭有斜口，花管開有Φ8mm的溢漿孔12個(gè)，每組小孔間距30cm，用于需注漿地層，同時(shí)花管有孔部位外面套有抗爆壓力為4.5MPa橡膠套，橡膠套覆蓋著溢漿孔，起到單向閥作用。

4、壓力注漿充填：

壓力注漿充填是溶土洞施工處理的關(guān)鍵措施，直接關(guān)系到盾構(gòu)隧道穿越巖溶發(fā)育地段的施工安全和質(zhì)量，因此必須引起足夠的重視。注漿施工時(shí)，應(yīng)首先以 “外圍注漿管注雙液漿、內(nèi)部注漿孔注單液漿”為原則，注漿方式采取后退式分段注漿工藝，即先施做外排止水、 止?jié){帷幕，將處理范圍內(nèi)溶（土）洞與外界洞體隔離，再處理中間區(qū)域，注意應(yīng)由孔底自下而上進(jìn)行注漿，采取分段加提升注漿芯管的注漿方式;其次采用跳注、分層注漿、二次注漿。

四、巖溶施工處理注意事項(xiàng)

為確保盾構(gòu)機(jī)穿越巖溶地區(qū)的施工安全，必須根據(jù)地質(zhì)勘察資料、邊界探查結(jié)果確定存在溶土洞，并按溶土洞處理施工圖紙中的溶（土）洞處理原則要求進(jìn)行注漿充填處理。注漿期間應(yīng)注意以下幾方面：

①外排雙液漿注漿時(shí);發(fā)現(xiàn)漿液流失嚴(yán)重時(shí)須立即查明原因，采取相應(yīng)措施處理，（即;添加速凝劑，小壓力（0.2～0.6Mpa）、多次數(shù)注漿等）;

②中間單液漿補(bǔ)充注漿孔應(yīng)跳孔注漿，防止竄漿;當(dāng)出現(xiàn)地面冒漿應(yīng)立即停止注漿，待水泥漿終凝后再補(bǔ)充注漿;

③探查溶土洞鉆孔，見到溶土洞要及時(shí)并準(zhǔn)確記錄洞頂、洞底的孔深，并要了解清楚洞里的填充情況，為安裝袖閥管和注漿管提供依據(jù);

④注漿時(shí)要從周邊的處理邊界先壓注雙液漿，為防止壓注水泥漿時(shí)漿液外流;

⑤擬實(shí)施的單液漿和雙液漿的配合比，要經(jīng)過試驗(yàn)確認(rèn)其初、終凝時(shí)間。雙液漿的配合比，初凝時(shí)間控制在1分鐘左右為最佳初凝時(shí)間。

五、結(jié)語：

總體來說，“原材料進(jìn)場(chǎng)控制，注漿過程抽查，配比估算注漿量”才是確保溶（土）洞處理施工受控和效果的關(guān)鍵，“地質(zhì)探查是基礎(chǔ)，注漿控制是關(guān)鍵，施工管理是根本”做為溶（土）洞處理施工的準(zhǔn)則，方可保證后續(xù)施工的安全和順利。

參考文獻(xiàn)：

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