黎先 中國水利水電第八工程局有限公司

一、前言

巖溶隧道修建過程中由于溶洞的存在而影響施工的進度，同時還會影響的施工的安全，因此在巖溶隧道修建過程中，往往會結(jié)合工程地質(zhì)與超前預報分析隧道前方是否存在溶洞，存在的溶洞類型等等，確保隧道施工過程中最大限度的安全。通過工程地質(zhì)和超前地質(zhì)預報分析得到溶洞的類型后，對溶洞的合理處置也在很大程度上影響隧道的施工進度及施工安全，不同類型溶洞合理的處理措施將會加快隧道的施工進度和保證隧道的施工安全，因此，巖溶隧道溶洞處理措施的研究就顯得尤為重要，而不同地質(zhì)情況下，巖溶發(fā)育的溶洞性質(zhì)不同，從而相應的處理措施也就千差萬別，因此，結(jié)合實際工程，研究對應條件下巖溶隧道不同類型溶洞的處理措施，為類似地質(zhì)條件下溶洞的處理提供參考。

二、工程概況

阜埠河站～碧沙湖站區(qū)間線路呈東西向展布，線路西起阜埠河站，沿阜埠河路展 布，在 里 程YCK31+700～YCK31+850段橫穿湘江，東至碧沙湖站。本區(qū)間橫跨三個地貌單元，里程YCK31+162.700～YCK+31+772.000屬湘江Ⅰ級階地，現(xiàn)狀地面標高為31.04～36.32m；YCK31+772.000～YCK+32+790.000屬湘江河床及漫灘，河床高程17.01～20.32m，漫灘高24.97～28.57m。詳勘期間水深0.2～6.5m，補勘期間水深5.5m～6.5m；YCK32+790.000～YCK+32+905.200

屬湘江抬升Ⅰ級階地，現(xiàn)狀地面標高為41.89～42.32m。本區(qū)間橫穿湘江，基巖主要為泥盆系砂巖、泥灰?guī)r、泥巖、白堊系（K）礫巖。

三、施工工藝流程及操作要點

（一）操作平臺

采用100t的工程船、兩艘作為一個編組，在其上搭建鋼結(jié)構(gòu)施工平臺，鉆孔和注漿施工從兩船間搭建的平臺上進行。施工平臺為4m×16m，平臺主楞采用12m長的25#工字鋼，次楞采用12.6#工字鋼，間距均為1m，施工平臺由兩艘工程船共同承擔。施工平臺上合理布置各項材料、設(shè)備堆放區(qū)，做到施工場地整潔。對容易受潮的材料采取下墊上蓋措施，并搭設(shè)防雨棚；其他材料及設(shè)備在不用的時候用彩條布進行覆蓋并固定牢靠。

（二）注漿孔布置

巖溶處理以揭示到溶洞的鉆孔為基準點，加密鉆孔向四周擴散，止?jié){巖壁的間距為1.5*1.5m，內(nèi)部注漿間距為2*2m。注漿應遵循先進行止?jié){巖壁注漿，再進行內(nèi)部注漿的原則。

鉆孔施工順序以沿平行結(jié)構(gòu)方向為主、以垂直結(jié)構(gòu)方向為輔，以前期補勘階段揭示的理論巖溶中心沿隧道方向向兩邊進行鉆孔施工，若未揭示溶洞則不再向外延伸鉆孔，對未發(fā)現(xiàn)溶洞的鉆孔用水泥漿液封孔，完成外排鉆孔和注漿后再按要求向內(nèi)側(cè)推進，在推進的過程中若未發(fā)現(xiàn)溶洞，則不再繼續(xù)推進。

（三）吹砂

較大未填充溶（土）洞需先進行吹砂夾石充填，充填材料為中細砂（加豆粒石），投砂時原來探到有空洞的鉆孔作為出氣孔，也可利用兩投砂孔相互作為出氣孔，投砂后再采用此孔進行注漿。原則上單個溶洞范圍內(nèi)的多個石料孔都完成充填后，再進行壓力灌漿。若遇單個溶洞處理范圍大，可將注砂管徑適當加大，以提高施工效率。投砂處理的方法是在原探有空洞的鉆孔附近補鉆兩個Φ179mm（套管200mm）的投砂孔，利用高壓風投砂填充法投砂。

（四）注漿

注單液漿施工：根據(jù)注漿要求，在溶、頂板以上的部位用實管，在溶、內(nèi)使用花管，注漿管底部加下悶蓋；將實、花管根據(jù)要求連接后，下管時在管內(nèi)注入清水，克服孔內(nèi)浮力，下至孔底以下0.5m。止?jié){系統(tǒng)由皮碗式止?jié){塞、花管、寶塔頭和管堵組成，止?jié){塞必須采用雙塞系統(tǒng)，而且一套塞子只能包含一環(huán)灌漿孔。采用定深、定量、分序、間歇、重復注漿的施工工藝，注漿速率較小時，利于漿液擴散范圍控制及圍巖穩(wěn)定，且能適應于地層空隙率的變化。因此，需選擇合理的注漿速率，并在注漿過程中逐漸調(diào)整。注漿前期選擇較大的初始注漿速率，當注漿壓力穩(wěn)定后，按照該注漿速率一定比例（如50%～5%）劃分若干注漿階段（按照注漿設(shè)備性能），梯度降低注漿速率，由高速率注漿階段轉(zhuǎn)變?yōu)榈退俾事凉B階段，利于充填密實。注漿參數(shù)：注漿終壓為1.2～1.4MPa（孔深40m）、1.3～1.5MPa（孔深50m）；水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥；水灰比=1.2：1；注漿速度：30～70L/min；注漿擴散半徑設(shè)計為1.5m；

待套殼料養(yǎng)護2～3d后進行開環(huán)。開環(huán)時注水進行試驗，以檢查注漿管路是否正常和判斷地層的吸漿能力等，并防止堵管；灌漿量采用流量計進行計量。

注改性水泥膏漿施工：制漿工藝流程為取粘土至制漿機上料斗→高速葉片強制打碎攪拌→出漿口處分離漿體與渣體→沉淀池水化→儲漿池。要求儲漿池中的粘土漿密度在1.23～1.25g/cm3之間。注漿時先將注漿管下至最下層溶洞底，每灌段按設(shè)定的段長，逐段上提灌漿管，自下而上灌漿至最上部溶洞頂。注漿完成后，為確保處理效果，需再進行水泥漿補注施工。溶洞注漿加固處理采用注漿壓力及注漿量雙控指標，注漿過程以注漿壓力控制為主，內(nèi)部注漿終壓控制在1.2～1.4Mpa（孔深40m）、1.3～1.5Mpa（孔深50m），止?jié){巖壁及巖帽的注漿終壓控制在2.4Mpa（孔深40m）、2.5Mpa（孔深50m）左右。注漿量以延米總注漿量進行控制，其中止?jié){巖壁注漿填充率約按50%進行控制，內(nèi)部注漿約按30%進行控制。