王振利

（中鐵十一局集團第一工程有限公司，湖北 襄陽 441104）

1 工程概況

龍東村站是深圳地鐵16號線第12座車站，位于深汕公路與愛南路交叉路口東側(cè)，長615.4 m。車站結(jié)構(gòu)底板埋深約17.4～22.4 m，大部分位于殘積粉質(zhì)黏土中，局部位于微風化灰?guī)r及微風化灰?guī)r與第四系粉質(zhì)黏土結(jié)合面處。地下水流速0.21～0.62 m/d，有流動性，流向整體上為北東向?？扇軒r在龍東村車站范圍內(nèi)普遍分布，基巖埋深差別大，巖面極不平整，可溶巖巖面埋深13.40～37.30 m，整體西北高東南低。車站主體范圍內(nèi)巖溶強發(fā)育，鉆孔見洞率64.3%。

2 試驗段溶洞選擇

本站場地內(nèi)巖溶為覆蓋型巖溶，發(fā)育類型主要為溶洞和溶隙；勘探揭露的土/巖分界線起伏較大，局部基巖埋深較大的地段巖面附近分布有軟塑狀的黏性土，為溶槽堆積物，灰?guī)r表面有溶槽較發(fā)育，并被殘積層黏性土充填。

2.1 溶洞處理原則

施工前應(yīng)根據(jù)溶（土）洞分布與處理范圍總平面圖對待處理的溶洞分布范圍及溶洞形式、尺寸進行探明并填充，圍護結(jié)構(gòu)施工須在巖溶處理完成后進行。

（1）圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)3 m、底板以下5 m范圍內(nèi)的所有溶洞均處理。

（2）底板以下5～10 m內(nèi)的溶洞，溶洞穩(wěn)定巖面頂板高度小于3 m或覆跨比小于1的溶洞，需進行充填處理。

（3）存在圍護結(jié)構(gòu)底部以下溶洞穩(wěn)定巖面頂板高度小于3 m的無充填或半充填溶洞也應(yīng)進行處理。

（4）在上述處理范圍內(nèi)存在“串珠狀”溶洞時，當洞體之間的完整基巖層厚度小于0.5 m時，僅處理至下層溶洞。

2.2 試驗段溶洞選擇

根據(jù)地勘資料溶洞揭示情況，本次試驗段選取5個溶洞，溶洞編號分別為R15、R16、R20、R22、R33。選取的5個溶洞預(yù)估體積1 945.7 m3，估算填碎石/砂量1 556.56 m3；估算注漿量778.28 m3。

2.3 鉆孔布置原則

巖溶處理前，先進行溶、土洞平面范圍的試探測：以揭示到溶、土洞的鉆孔為基準點，沿垂直方向間隔2.0 m施作一排注漿鉆孔，以基本找到洞體邊界為止；沿水平方向施作一排注漿鉆孔，鉆孔與垂直方向注漿鉆孔成梅花形布置，孔間隔2.0 m，以基本找到洞體邊界為止；從中心向其他方向探孔，以基本找到洞體邊界為止。

2.4 注漿孔位選擇

注漿孔孔位根據(jù)實際鉆孔處溶洞位置分布及洞深情況，優(yōu)先選擇洞深較深/較大的孔位進行注漿，根據(jù)具體注漿情況進行補注。

2.5 巖溶處理方法

試驗段R15、R16、R20、R22、R33溶洞均為無填充溶洞，均采用先投料，后靜壓注單液漿的處理方法。鉆孔施工采用跟管機施工，鉆頭直徑為Φ91 mm，鉆至設(shè)計標高后下Φ50 mm的袖閥管。投料填充前每間隔6～7 m布置一個直徑200 mm的投料孔，投料孔中的套管直徑不小于Φ150 mm，投料時可利用兩投料孔相互作為出氣孔或?qū)ｉT設(shè)置出氣孔。投料過程中，可根據(jù)實際情況增加投料孔。注漿均采用袖閥管施工工藝[1]。

3 投料、注漿預(yù)估量統(tǒng)計

根據(jù)鉆孔揭示情況計算試驗段溶洞體積，匯總數(shù)據(jù)統(tǒng)計如表1所示。

表1 勘察預(yù)估體積與鉆孔揭示溶洞體積對比統(tǒng)計

4 投料數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

施工具體投料+注漿工程量具體數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 巖溶試驗段投料注漿工程數(shù)量統(tǒng)計表

4.1 填充分析

通過對5種材料的投料發(fā)現(xiàn)，采用砂漿及混凝土填充具有較好的效果，現(xiàn)對R22溶洞投料填充情況進行分析。

R17～22投料孔為第1個投料鉆孔，因投料前排氣孔設(shè)置較遠，投料過程中未起到作用，故該投料孔未投料成功。R22～26投料孔揭示溶洞高度1.4 m，投料方量20 m3。R22～31投料孔揭示為串珠狀溶洞，溶洞高度分別為0.3、0.3、0.6 m，投料方量36 m3。無填充溶洞高度小于3.0 m時，投料效果較差。

4.2 注漿分析

（1）注漿PQT曲線分析。

①R15溶洞注漿采用間歇式跳孔注漿，其中最后三個注漿孔R15-3、R15-5、R15-4注漿PQT曲線可反應(yīng)R15溶洞注漿已滿。

②R15-3注漿過程壓力起伏較大，最小壓力1.12 MPa，先后5次達到1.5 MPa壓力值以上，在壓力增加過程中，注漿量無明顯變化。在穩(wěn)壓過程中，壓力突然跌落，可繼續(xù)注漿。第5次壓力超過1.5 MPa后，放棄R15-3注漿，跳孔至R15-5進行注漿。

③R15-5注漿過程壓力起伏較大，最小壓力1.05 MPa，先后6次達到1.5 MPa壓力值以上，在壓力增加過程中，注漿量無明顯變化。在穩(wěn)壓過程中，壓力突然跌落，可繼續(xù)注漿。第6次壓力超過1.5 MPa后，放棄R15-5注漿，跳孔至R15-4進行注漿。

④R15-4注漿過程壓力起伏較大，最小壓力1.09 MPa，過程中先后5次達到1.5 MPa壓力值以上，前4次壓力達1.5 MPa后，繼續(xù)注漿，注漿量無明顯變化。最大壓力不超過1.62 MPa，且在穩(wěn)壓過程中壓力突然跌落，可繼續(xù)注漿。1月18日3：21，壓力達到1.68 MPa，且不斷增加。R15溶洞鉆孔全部注漿完成，判定R15溶洞注漿完成。

⑤R15-4周邊的注漿孔均已經(jīng)完成了注漿，在R15-4增壓過程中，周注漿孔（排氣孔）無返漿現(xiàn)象。

（2）單孔注漿壓力與注漿量的關(guān)系。

①當控制單孔注漿壓力小于1.0 MPa不增加時，溶洞注漿量小于理論注漿量的10%，無法對溶洞實現(xiàn)有效的充填，在相鄰注漿孔注漿時，仍然無法起壓。

②當注漿速率平穩(wěn)時，注漿壓力值保持在1.0～1.5 MPa時，單孔注漿壓力的波動范圍一般在0.2 MPa之間，能對溶洞空腔實現(xiàn)有效充填。

③當單孔注漿壓力在1.5～2.0 MPa，且壓力不穩(wěn)定時，可換相鄰注漿孔注漿后，再進行回注。

④當溶洞（或大溶洞的局部區(qū)域）的最后1～2個注漿孔壓力值突增至2.5 MPa時，溶洞注漿基本完成。

（3）過程注漿壓力與溶洞充填系數(shù)的關(guān)系。

①R15溶洞注漿孔較多，注漿壓力穩(wěn)定在1.3～1.5 MPa之間，注漿速率穩(wěn)定，當最后1個孔壓力達1.68 MPa時，注漿速率降低，溶洞充填系數(shù)1.53。

②R16溶洞注漿孔2個，第1個孔注漿壓力在1.0～1.2 MPa之間，第2個孔注漿壓力在1.2～1.3 MPa之間，注漿速率穩(wěn)定，第2個孔壓力達1.57 MPa時，注漿速率降低，最終溶洞充填系數(shù)2.15。

③R20溶洞注漿孔2個，注漿壓力保持在0.56 MPa時，注漿速率穩(wěn)定，當最后1個孔壓力達1.62 MPa時，注漿速率降低，最終溶洞充填系數(shù)1.33。

④R22溶洞較大，注漿孔較多，各個注漿孔壓力變化較大，當注漿壓力小于1.0 MPa時，注漿停滯；同一區(qū)域先注的注漿孔壓力保持在1.0～1.3 MPa之間；后注的注漿孔壓力保持在1.2～1.3 MPa之間，過程中注漿速率穩(wěn)定，當壓力超過1.5 MPa時，注漿速率降低，最終溶洞填充系數(shù)1.58。

⑤R33溶洞注漿孔2個，注漿壓力保持0.6 MPa，注漿速率穩(wěn)定，當注漿壓力到達1.3 MPa時，注漿速率降低，最終溶洞充填系數(shù)1.57。

通過分析發(fā)現(xiàn)，溶洞R15、R16、R22采用水泥單液漿進行注漿，當注漿壓力小于1.0 MPa時，無法對溶洞形成有效充填；當注漿壓力（R16溶洞）在1.0～1.3 MPa時，溶洞充填系數(shù)2.15；當注漿壓力（R22溶洞）在1.0～1.3 MPa時，溶洞充填系數(shù)1.58；當注漿壓力（R15溶洞）在1.3～1.5 MPa時，溶洞充填系數(shù)1.53。溶洞R20、R33采用AB料進行注漿，注漿壓力基本保持在0.6 MPa，注漿充填系數(shù)分別為1.33、1.57。

5 結(jié)語

地鐵施工，地下管線眾多，地質(zhì)情況復雜，安全風險高，施工難度大。快速、高效地進行巖溶處理，避免二次處理，既是對施工安全的保證，也加快工程施工進度，對城市地鐵巖溶處理施工提出建議。

（1）選擇合理的鉆孔方案，在前期探邊孔施工階段，可先行按2倍孔距進行施工，待確定溶洞邊界后再進行補孔施工，提高溶洞探孔施工效率。

（2）投料孔的選擇要根據(jù)實際鉆孔已提示的溶洞情況，盡量選擇洞高處進行投料孔施工，確保投料效果，投料材料以砂漿及混凝土為佳。

（3）注漿過程應(yīng)做好記錄并進行分析，確定注漿參數(shù)，制定合理的注漿方案，并動態(tài)調(diào)整，對不合格孔要及時補注，避免對后期施工帶來安全隱患及工期影響。