1、1论城市交通轨道建设中岩溶处理施工技术摘要：地铁隧道作为城市交通轨道建设中的一部分，在实际施工中常常会遇到岩溶地质，城市交通轨道建设中岩溶处理对于确保工程质量与安全意义重大。本文结合某隧道施工实例，针对该隧道岩溶强烈发育情况，对该隧道采取注浆技术对溶洞进行处理，详细地探讨其注浆治理施工技术措施。 关键词：城市交通轨道；岩溶处理；注浆技术中图分类号：TU74 文献标识码：A 前言 溶洞是石灰岩的节理裂隙经流水的溶蚀作用，经过百万年、几百万年或者更久远的时间不断地溶蚀发育所形成的洞。同样是流水溶蚀形成的由于其形态不同而有的叫溶穴，溶沟或溶槽等。由于溶洞处理费用很高，对于一般的建构（筑）物不考虑对溶
2、洞进行处理，基础可采用桩基础形式，将桩的底端进入到岩面或者穿过溶洞进入到溶洞底板作为桩的持力层；而地铁是修建在地下的结构物，当隧道底有溶洞而地基承载力不能满足要求时，则必须对其进行处理。隧道有其特殊性，考虑施工条件和经济的合理性等，难以采用钻孔桩、冲孔桩、沉管灌注桩来支撑隧道的管片，可以对溶洞进行填充处理提高地基的承载力或增加溶洞顶板的厚度来保证地铁施工和运营的安全需要。 一、工程概况 2规划建设的某隧道工程位于市区内，全长约 401 km。隧道工程河西盾构段钻孔见洞率 7273，溶洞视高度 3m4m 者占总洞数的2152；3m 以下者 6583；溶洞分布标高集中在标高一 8m15m 范围内，
3、尤其以 0m10m 之间最集中。溶洞多为砂砾石或砂砾石混黏性土充填或半充填，无充填物的溶洞仅占揭示钻孔的 10。在某段附近出现钻探坍塌，及与河水相连通的溶洞。 二、岩溶处理目的 1、盾构机在岩溶地质施工特别容易发生地质突然塌陷事故，给施工方带来损失。本次工程施工所采用的盾构机机身长达 14m，重量约 300 吨。经计算发现，如果隧道施工地下存在大于 3.2m 的空洞或者地下土层为软弱土层，都会尽量避免盾构机突陷等事故及隧道结构后期沉降过大。盾构机本体重 320t，长 12m，其重心约在前 3.2m 处。掘进时隧道底部若突现大于 3.2m 以上的空洞或极软弱地层都会发生盾构机栽头或陷落的状况。2
4、、对于地表塌陷和过大沉降进行控制。对于本工程来说，对岩溶处理，能够实现盾构施工的土压平衡，减少塌陷的发生几率。岩溶地质含水量较高，对岩溶处理还能够起到减少水量流失，降低工后地表沉降的发生几率。 3、满足永久隧道结构的承载力、变形、防水要求。溶洞填充物和灰岩承载力有很大的差别。通过对地层进行处理，提高填充物的承载力，减小不同地层之间的差异沉降，减少管片渗漏，以满足地铁正常运营。 三、岩溶处理方案的确定 3岩溶处理方案的确定首先需要确定岩洞的布局和规模大小。若想获得准确的参考信息，仅凭经验是不够的，需要利用精密的勘测仪器。本工程方案的确定是借助物探与钻探相结合的超前地质预报预测技术实现的。具体操作
5、如下：首先采用物探方式大致的确定岩洞的分布，排除没有岩洞的区域；再次采用钻探的方法，对以发现的岩洞进行进一步分析，获取确切信息。 经过上述勘察确定，本工程所在地理位置多为全充填溶洞，溶洞填充物包括为粉细砂和岩石碎块，呈现松散状。根据此溶洞的特征、各灌浆技术的适用及施工经验，决定采用静压灌浆法对溶洞进行施工处理。 四、施工工艺与技术要求 （一）施工工艺：对于全充填溶洞或半充填但洞体较小的溶洞，拟采用静压灌浆法，浆材为纯水泥浆。 （二）技术要求 1、通过溶洞处理，达到减弱或消除溶洞渗透性，提高溶洞洞壁岩体稳定性，以使盾构施工顺利进行； 2、静压注浆材料采用纯水泥浆，水泥采用 325R 级普通硅酸盐
6、水泥； 3、水灰比具体比例可通过现场试注浆后确定； 4、注浆终压 0510MPa。注浆压力逐步提高，达到注浆终压后继续注浆 10min 以上； 5、注浆速度：3050Lmin。实际灌浆参数，根据现场实验确定。 （三）施工方法 41、灌浆压力 土岩接合面处灌浆压力 0.2MPa;溶洞灌浆压力按 0.30.5MPa 控制。灌浆压力应随着灌浆过程逐步提高,达到设计灌浆压力并继续注浆 30min以上。实际灌浆压力根据生产性试验作适当调整。 2、灌浆结束标准 当同时满足下述规定时,方可结束灌浆作业:在最大设计压力下,灌浆孔段注入率不大于 1.0L/min 时,继续灌注 30min 后可结束灌浆作业；灌浆
7、全过程中,在最大设计压力下的总灌浆时间不少于 60min。 3、灌浆注意事项 溶洞处理通过地面钻孔，并注入水泥砂浆的方式进行。因为岩层裂缝的宽窄各异，灌注初期用稀浆灌注，从而避免堵塞微细裂隙，随着施工的进行，根据施工变动，将灌浆压力和浆液浓度逐渐增高， 部位，并对其进行双液浆灌注，除去残余微细裂隙。由于无法确定施工范围外围是否还有体积相对较大的溶洞和岩溶承压水等，为确保起见，隧道两侧的溶洞开展注浆施工时，其注浆压力应当提高，同时结合注浆量、注浆时间和注浆压力的变化情况，并参考已有的钻探孔和抽水试验孔的地质描述，进行综合判断。从而避免隧道两侧的承压水由于施工加固不到位而涌出岩层的事故发生。在注浆
8、施工中往往会出现孔口浆液溢出的状况，对此可以采取封孔措施。在注浆施工完成后，要检查注浆孔是否密封完好，密封不完好就会埋下安全隐患。 （四）溶洞地段地铁施工的其它要点 1、溶洞地段施工进入到边缘施工阶段的同时，其他施工就紧跟其上，5例如支护与衬砌施工，这几项施工应交叉作业，确定合理施工方案，既保证工程质量又缩短工期，降低成本。 2、施工安全管理中要特别注意对溶洞顶部的安全管理。溶洞顶部有较大破碎时，特别容易发生安全事故。因此，应当及早检查，及时加固。加固方法可采用喷锚方式，先喷射混凝土加固，再在打入锚杆，挂设钢筋防护网。 3、针对溶蚀地段性质，爆破施工应当遵循“多打眼、打浅眼”的原则。一次爆破，
9、大眼往往较深，爆破威力大，容易对围岩造成大的扰动。“多打眼、打浅眼”可以降低爆破是造成的负面效应，减少对围岩的扰动。 4、掘进在溶洞充填体中进行时，针对不同情况采取不同施工措施。在充填物松软情况下，一般采用超前支护施工。在填充物为极松散的砾石、块石堆积或流塑状粘土及砂粘土等情况下，一般采用采用地表注浆法施工，也可以采用洞内注浆或地表和区间溶洞洞内注浆相结合的方式进行。在颗粒细、含水量大的流塑状土壤的情况下，一般采用劈裂注浆法施工，通过水泥砂浆或水泥水玻璃双液浆的注入实现加固。 5、溶洞未作出处理方案前，不要将弃碴随意倾填与溶洞中。因弃碴覆盖了溶洞，不但不能了解其真实情况，反而会造成更多困难。
10、五、溶洞处理效果检查 1、检测方法 采用钻孔取芯，做抗压试验为主，对加固地层做标贯试验。 2、检查标准 6溶洞：每个溶洞处理区域需检测一次，按 1%孔数抽查，不小于 3 点，采用随机钻孔取芯，做抗压试验，无侧限抗压强度0.20MPa。 本项目的溶洞抽芯和标贯试验结果： 溶洞内填充物无侧限抗压强度 最小值为 1.0MPa 结语 岩溶地基处理有很大的难度和复杂性，需要因地制宜选择处理施工方案。地质超前预测是方案选择与施工的依据，超前预测的方法可采用钻探+物探。盾构机应具有超前探测和超前注浆功能，在洞内进行超前探测并补充注浆处理。 参考文献 1张廷等.隧道岩溶处理面面谈J.现代隧道技术，2011.38(1). 2雷明堂等.城市岩溶塌陷地质灾害风险评估以贵州六盘水市为例J.中国地质灾害与防治学报，2012.11(4). 3黄焰等.岩溶地区城市地下浅埋隧道工程技术研究J.土木工程学报，2011（8）.
