董永

（1.中建市政工程有限公司；2.中國(guó)建筑一局（集團(tuán)）有限公司，北京 100000）

1 工程概況

創(chuàng)業(yè)園站-銀山站區(qū)間是徐州市軌道交通3號(hào)線一期工程的最后一個(gè)正線區(qū)間。區(qū)間起始于銀山站南端頭，沿銀山路路下一直向南，靠近創(chuàng)業(yè)園站時(shí)向西拐入路側(cè)綠地內(nèi)，至創(chuàng)業(yè)園站北端頭結(jié)束，本區(qū)間礦山法道起點(diǎn)里程右DK23+758.700（左DK23+758.700），終點(diǎn)里程為右DK24+265.395（左DK24+265.942），右線含長(zhǎng)鏈0.46m，礦山法隧道右線長(zhǎng)506.695m、左線長(zhǎng)507.155m，采用臺(tái)階法開(kāi)挖。

本區(qū)間隧道拱頂覆土厚度7.8～11m，上部①-1人工填土層厚度約1.5～3m，②3a-4粘土、⑤3a-4粘土層厚度1.5～6m（局部起伏較大），場(chǎng)地內(nèi)大部分位置無(wú)強(qiáng)風(fēng)化巖分布，局部有較厚的強(qiáng)風(fēng)化巖層。區(qū)間隧道巖溶發(fā)育，溶洞見(jiàn)洞率高。綜合地層特征和土體分布情況，本區(qū)間礦山法區(qū)間綜合圍巖分級(jí)定為Ⅳ級(jí)。

2 溶洞探測(cè)手段及方法

溶洞的探測(cè)宜取洞外探測(cè)和洞內(nèi)探測(cè)相結(jié)合的方式進(jìn)行，對(duì)既有鉆孔發(fā)現(xiàn)的溶洞周邊應(yīng)加強(qiáng)探測(cè)。

①洞外探測(cè)：洞外（地表）探測(cè)的手段為地表物探+鉆孔驗(yàn)證，物探方式根據(jù)實(shí)施條件及效果，應(yīng)有一定精度。

②洞內(nèi)探測(cè)：為獲取開(kāi)挖面前方的地質(zhì)信息，應(yīng)采取洞內(nèi)超前物探+鉆孔驗(yàn)證的方式進(jìn)行。物探包括彈性波反射法（TSP203或TGP12）、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探測(cè)等。地質(zhì)法主要以打設(shè)超前導(dǎo)管為基礎(chǔ)，打設(shè)超前導(dǎo)管時(shí)，詳細(xì)記錄鉆孔深度及巖體狀態(tài)等，通過(guò)綜合分析，判定掌子面前方3～5m范圍內(nèi)巖體特性。

3 溶洞風(fēng)險(xiǎn)程度劃分及處理原則

將溶洞的工程風(fēng)險(xiǎn)程度，劃分為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段，按照地鐵隧道輪廓線外5m范圍確定為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。應(yīng)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的溶洞進(jìn)行處理，溶洞處理必須填充密實(shí)，具體參考以下原則進(jìn)行。

①對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)隧道開(kāi)挖面以外的全填充型溶洞，若其填充物主要為硬塑狀或可塑狀黏土且探孔無(wú)滲漏水現(xiàn)象可不對(duì)該溶洞進(jìn)行注漿加固處理，若主要的填充物為其它類型需對(duì)溶洞進(jìn)行注漿加固處理。

②開(kāi)挖面以內(nèi)的穿越型全填充型溶洞，若填充物大部分部為硬塑狀或可塑狀黏土，且開(kāi)挖后無(wú)滲漏水、填充物能夠自穩(wěn)，填充物可不進(jìn)行清除，僅對(duì)局部空洞進(jìn)行回填注漿處理；若填充物為其它類型需注漿加固。

③對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的所有半填充型和無(wú)填充型溶洞應(yīng)進(jìn)行注漿加固處理。

4 溶洞處理措施

4.1 溶洞處理措施應(yīng)根據(jù)溶洞的類型及分布位置區(qū)分處理

①部分位于開(kāi)挖范圍線以內(nèi)的拱部溶洞及上臺(tái)階范圍溶洞處理。

對(duì)于超前探測(cè)發(fā)現(xiàn)的位于隧道開(kāi)挖范圍內(nèi)的拱部的半充填或空洞，采取開(kāi)挖前拱部超前小導(dǎo)管注漿+開(kāi)挖后徑向注漿的處理方法，施作流程如下。

a.第一步，在爆破開(kāi)挖前先行打設(shè)超前小導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)注漿處理措施，根據(jù)超前探孔探測(cè)到的前方圍巖滲水量情況或開(kāi)挖后拱部的滲水情況，現(xiàn)場(chǎng)采取壓注水泥漿液與水泥-水玻璃雙液漿兩種注漿方式，注漿壓力0.5～1.0MPa，注漿參數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整，以保證最優(yōu)注漿效果。注漿導(dǎo)管沿開(kāi)挖斷面拱部120。范圍內(nèi)打設(shè)，導(dǎo)管采用Φ42熱軋無(wú)縫鋼花管，壁厚3.5mm，單根長(zhǎng)度不小于3m，縱向應(yīng)穿透巖溶區(qū)并深入巖層內(nèi)1m，縱向每1m打設(shè)一循環(huán)并及時(shí)進(jìn)行注漿施工，注漿施工時(shí)噴射混凝土封閉拱部掌子面。對(duì)于侵入隧道拱部開(kāi)挖范圍內(nèi)1m以上的洞徑大于2m的空洞、半填充溶洞，除小導(dǎo)管注漿外宜結(jié)合上臺(tái)階打設(shè)輔助超前注漿孔進(jìn)行注漿處理。

b.超前注漿完成后，進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)，徑向打設(shè)鉆孔，再次驗(yàn)證溶洞的類型。若為全填充型溶洞，應(yīng)根據(jù)前述“溶洞的處理原則”判定是否需徑向注漿；若非全填充型溶洞，必須進(jìn)行徑向注漿加固處理，徑向注漿范圍應(yīng)包攏溶洞。溶洞填充徑向注漿采用Φ42熱軋無(wú)縫鋼花管，注漿管間距0.8×0.8m，注漿漿液采用水泥砂漿或水泥漿，注漿壓力0.5～1.0MPa，注漿參數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整，以保證最優(yōu)注漿效果（見(jiàn)圖1）。

圖1 洞內(nèi)溶洞處理示意圖

②部分位于開(kāi)挖范圍線以內(nèi)的邊墻及仰拱部位溶洞處理。

對(duì)于超前探測(cè)發(fā)現(xiàn)的位于隧道開(kāi)挖范圍內(nèi)的邊墻位置、仰拱部位的半充填和無(wú)充填型溶洞，采取開(kāi)挖后直接采用C25素混凝土回填或采用徑向注漿加固。全填充型溶洞根據(jù)前述“溶洞處理原則”確定是否需注漿加固處理。

③完全位于開(kāi)挖線范圍以內(nèi)的溶洞，若經(jīng)超前探測(cè)內(nèi)部無(wú)水，直接挖除。

④對(duì)于開(kāi)挖范圍線以外距離開(kāi)挖線小于5m的拱部位置的溶洞，根據(jù)超前小導(dǎo)管的加固范圍以及溶洞外壁距開(kāi)挖輪廓線的距離確定是否采用超前小導(dǎo)管注漿加固，若溶洞分布位置超過(guò)超前小導(dǎo)管注漿加固范圍或超前小導(dǎo)管注漿加固效果不理想，應(yīng)輔以上臺(tái)階掌子面鉆孔進(jìn)行超前注漿輔助加固以及開(kāi)挖后采取徑向注漿加固，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際情況靈活采用（見(jiàn)圖 2、圖3）。

圖2 洞內(nèi)溶洞處理示意圖

圖3 溶洞隧道內(nèi)超前處理縱斷面示意圖

⑤拱部開(kāi)挖中揭示的半充填或無(wú)充填的溶洞，根據(jù)溶洞的大小，采取不同的措施：a.溶洞高度H≤1m，縱向發(fā)育長(zhǎng)度L≤1m，將鋼架間距調(diào)整為不大于1m，并按上述徑向注漿措施進(jìn)行處理。b.溶洞高度1m＜H≤2m，縱向發(fā)育長(zhǎng)度1m＜L≤2m，采用Φ42小導(dǎo)管棚護(hù)，小導(dǎo)管與鋼架焊接，鋼架間距0.7m/榀，鋼架兩側(cè)各設(shè)置4根鎖腳錨管。小導(dǎo)管縱向須穿過(guò)溶洞并插入穩(wěn)定巖面內(nèi)，插入長(zhǎng)度不小于1m，環(huán)向分布區(qū)域應(yīng)超出溶洞兩端1m。預(yù)埋徑向注漿管，進(jìn)行注漿處理。c.若溶洞高度大于1.5m，縱向發(fā)育長(zhǎng)度大于2m，采用Φ70鋼管棚支護(hù)，小導(dǎo)管與鋼架焊接，鋼架間距0.4m/榀，鋼架兩側(cè)各設(shè)置4根鎖腳錨管。小導(dǎo)管縱向須穿過(guò)溶洞并插入穩(wěn)定巖面內(nèi)，插入長(zhǎng)度不小于1m，環(huán)向分布區(qū)域應(yīng)超出溶洞兩端1m。預(yù)埋徑向注漿管，進(jìn)行注漿處理。

4.2 巖溶裂隙水處理

隧道開(kāi)挖完成或初期支護(hù)施做完成后應(yīng)對(duì)大面積滲漏水部位進(jìn)行徑向注漿止水，注漿面范圍應(yīng)包絡(luò)滲漏水區(qū)域，注漿范圍根據(jù)實(shí)際需要采用全斷面徑向注漿或局部范圍徑向注漿加固。

5 溶洞處理后質(zhì)量檢測(cè)

①檢測(cè)方法。對(duì)溶洞處理質(zhì)量檢測(cè)采用鉆孔取芯為主、壓水試驗(yàn)為輔的綜合方法進(jìn)行灌漿質(zhì)量檢查。

②檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)洞徑大于2m的溶洞必須進(jìn)行質(zhì)量檢查，其余按洞徑小于2m的溶洞處理總數(shù)的10%進(jìn)行溶洞灌漿質(zhì)量抽查。鉆孔取芯后做抗壓試驗(yàn),注漿固結(jié)體28d的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.8MPa。溶洞加固處理后,質(zhì)量檢查孔壓水試驗(yàn)透水率應(yīng)不大于10Lu,合格率應(yīng)達(dá)85%以上，其余不合格孔段的透水率最大值應(yīng)不超過(guò)15Lu，且不集中。隧底溶洞處理后，開(kāi)挖至該處時(shí)，應(yīng)進(jìn)行基地承載力試驗(yàn)，若其承載力不滿足150kPa以上，需要進(jìn)行基地加固處理。

③不滿足上述檢查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)對(duì)受檢查的溶洞加固區(qū)進(jìn)行灌漿補(bǔ)強(qiáng)施工。

④質(zhì)量檢查孔的壓水檢查工作應(yīng)在單元工程灌漿結(jié)束7d后進(jìn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目部采用了以上防護(hù)措施，順利的完成了創(chuàng)業(yè)園站-銀山站區(qū)間礦山法隧道施工，按照上述方法處理后，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示無(wú)異常，事實(shí)證明了該處理方案可以滿足現(xiàn)場(chǎng)溶洞處理需求，在溶洞處理過(guò)程中，多次迎來(lái)了其他兄弟單位的學(xué)習(xí)借鑒，該處理方案具有推廣意義。