饒彪

摘 要：隨著國家對基礎投資的加大，近幾年各地軌道交通建設飛速發(fā)展，在巖溶地區(qū)修建明挖地鐵車站已經(jīng)成為不可避免的難題。盡管在軌道交通線路設計上對巖溶地區(qū)采取能避則避的原則，但是部分溶洞仍然需要謹慎處理。如果處理不當，將直接影響明挖車站的基坑安全，極易造成基坑涌水，周邊地面垮塌，房屋不均勻沉降等問題。本文以坐落在礌崗斷裂帶上的佛山地鐵某車站為例，對地鐵基坑范圍內(nèi)溶洞處理技術(shù)進行分析總結(jié)，確保巖溶地區(qū)基坑開挖過程安全有序。

關(guān)鍵詞：巖溶;地鐵施工;探邊;溶洞處理;礌崗斷裂帶

一、工程概況

佛山地鐵某車站所處地質(zhì)條件較為復雜，下伏粉砂巖、鈣泥質(zhì)粉砂巖，溶洞的形成主要受隱伏斷裂帶影響，基巖裂隙水豐富且含鈣質(zhì)成分，在地下水長期沖刷和侵蝕下，鈣質(zhì)成分流失造成空洞，屬于強發(fā)育溶洞。根據(jù)地質(zhì)勘探情況，有多層次溶洞疊加。根據(jù)場域勘察資料顯示，該區(qū)域19個施工鉆孔中13個有溶洞，巖溶見洞隙率為68.4%，巖溶發(fā)育程度等級為強發(fā)育。巖溶專題勘察中跨孔彈性波CT法反演解析，部分溶洞成串珠狀且較發(fā)育，物探剖面計算線巖溶發(fā)育率為80.06%，鉆探見洞率和物探剖面線巖溶發(fā)育率數(shù)值較接近，巖溶發(fā)育程度等級為強烈。場地范圍內(nèi)由于溶洞未全部充填，巖溶有繼續(xù)發(fā)育的可能性，比較容易形成較大的巖溶通道，把巖層表面的土顆粒帶走，向上形成土洞，土洞發(fā)育到一定程度，就會造成地鐵結(jié)構(gòu)底板脫空，軌道下沉，對車站和軌道造成破壞，危及地鐵安全。同時溶洞發(fā)育地段也對周邊建（構(gòu)）筑物的安全帶來一定安全隱患，在一定條件下可能會發(fā)生地質(zhì)災害，造成地面塌陷或塌坍，嚴重威脅本工程及周邊建筑物的安全。

因此施工區(qū)域內(nèi)溶洞處理的效果直接影響到基坑施工及后期運營的安全。

二、溶洞處理技術(shù)原則

（一）溶洞注漿處理原則

1、由于本區(qū)域溶洞主要發(fā)育于中風化鈣泥質(zhì)粉砂巖，故對于發(fā)現(xiàn)的溶洞采取注漿的方法進行填充加固，全充填溶洞采用壓力注漿的方法進行填充加固，注漿壓力從低到高，間歇、反復壓漿。

2、注漿方量超過探邊理論方量30%時，需專題研究，重新確定溶洞范圍。

（二）溶洞探邊收口原則

1、根據(jù)地勘及設計資料，對基坑以下10m范圍內(nèi)揭示溶洞進行探邊，確定溶洞范圍;

2、對巖溶專題勘察揭示的溶洞采用地質(zhì)鉆機超前鉆探，以揭示溶洞的勘察孔為基點，向四周方向間距2m布置，如圖1所示，對角位置未揭示溶洞，方可確定溶洞邊界。

3、對于地下連續(xù)墻及灌注樁，為確保施工過程中風險，地下連續(xù)墻在施工范圍內(nèi)設置兩個探邊鉆探孔，灌注樁設置一個探邊鉆探孔進行探邊，探邊深度為墻底及樁底5m，如遇溶洞則往基坑外側(cè)偏移3m后進行探邊，并對溶洞進行注漿處理。

（三）溶洞探邊過程中注意事項

1、探邊鉆探孔可作為后期溶洞處理的注漿孔和出氣孔，施工過程中注意保護。

2、探邊鉆探孔施工時注意保留芯樣，以便復核地勘情況，優(yōu)化溶洞處理方案。

三、溶洞注漿施工工藝

（一）試泵

開泵前先將攪拌桶中加滿清水，三通轉(zhuǎn)芯閥調(diào)到回漿位置，待泵吸水正常時，將三通回漿口慢慢調(diào)小，泵壓徐徐上升，當泵壓達到預定注漿壓力時，持續(xù)二、三分鐘不出故障，即可結(jié)束試泵。

（二）安裝注漿管

在套管內(nèi)埋設注漿管，注漿管外露的長度不小于20～30cm，以便連接孔口閥門和管路。注漿管安裝好后，在注漿管管口加上孔口蓋，以防止雜物進入。

（三）漿液配制

1、水泥漿液配比：水：水泥=0.5：1～1：1。因設計采用多次、間歇注漿，擬在前兩次注漿時，采用水灰比為1.0的水泥漿;當注漿量較大時，需要在第三、四次注漿時采用水灰比為0.5～0.8的水泥漿。

2、水泥漿液在現(xiàn)場攪拌，漿液攪拌機配自動稱量系統(tǒng)，保證水泥漿液配比的準確性。漿液攪拌機自動稱量系統(tǒng)在正式使用前先進行標定。

（四）注漿

在正式注漿前先進行注水試驗。通過注水試驗判斷地下水系的連通性;在注水過程中觀察地面的沉降情況。

1、注漿順序：遵循“先周邊孔、后中央孔，跳孔注漿”順序。根據(jù)設計文件，將原設計中巖溶發(fā)育區(qū)劃分為若干個處理區(qū)域，各區(qū)域之間采用流水作業(yè)方法，達到邊鉆孔、邊注漿的效果。先加固外側(cè)溶洞，發(fā)現(xiàn)漿液流失嚴重時添加水玻璃，以確保注漿效果。

2、注漿壓力一般為≤0.20MPa。

3、終注條件：在終注壓力0.2Mpa下連續(xù)注漿10～15min可終止注漿。

4、當?shù)谝淮巫{時，注漿壓力達不到0.2MPa，暫時停止注漿，采取間隙注漿，間隙6-10小時后進行2次注漿，第2次注漿在120s內(nèi)達到0.2MPa時可終止注漿。在120s以上達不到0.2MPa時仍需要暫時停止注漿，繼續(xù)采取間隙注漿。間隙6-10小時后進行第3次注漿，當?shù)?次注漿壓力在120s內(nèi)即達到0.2MPa時，即可終止注漿。超過120s以上達不到0.2MPa時，按照上述條件暫時停止注漿，還需進行第4次注漿。

5、如間隙注漿4次以后注漿量超過理論填充量的30%時，應請業(yè)主、設計、監(jiān)理等部門共同研究后采取措施處理，必要時摻加水玻璃進行堵漏處理。

6、注漿完成后須用水泥砂漿M5封孔。

四、溶洞注漿質(zhì)量檢測

（一）溶洞充填注漿效果檢查，主要是檢查填充率及密實程度。

1、填充率檢查：可考慮采用“二次壓漿”方法進行檢查。壓力從0MPa逐步提高到0.2MPa 維持10～15min即可。

2、密實程度檢查：采用標貫法測定，標貫值達到“堅硬”狀土為優(yōu)，“硬塑”狀土為合格。

（二）注漿加固效果檢查：

1、檢測方法

1.1 采用鉆孔取芯，做抗壓試驗及壓水試驗。

1.2 對加固地層做原位標貫試驗。

2、檢測標準

2.1 溶洞處理檢測數(shù)量不少于注漿孔數(shù)量的1%;

2.2 溶洞填充注漿：采用鉆孔取芯為主、壓水試驗為輔的綜合方法進行檢測。

3、按下述檢查方法與標準進行溶洞檢測：

3.1 ?采用鉆孔抽芯法，做抗壓試驗，要求28d無側(cè)限抗壓強度≥0.2MPa;

3.2 ?采用隨機原位標貫試驗，標貫擊數(shù)應不小于10擊。

3.3 ?檢測原則和數(shù)量：?檢測數(shù)量不少于注漿孔數(shù)量的1%;要求每個溶洞均要檢測一次;采用隨機鉆孔取芯，做抗壓試驗，要求無側(cè)限抗壓強度不小于0.2MPa。質(zhì)量檢查孔的壓水檢查工作應在單元工程灌漿結(jié)束7d后進行。

3.4 溶洞加固處理后質(zhì)量檢查孔壓水試驗透水率應不大于10Lu，合格率應達85%以上;其余不合格孔段的透水率最大值應不超過15Lu，且不應集中。

3.5基坑開挖前應按專家論證、施工單位技術(shù)負責人、總監(jiān)理工程師審批的降水施工方案進行抽水試驗。

四、結(jié)束語

溶洞處理有兩個關(guān)鍵的因素，一是溶洞的探邊，二是處理效果的檢測。地下的情況復雜多變，僅靠前期勘察的一孔之間，以及所謂的神仙線描繪的地質(zhì)圖很難準確判斷溶洞的準確位置及空腔大小。即使嚴格按照設計原則探邊，也難免會在兩孔之間存在裂隙或者孔洞，因此對處理效果的檢測十分必要，特別是探明溶洞邊緣注漿效果的檢測。施工過程中應注意對開挖面的巡查，重點關(guān)注坑內(nèi)坑外的水位監(jiān)測情況。

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