降伏“溶洞群”

永彬 胡凱 李劍

全長33.6公里的武漢地鐵6號(hào)線，下穿漢江，橫跨武昌三鎮(zhèn)，其中，前進(jìn)村站至馬鸚路站區(qū)間，乘客絕不會(huì)想到，這里曾經(jīng)有一大片溶洞群。

據(jù)原中鐵五局二公司武漢地鐵6號(hào)線8標(biāo)項(xiàng)目常務(wù)副經(jīng)理陽建新介紹：“如果這片地下溶洞群沒有很好處理，車站以及這一區(qū)間，受長江豐枯水情的影響將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的塌陷，危及地鐵行車和人民生命財(cái)產(chǎn)安全?！?/p>

5月16日，在武漢地鐵6號(hào)線開通近一年半之際，我們一行再次重返現(xiàn)場，深入了解運(yùn)營情況，真正弄清楚這條地鐵是如何做到固若金湯的？

困 擾

5月16日，記者來到武漢地鐵16號(hào)線新工地，實(shí)地追訪陽建新。

打開地鐵6號(hào)線8標(biāo)段設(shè)計(jì)文件，剖面圖顯示，紅建路站至馬鸚路站區(qū)間地質(zhì)狀況分三層，從上到下依次為砂層、粘土層和巖溶性灰?guī)r，而在巖溶性灰?guī)r里面隱藏著大大小小140多個(gè)溶洞，8標(biāo)段成為6號(hào)線巖溶地帶主要分布區(qū)。

“由于離長江特別近，隨著長江豐枯水情的影響，8標(biāo)地下140多個(gè)溶洞里的水位也隨著長江水位的漲落而起伏，枯水期水位下降，形成空洞，就容易造成塌陷?！标柦ㄐ路治龅?。

“一般處理地下溶洞類的地基，通常是給溶洞實(shí)施注漿，使其固化，但傳統(tǒng)的施工方法無法精準(zhǔn)掌控實(shí)際情況，會(huì)給行車帶來安全風(fēng)險(xiǎn)?！标柦ㄐ抡f。因?yàn)槿芏从锌p隙，傳統(tǒng)方法無法掌控注漿量，容易出現(xiàn)注漿量不足（無法有效填充溶洞、可能發(fā)生塌陷）、過量（漿液進(jìn)入砂層后，造成浪費(fèi)）、無法持壓（溶洞內(nèi)、溶洞間通道無法填滿）等問題。

如何在這樣特殊的巖溶區(qū)進(jìn)行有效可控地注漿，成了項(xiàng)目能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

“項(xiàng)目部從上到下，齊心協(xié)力攻克城市地鐵穿越巖溶區(qū)軟弱砂層鉆孔注漿護(hù)壁結(jié)構(gòu)技術(shù)這只‘擋路虎?！标柦ㄐ陆榻B道。

破 局

既然往溶洞里注漿，注入的漿四處流淌，不受控制，那就想辦法讓它乖乖聽話。

項(xiàng)目部專門成立了“城市地鐵穿越巖溶區(qū)軟弱砂層鉆孔注漿護(hù)壁結(jié)構(gòu)”技術(shù)攻關(guān)小組，通過對(duì)比國內(nèi)外巖溶處理研究現(xiàn)狀，以及武漢市周邊巖溶塌陷案例進(jìn)行深入分析。

通過多次研討分析，項(xiàng)目部找到了傳統(tǒng)施工方法注漿不受掌控的原因?！耙痪湓?，以前只知道悶頭往里灌，注多少，能增多少壓力都是一本糊涂賬?！标柦ㄐ抡f。

經(jīng)過仔細(xì)分析，并征詢相關(guān)地質(zhì)專家意見，項(xiàng)目部開始在施工中開展技術(shù)攻關(guān)，從理論計(jì)算到反復(fù)試驗(yàn)，最終形成巖溶處理總體施工新方案，即“結(jié)合傳統(tǒng)工藝，加入跟管設(shè)備、灌漿記錄儀和止?jié){塞。”陽建新說。

駕 馭

在陽建新的演示下，一個(gè)模擬操作流程清晰地展示在筆者眼前：

先用鋼套管鉆孔至巖層，再在銅套管內(nèi)放入PP-R管，拔出鋼套管，保留PP-R管，為注漿和止?jié){塞提供順暢通道。采用跟管施工新工藝后，能夠盡量避免砂石漏失，基本消除了傳統(tǒng)工藝在該地層中施工存在的風(fēng)險(xiǎn)。

“通過在PP-R管中設(shè)置止?jié){塞，并在其中做一個(gè)進(jìn)出漿的回路，進(jìn)漿管路延伸到溶洞內(nèi)部，并連接流量計(jì)，回漿管路連接壓力計(jì)和流量計(jì)，給溶洞建立一個(gè)壓力空間。通過灌漿記錄儀加止?jié){塞實(shí)時(shí)監(jiān)控施工過程中的進(jìn)漿、返漿、壓力等一系列施工參數(shù)、指標(biāo)，以此來判定是否達(dá)到終漿標(biāo)準(zhǔn)，讓注漿乖乖聽從指揮?！标柦ㄐ逻呇菔具吔忉尅?/p>

通過科學(xué)試驗(yàn)和不斷總結(jié)，技術(shù)攻關(guān)小組用一組組科學(xué)數(shù)據(jù)降伏了城市巖溶，確保了武漢地鐵6號(hào)線8標(biāo)內(nèi)140多個(gè)地下溶洞全部注漿合格。一個(gè)個(gè)注滿漿的溶洞，不再成為威脅，反而成為地鐵6號(hào)線堅(jiān)實(shí)的地基。

“地鐵車站巖溶處理施工技術(shù)研究”填補(bǔ)了特殊地質(zhì)巖溶處理注漿施工技術(shù)的空白，成果被命名為“城市地鐵穿越巖溶區(qū)軟弱砂層鉆孔注漿護(hù)壁結(jié)構(gòu)”，并于2016年底獲得國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予的國家專利。

2018年4月底，經(jīng)中國土木工程學(xué)會(huì)軌道交通分會(huì)評(píng)審，這項(xiàng)新技術(shù)被授予“城市軌道交通技術(shù)創(chuàng)新推廣項(xiàng)目”，并要求在全國軌道交通建設(shè)中推廣使用。

如今，這一新技術(shù)正越來越廣泛地應(yīng)用于全國軌道交通建設(shè)戰(zhàn)線。