淺談地鐵盾構(gòu)巖溶處理效果及質(zhì)量檢測

蒙賢鴻

中建八局軌道公司 廣西南寧 530000

1 工程概況

南方某城市以廣大河谷為中心、有平地、低水、石山、丘陵、臺(tái)地形態(tài)，同時(shí)南方地區(qū)雨水量豐富，地表水絕大部分轉(zhuǎn)為地下水形成上層滯水及裂隙巖溶水。根據(jù)地質(zhì)祥勘報(bào)告為填土層、坡殘積土層和泥盆系巖層，屬覆蓋型巖溶。巖溶個(gè)體形態(tài)主要有溶洞、溶溝、溶槽、溶蝕裂隙、溶孔壽[1]。

2 巖溶處理措施

根據(jù)施工工序銜接和設(shè)計(jì)年限內(nèi)溶洞的穩(wěn)定性，以及對(duì)透水、塌陷、沉降等多種安全防范，對(duì)探明管線進(jìn)行必要的避讓、遷改或懸吊等處理，避免施工時(shí)受阻或?qū)φ谑褂玫墓芫€造成不良影響。以動(dòng)態(tài)優(yōu)化施工方案，從探邊界到注漿充填到效果觀測，保證施工安全。

溶（土）洞注漿充填施工時(shí)如出現(xiàn)異常，應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施。例如：發(fā)生掉鉆及鉆孔塌陷事件，及時(shí)將鉆孔進(jìn)行回填、封堵，詳細(xì)記錄并及時(shí)報(bào)告相關(guān)單位協(xié)同處理。塌陷嚴(yán)重應(yīng)立即撤出人員、機(jī)具，待封堵后的鉆孔穩(wěn)定后，再避開此鉆孔另行施做。相鄰注漿孔的排氣、返水及有漿液冒出，應(yīng)停止灌漿固結(jié)，12小時(shí)后重新注漿。如注漿孔沒有反應(yīng)或注漿量過大并超過本身容積的情況下，應(yīng)采用“間歇定量分序注漿法”進(jìn)行注漿，以控制漿液流失過大。對(duì)于需處理的縱向多層分布的溶洞，由深至淺依次充填處理，采用相應(yīng)鉆機(jī)對(duì)揭示溶洞的區(qū)域進(jìn)行鉆孔探邊，袖閥管工藝進(jìn)行注漿[2]。

由于地質(zhì)原因，鉆孔完成后容易出見塌孔現(xiàn)象，袖閥管進(jìn)行下管施工時(shí)難以符合設(shè)計(jì)要求或無法正常下管。要采用鉆機(jī)套空芯管鉆到設(shè)計(jì)要求的深度，將注漿芯管插入套管中心，然后將套管按順序拔出開始注漿。注漿后觀測地層變化、漏漿或漿液通過地下某些管道流走。如有冒出漿液就需要在冒漿處加以堵塞，必要時(shí)采取間歇注漿，以保證漿液有效的注入地層固結(jié)淤泥層。地層的注漿量是否合適是地層加固的效果的體現(xiàn)，采用隔孔注入方式，這樣既避免注漿孔互相影響，又使后注孔起到補(bǔ)充先注孔的作用，保證土體漿液擴(kuò)散均勻。如回漿變濃，宜換用相同水灰比的新漿進(jìn)行灌注，若效果不明顯，延續(xù)灌注10min，即可停止灌注。灌漿段注入量大，灌漿難于結(jié)束時(shí)，可選用下列措施處理：①低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌。②采取雙液注漿。③灌注穩(wěn)定漿液或混合漿液[3]。

在注漿過程中容易產(chǎn)生孔間串漿、注漿壓力長時(shí)間不上升以及注漿引起地表隆起等，因此有必要采取措施避免出現(xiàn)這些問題。

（1）串漿通常由于單孔注漿量過大、注漿壓力過大速度過快、孔間距過小引起，出現(xiàn)串漿問題時(shí)，首先采取調(diào)整注漿參數(shù)，適當(dāng)減少注漿壓力和速度，或者間歇注漿，后進(jìn)行跳孔注漿，跳孔距離加大，采取定量注漿控制單孔注漿量等措施防止串漿發(fā)生。

（2）注漿壓力長時(shí)間不上升，主要是漿液濃度過稀、漿液凝膠時(shí)間過長、注漿方式控制不合理等，采用定量注漿的原則加以控制，防止?jié){液的繼續(xù)流失造成浪費(fèi)。

（3）注漿施工位置鄰近建筑物，首先要加強(qiáng)建筑物的監(jiān)測和觀察，防止發(fā)生由于注漿壓力過大速度過快造成建筑物及其周邊地表的隆起變形，一旦出現(xiàn)隆起現(xiàn)象，應(yīng)立即采取措施降低注漿壓力、減少注漿速度，間歇注漿、分序跳孔注漿等。

3 質(zhì)量效果檢測

在溶（土）洞充填處理完成后，為了明確溶（土）洞充填效果能否滿足盾構(gòu)施工要求，進(jìn)行了三種檢測方法：

3.1 物探高密度電法

高密度電法探測，針對(duì)溶（土）洞充填效果及處理后巖層的穩(wěn)定性，通過電阻率反應(yīng)推斷該區(qū)域未發(fā)現(xiàn)溶（土）洞、裂隙斷層帶等不良地質(zhì)體，電阻率范圍約500-1000Ω。

3.2 標(biāo)貫探測法

采用標(biāo)貫法測定影響盾構(gòu)外側(cè)溶（土）洞及盾構(gòu)基底溶（土）洞充填注漿密實(shí)程度，要求每個(gè)溶（土）洞充填處理后進(jìn)行檢測。標(biāo)貫值達(dá)到“堅(jiān)硬”壯土為優(yōu)，原則要求不低于“可朔”壯（標(biāo)貫擊數(shù)不低于10擊）。每1.5m進(jìn)行一次標(biāo)貫試驗(yàn)，按1%孔數(shù)抽查，且不少3個(gè)點(diǎn)。

溶（土）洞注漿充填處理時(shí)應(yīng)在溶（土）洞頂、底部預(yù)留有標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)，確保滿足試驗(yàn)檢測。RD17號(hào)溶洞檢測空號(hào)分為：RD17-1、RD17-2、RD17-3；試驗(yàn)深度分為：22.00m-22.31m、22.00m-22.30m、22.00m-22.31m；貫 入 度 分 為：31cm、30cm、31cm；實(shí)測錘擊數(shù)分為：23N、25N、26N。從這組數(shù)據(jù)來分析RD17溶洞3個(gè)標(biāo)貫擊數(shù)為23N-26N，達(dá)到標(biāo)貫擊數(shù)不應(yīng)小于10擊的設(shè)計(jì)要求。

3.3 鉆芯法

采用鉆芯法測定盾構(gòu)基底溶（土）洞充填注漿體連續(xù)性及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，要求每個(gè)溶（土）洞充填處理后進(jìn)行檢測。28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為≧0.2MPa。按1%孔數(shù)抽查，且不少3個(gè)點(diǎn)。

RD17號(hào)溶（土）洞根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際鉆芯檢測情況，鉆孔號(hào)分為：RD17-4、RD17-5、RD17-6,溶洞發(fā)現(xiàn)有注漿體、注漿體連續(xù)且完整。芯樣試件無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果破壞荷載分為：1.24kN、1.16kN、1.55kN；單個(gè)芯樣試件齡期抗壓強(qiáng)度值為：0.28MPa、0.27MPa、0.35MPa；代表值為：0.30MPa。從這組數(shù)據(jù)就可以分析注漿處理效果滿足設(shè)計(jì)施工要求。

綜合上述，地鐵施工建設(shè)需要根據(jù)不同工區(qū)的巖溶地質(zhì)情況做出合理有序的施工方案及施工現(xiàn)場異常觀測處理。在當(dāng)下地鐵盾構(gòu)技術(shù)不斷完善及進(jìn)步，系統(tǒng)地積累巖溶區(qū)間注漿施工經(jīng)驗(yàn)，不同巖溶發(fā)育區(qū)施工給合理性選擇方案，將會(huì)對(duì)地鐵建設(shè)事業(yè)又快又好發(fā)展。只有在工區(qū)上以動(dòng)態(tài)優(yōu)化施工方案，才能從根本上真正解決地鐵巖溶發(fā)育區(qū)盾構(gòu)施工優(yōu)質(zhì)質(zhì)量效果及施工安全事故頻發(fā)問題，對(duì)施工單位經(jīng)濟(jì)效益和建設(shè)者生產(chǎn)生活至關(guān)重要。