地鐵盾構(gòu)區(qū)間巖溶處治施工技術(shù)

趙 凱

武漢地鐵集團(tuán)有限公司 湖北 武漢 430017

引言

如果巖溶區(qū)域不加以預(yù)處理措施，盾構(gòu)施工過程中很可能會(huì)發(fā)生地表塌陷和盾構(gòu)機(jī)的突陷溶洞現(xiàn)象，給工程帶來(lái)巨大的施工危險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。

1.工程概況

武漢市軌道交通2號(hào)線南延線金融港北站～秀湖站區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，本區(qū)間樁號(hào)左DK36+378.9 ～DK37+145.0 段，隧道邊線外6m范圍內(nèi)鉆孔揭露共89個(gè)溶洞，平均洞高1.8 0m，最大洞高9.6 m；隧道底板下6m以上共揭露75個(gè)溶洞，平均洞高1.8 0m，其中洞高大于3m的溶洞共12個(gè)，最大洞高9.6 m。樁號(hào)左DK37+145.0 00～DK37+533.0 段場(chǎng)地第四系覆蓋層下分布三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）泥質(zhì)條帶灰?guī)r，未見鉆孔揭露溶洞。

2.地鐵盾構(gòu)區(qū)間巖溶處治施工技術(shù)

2.1 溶洞處理的方法

溶洞處理注漿孔每洞不應(yīng)少于2個(gè)，注漿宜按連續(xù)注漿原則實(shí)施，注漿終止時(shí)間應(yīng)以返漿為準(zhǔn)，如遇大量漏漿時(shí)可采用間歇式注漿。

（1）如果溶洞高度≦1m，并且無(wú)填充和半填充溶洞以及全填充溶洞，在原鉆孔附近補(bǔ)鉆2個(gè)注漿孔，直接采用純水泥漿進(jìn)行靜壓式灌漿。（2）如果溶洞高度為1～3m，并且無(wú)填充溶洞和半填充溶洞，在原鉆孔附近補(bǔ)鉆2～3個(gè)注漿孔，按連續(xù)注漿原則實(shí)施，注漿終止時(shí)間應(yīng)以返漿為準(zhǔn)。（3）如果溶洞高度為3～6m，并且無(wú)填充溶洞和半填充溶洞，在原鉆孔附近補(bǔ)鉆3個(gè)注漿孔，注漿孔可相互作為出氣孔。（4）對(duì)施工期間超前預(yù)報(bào)探明洞徑大于6m的特大型溶洞，先探明溶洞邊界，再?zèng)Q定處理方案。（5）無(wú)法進(jìn)行地面處理的地段，可采用洞內(nèi)注漿處理。

2.2 注漿施工技術(shù)

2.2 .1 鉆孔

1）應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范等相關(guān)文件規(guī)定的孔深或高程。注漿孔應(yīng)伸入溶洞底板下方的深度≧0.5 m。2）如果在終孔段，巖溶性狀差、規(guī)模大，或遇到裂隙密集發(fā)育帶時(shí)，應(yīng)該加深鉆孔，注漿孔應(yīng)伸入下部完整巖體內(nèi)0.5 m。

（2）鉆孔孔徑

1）在土層中，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇合適的鉆機(jī)，注漿孔鉆孔直徑110mm，土層中鉆孔要求盡量少用水、泥漿和其它鉆孔潤(rùn)滑液。2）巖體內(nèi)采用回轉(zhuǎn)鉆或沖擊鉆造孔，鉆孔直徑不小于76mm；注漿采用孔內(nèi)阻塞純壓式注漿法。3）質(zhì)量檢查孔為76mm。

2.2 .2 注漿工藝（1）一般規(guī)定

1）根據(jù)設(shè)計(jì)文件提供的溶洞位置合理布置鉆孔：鉆孔應(yīng)該圍繞已揭露溶洞的勘探鉆孔布置，對(duì)于鉆孔揭示巖溶洞穴高度≦1m及1m～3m的溶洞，呈三角型布置鉆孔2孔，間距2.0 m×2.0 m；對(duì)于鉆孔揭示巖溶洞穴高度>3m的溶洞，呈梅花型布置鉆孔，布孔個(gè)數(shù)不宜超過4孔。鉆孔布置應(yīng)充分考慮施工條件。對(duì)于鉆孔揭示的沿隧道橫向分布范圍較大的溶洞，在隧道外側(cè)1m呈三角型布置鉆孔2孔，間距1.0 m×1.0 m，對(duì)隧道外側(cè)進(jìn)行注漿處理封閉。2）要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)，合理布置注漿孔，選擇注漿方法、注漿漿材及注漿壓力等，并且在施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，調(diào)整、完善注漿工藝。

（2）注漿方法與漿材選擇

1）如果溶洞高度≦1m，無(wú)填充和半填充，全填充且充填物強(qiáng)度較低，采用純水泥漿進(jìn)行靜壓式注漿；如果溶洞高度>1m，無(wú)填充溶洞和半填充溶洞，采用連續(xù)式靜壓注漿。2）在注漿過程中，一旦出現(xiàn)串孔、漏漿、冒漿、不起壓等不良情況，應(yīng)該采取針對(duì)性的措施，比如低壓、濃漿、間歇注漿、灌水泥砂漿、細(xì)骨料砼、加速凝劑等，如果還是無(wú)法解決以上問題，則應(yīng)該及時(shí)通知監(jiān)理工程師，同時(shí)抄送設(shè)計(jì)單位，及時(shí)進(jìn)行研究處理。

（3）注漿孔段長(zhǎng)劃分

其次，利用課內(nèi)知識(shí)引導(dǎo)課外閱讀。課內(nèi)外閱讀應(yīng)該是一個(gè)相輔相成，互相補(bǔ)充，互相促進(jìn)的完整的過程，課外閱讀絕不是浪費(fèi)時(shí)間而是對(duì)課內(nèi)有益的補(bǔ)充。通過課外閱讀能培養(yǎng)閱讀的遷移能力，體現(xiàn)了學(xué)生運(yùn)用課內(nèi)知識(shí)獨(dú)立解決問題的能力。作為語(yǔ)文教師要結(jié)合教材中的某個(gè)單元的學(xué)習(xí)重點(diǎn)或某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，搜集相關(guān)的課內(nèi)外讀物，提出閱讀要求，讓學(xué)生帶著問題閱讀，進(jìn)行探究創(chuàng)造，最后交流探討，歸納總結(jié)。

1）如果溶洞洞高<3m，無(wú)充填、半充填且充填物強(qiáng)度較低，灌漿孔伸入溶洞底板的深度≧0.5 m，不進(jìn)行灌漿分段。 2）如果溶洞洞高>3m，無(wú)填充溶洞和半填充，灌漿管伸入空洞內(nèi)的深度≧1.0 m，可不采取分段灌漿的方式。 3）如果溶洞洞高>3m，全充填且充填物強(qiáng)度較低，應(yīng)該進(jìn)行分段灌漿，灌漿管伸入溶洞底板以下不小于0.5 m，一般灌漿段長(zhǎng)為1m～2m左右，最大段長(zhǎng)不得大于3m。

（4）注漿壓力

1）應(yīng)該將溶洞注漿壓力控制在0.3 ～0.5 MPa。2）根據(jù)實(shí)際的施工情況適當(dāng)調(diào)整注漿壓力。

（5）注漿漿材配比

水灰比建議為0.5 ～1.0 ，注漿漿材的配合比按照現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)確定。

（6）注漿漿液變換

1）注漿漿液主要為普通純水泥漿或者水泥砂漿，正常情況下無(wú)需添加外加劑。必要時(shí)，根據(jù)具體要求加入外加劑。2）漿液水灰比：普通純水泥漿液水灰比有以下三個(gè)級(jí)別：1：1、0.8 ：1、0.5 ：1，開灌水灰比為1：1。3）注漿過程中，保持注入率不變，而注漿壓力持續(xù)增高，或者注漿壓力保持不變，而注入率持續(xù)減少的情況下，不得改變漿液水灰比。4）變漿標(biāo)準(zhǔn)。滿足下列任一條件時(shí)，應(yīng)該采取濃一級(jí)水灰比進(jìn)行灌注。a.注入量>300L，且注入率及注漿壓力變化不大。b.灌注時(shí)間>1h，且注入率及注漿壓力變化不大。5）當(dāng)注入率>30L/min時(shí)，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況越級(jí)變濃水灰比。

（7）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

1）注漿終止時(shí)間以返漿為準(zhǔn)，如遇大量漏漿時(shí)可采用間歇式注漿，注漿管材料宜用PVC管材。2）根據(jù)溶洞的充填情況確定充填體積比，充填體積比范圍為0.5 ～1.5 ，具體應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。

（8）注漿封孔

1）所有的注漿孔及檢查孔都要進(jìn)行注漿封孔。2）采用“壓力注漿封孔法”進(jìn)行注漿封孔，注漿液采用水灰比為0.5 ：1的濃水泥漿。3）注漿封孔過程中，為了保證封孔質(zhì)量，監(jiān)理工程師應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)旁站。

2.2 .3 施工監(jiān)測(cè)

針對(duì)本區(qū)間需要特殊說明的加強(qiáng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下：1）巖溶處理、盾構(gòu)穿越巖溶段施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)洞內(nèi)、地面和周邊建構(gòu)物的監(jiān)測(cè)及地面動(dòng)態(tài)巡查。2）加強(qiáng)信息化施工，建立巖溶區(qū)段區(qū)間施工及后期運(yùn)營(yíng)期間的長(zhǎng)期觀測(cè)體系，監(jiān)測(cè)地下水位及結(jié)構(gòu)沉降變形；建議施工期和后期運(yùn)營(yíng)期的監(jiān)測(cè)體系一并考慮。

結(jié)語(yǔ)

綜上，地鐵盾構(gòu)施工前，必須針對(duì)所處巖溶地層的地質(zhì)情況，做深入的技術(shù)研究，制定合理、靈活、有效的施工方案，降低施工風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，確保工期進(jìn)度要求。