巖溶地區(qū)城市地鐵暗挖隧道施工遇溶洞處理技術(shù)

殷士偉

摘要：隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展，軌道地鐵成為解決城市交通擁堵的重要方法之一。地鐵建設(shè)需要在地面以下進行挖掘施工作業(yè)，使工程建設(shè)出現(xiàn)了難以避免的隱患。本文就巖溶地區(qū)城市地鐵建設(shè)使用暗挖法遇到的溶洞處理技術(shù)問題進行分析，希望能對我國的地鐵施工建設(shè)有所幫助。

關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；地鐵建設(shè)；暗挖法；溶洞處理技術(shù)；分析研究

引言：

地鐵建設(shè)是復(fù)雜的綜合性工程，在施工的過程中需要綜合的考慮各方面的因素。同時，施工技術(shù)的不斷革新需要地鐵的建設(shè)者們根據(jù)實際情況的需要選擇最合適的地鐵施工方案。巖溶地區(qū)是我國西南部的典型喀斯特地貌，巖溶地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加之施工地點周圍建筑物林立，使施工的過程增加了更多不確定因素，這些問題對地鐵的建設(shè)來說是更加復(fù)雜的工程技術(shù)性難題。在巖溶地區(qū)發(fā)生的施工事故屢見不鮮，為此需要在工程施工的過程中認(rèn)真的分析總結(jié)教訓(xùn)，提高巖溶地區(qū)地鐵建設(shè)的安全性和質(zhì)量。

一、巖溶區(qū)域地鐵建設(shè)需要注意的問題

（一）巖溶區(qū)域地鐵建設(shè)的技術(shù)應(yīng)用

目前，在巖溶地區(qū)的地鐵建設(shè)中普遍采用的方法為暗挖法。暗挖法經(jīng)過長時間的改進，目前主流使用的方法為噴錨構(gòu)筑法[1]。噴錨構(gòu)筑法使用的是噴錨支護對隧道周圍的應(yīng)力結(jié)構(gòu)進行重新分配，使隧道之間的應(yīng)力得到新的平衡，圍巖是其中主要的承力結(jié)構(gòu)。噴錨構(gòu)筑法在巖溶較為軟弱的環(huán)境中較為適用。

（二）對巖溶區(qū)域的地貌環(huán)境進行充分的調(diào)查

巖溶的喀斯特地貌在地質(zhì)上形成復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。巖溶是對能夠被水溶解的巖石的地貌結(jié)構(gòu)的總稱，主要的作用是化學(xué)侵蝕為主，流水對巖石的沖擊作用為輔。喀斯特地貌的分布區(qū)域廣泛，地質(zhì)結(jié)構(gòu)由于水流的不斷沖刷，形成復(fù)雜的地質(zhì)機構(gòu)。對工程建設(shè)施工來說，對相關(guān)地區(qū)進行嚴(yán)密的地質(zhì)測繪和勘察工作是十分重要的，在工程施工的方案中對發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)問題進行合理的適應(yīng)性調(diào)整和規(guī)劃可以使工程建設(shè)盡可能減少問題的出現(xiàn)。

（三）對巖溶區(qū)域的巖性進行充分的調(diào)查和分析

對巖溶地區(qū)巖性的研究有助于工程建設(shè)的推進，制定更加合理的施工方案[2]。巖性是對巖石的屬性進行分析，如巖石的顏色、結(jié)構(gòu)等，對巖溶地區(qū)巖石的基本特征進行了解，分析巖溶區(qū)域的喀斯特地貌發(fā)育情況，使工程施工建設(shè)有明確的方向性。盡可能避免觸及巖溶發(fā)育成熟的地區(qū)，減少工程施工的安全隱患。

二、對巖溶地區(qū)的溶洞地質(zhì)環(huán)境進行調(diào)查分析

溶洞是地鐵建設(shè)施工中難以避讓的問題，對此需要對溶洞的地質(zhì)環(huán)境、承力結(jié)構(gòu)進行分析，然后進行溶洞內(nèi)的施工作業(yè)。溶洞是石灰?guī)r的地貌經(jīng)過水流長時間的沖刷，經(jīng)過化學(xué)和物理的雙重作用，使巖石之間形成了縫隙和較大的巖石空間，成為了比較典型的喀斯特地貌。根據(jù)形成溶洞的不同原因分析，可將溶洞大致分為以下幾個類型：經(jīng)過地表水的沖擊侵蝕，使巖石形成了層理結(jié)構(gòu)分明的石柱石筍結(jié)構(gòu)。經(jīng)過地表水的侵蝕，在水流作用下形成的深度大于一百米的落水溶洞。落水洞的水流形成匯聚，平行的沖擊巖石的結(jié)構(gòu)，逐漸沖蝕形成溶洞和地下河[3]。巖石的下方因為沖蝕形成空洞，導(dǎo)致巖層地面形成塌陷，成為塌陷漏斗或者陷塘。在地質(zhì)運動的作用下，使溶洞和石柱向地層表面抬升，形成巖層表面的沖蝕景觀，形成喀斯特地貌的特色巖石風(fēng)貌。通過對溶洞的形成過程進行分析，對溶洞的巖石巖性和空腔進行調(diào)查，計算出溶洞的主要成立結(jié)構(gòu)，尋找適合的施工承力點，進行地鐵施工作業(yè)。

三、溶洞的處理技術(shù)和過程

（一）對掌子面的技術(shù)處理

掌子面是隧道施工中重要的施工設(shè)施，是保護隧道安全的重要設(shè)施。掌子面是將原有的應(yīng)力結(jié)構(gòu)進行改變和重構(gòu)的重要工程設(shè)施。一般掌子面出現(xiàn)不穩(wěn)定的因素是由以下幾個原因?qū)е碌?。施工現(xiàn)場的地質(zhì)因素、施工現(xiàn)場的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖性對掌子面的穩(wěn)定性起著決定性的作用，對于在溶洞中進行的掌子面作業(yè)，就更應(yīng)該加強對掌子面的加固措施，防止掌子面出現(xiàn)工程問題。施工現(xiàn)場的應(yīng)力結(jié)構(gòu)改變是影響掌子面安全的另一個重要因素，一般在隧道的挖掘中都會使施工的工作面發(fā)生應(yīng)力結(jié)構(gòu)改變。對此，需要進行謹(jǐn)慎的觀察和掌子面加固工作，防止掌子面因為不夠堅固使重新分配的應(yīng)力無法平衡，導(dǎo)致工程事故安全問題。防止地下水對掌子面的影響，地下水的流動導(dǎo)致巖層之間松動發(fā)生移動的概率增加，影響施工的安全。尤其是在溶洞中的施工作業(yè)，保持對掌子面水流情況的關(guān)注。對水流可能導(dǎo)致的坍塌問題進行及時補救處理，防止更大安全事故的發(fā)生。對掌子面的結(jié)構(gòu)和尺寸進行嚴(yán)格的設(shè)計，一般來說尺寸越大和矩形的承力結(jié)構(gòu)會增加掌子面的結(jié)構(gòu)風(fēng)險。對此，需要在設(shè)計和加固工作中結(jié)合實際情況進行仔細分析和研究。

（二）在掌子面封閉的過程中預(yù)埋噴料管和注漿管

在掌子面的封閉過程中，埋設(shè)噴料管和注漿管。在埋設(shè)注漿管和噴料管的過程中，需要注意管子的質(zhì)量和規(guī)格[4]，保證管子適合工程的建設(shè)需要。管子的埋設(shè)注意角度和方法，使管子能夠在后續(xù)作業(yè)正式的發(fā)揮作用。

（三）吹砂和注漿中應(yīng)該注意的問題

在掌子面的封閉完成后，通過預(yù)設(shè)的注漿管對其進行填充作業(yè)。在填充的過程中需要注意填充的砂漿是否符合工程所適用的比例，充填是否到位。將填充的壓力控制在合適的范圍，盡量使填充的材料密實，提升工程的施工質(zhì)量。

（四）通過地面打孔的方式進行砂漿的填充作業(yè)

除了預(yù)設(shè)的注漿管和噴料管以外，需要通過在掌子面上方打孔的方式進行砂漿的填充，確保能夠使密實溶洞和掌子面的縫隙達到填充的標(biāo)準(zhǔn)。在進行打孔的過程中，需要注意對其他設(shè)施管線的保護，防止出現(xiàn)次生事故。打孔的直徑和孔距需要進行精密的分析測量，保證填充的砂漿能夠充分的進行密實。對打孔填充的綜合質(zhì)量進行評估，確保填充孔能夠順利的凝固密實。

（五）注意對涌泥和突發(fā)事故的預(yù)防和處理

首先是做好充分的事故預(yù)防工作，關(guān)注掌子面和周圍地質(zhì)情況的變化。加強在事故高發(fā)性施工中的前期調(diào)查和后期檢查工作，及時對可能出現(xiàn)的事故采取補救手段，防止更大事故的發(fā)生。

四、結(jié)束語

我國的地鐵在巖溶城市地區(qū)的建設(shè)是地鐵施工中重要的研究課題，相關(guān)工作的人員應(yīng)該在嚴(yán)格的技術(shù)要求下進行充分的施工經(jīng)驗總結(jié)和調(diào)研，提升隧道挖掘的安全性和施工質(zhì)量。

參考文獻

[1]馬乾天. 巖溶區(qū)地鐵車站溶洞處理技術(shù)[J]. 水利水電施工，2017（3）：67-69.

[2]賴學(xué)全. 橋梁樁基鄰近重要結(jié)構(gòu)物的溶洞處理方法[J]. 廣東土木與建筑，2017（04）：79-81+84.

[3]江杰，侯凱文，呂波南寧地鐵2號線暗挖隧道巖溶處理方案分析[J]. 城市軌道交通研究，2018，21（09）：132-136.

[4]何明亮. 城市地鐵暗挖隧道下穿房屋及復(fù)雜地質(zhì)區(qū)段施工技術(shù)[J]. 企業(yè)科技與發(fā)展，2017（3）：136-138.

（作者單位：中鐵二十三局集團第一工程有限公司）