盾構(gòu)區(qū)間巖溶處理施工總結(jié)

黎先 中國水利水電第八工程局有限公司

一、前言

巖溶隧道修建過程中由于溶洞的存在而影響施工的進(jìn)度，同時(shí)還會影響的施工的安全，因此在巖溶隧道修建過程中，往往會結(jié)合工程地質(zhì)與超前預(yù)報(bào)分析隧道前方是否存在溶洞，存在的溶洞類型等等，確保隧道施工過程中最大限度的安全。通過工程地質(zhì)和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)分析得到溶洞的類型后，對溶洞的合理處置也在很大程度上影響隧道的施工進(jìn)度及施工安全，不同類型溶洞合理的處理措施將會加快隧道的施工進(jìn)度和保證隧道的施工安全，因此，巖溶隧道溶洞處理措施的研究就顯得尤為重要，而不同地質(zhì)情況下，巖溶發(fā)育的溶洞性質(zhì)不同，從而相應(yīng)的處理措施也就千差萬別，因此，結(jié)合實(shí)際工程，研究對應(yīng)條件下巖溶隧道不同類型溶洞的處理措施，為類似地質(zhì)條件下溶洞的處理提供參考。

二、工程概況

阜埠河站～碧沙湖站區(qū)間線路呈東西向展布，線路西起阜埠河站，沿阜埠河路展 布，在 里 程YCK31+700～YCK31+850段橫穿湘江，東至碧沙湖站。本區(qū)間橫跨三個(gè)地貌單元，里程YCK31+162.700～YCK+31+772.000屬湘江Ⅰ級階地，現(xiàn)狀地面標(biāo)高為31.04～36.32m；YCK31+772.000～YCK+32+790.000屬湘江河床及漫灘，河床高程17.01～20.32m，漫灘高24.97～28.57m。詳勘期間水深0.2～6.5m，補(bǔ)勘期間水深5.5m～6.5m；YCK32+790.000～YCK+32+905.200

屬湘江抬升Ⅰ級階地，現(xiàn)狀地面標(biāo)高為41.89～42.32m。本區(qū)間橫穿湘江，基巖主要為泥盆系砂巖、泥灰?guī)r、泥巖、白堊系（K）礫巖。

三、施工工藝流程及操作要點(diǎn)

（一）操作平臺

采用100t的工程船、兩艘作為一個(gè)編組，在其上搭建鋼結(jié)構(gòu)施工平臺，鉆孔和注漿施工從兩船間搭建的平臺上進(jìn)行。施工平臺為4m×16m，平臺主楞采用12m長的25#工字鋼，次楞采用12.6#工字鋼，間距均為1m，施工平臺由兩艘工程船共同承擔(dān)。施工平臺上合理布置各項(xiàng)材料、設(shè)備堆放區(qū)，做到施工場地整潔。對容易受潮的材料采取下墊上蓋措施，并搭設(shè)防雨棚；其他材料及設(shè)備在不用的時(shí)候用彩條布進(jìn)行覆蓋并固定牢靠。

（二）注漿孔布置

巖溶處理以揭示到溶洞的鉆孔為基準(zhǔn)點(diǎn)，加密鉆孔向四周擴(kuò)散，止?jié){巖壁的間距為1.5*1.5m，內(nèi)部注漿間距為2*2m。注漿應(yīng)遵循先進(jìn)行止?jié){巖壁注漿，再進(jìn)行內(nèi)部注漿的原則。

鉆孔施工順序以沿平行結(jié)構(gòu)方向?yàn)橹?、以垂直結(jié)構(gòu)方向?yàn)檩o，以前期補(bǔ)勘階段揭示的理論巖溶中心沿隧道方向向兩邊進(jìn)行鉆孔施工，若未揭示溶洞則不再向外延伸鉆孔，對未發(fā)現(xiàn)溶洞的鉆孔用水泥漿液封孔，完成外排鉆孔和注漿后再按要求向內(nèi)側(cè)推進(jìn)，在推進(jìn)的過程中若未發(fā)現(xiàn)溶洞，則不再繼續(xù)推進(jìn)。

（三）吹砂

較大未填充溶（土）洞需先進(jìn)行吹砂夾石充填，充填材料為中細(xì)砂（加豆粒石），投砂時(shí)原來探到有空洞的鉆孔作為出氣孔，也可利用兩投砂孔相互作為出氣孔，投砂后再采用此孔進(jìn)行注漿。原則上單個(gè)溶洞范圍內(nèi)的多個(gè)石料孔都完成充填后，再進(jìn)行壓力灌漿。若遇單個(gè)溶洞處理范圍大，可將注砂管徑適當(dāng)加大，以提高施工效率。投砂處理的方法是在原探有空洞的鉆孔附近補(bǔ)鉆兩個(gè)Φ179mm（套管200mm）的投砂孔，利用高壓風(fēng)投砂填充法投砂。

（四）注漿

注單液漿施工：根據(jù)注漿要求，在溶、頂板以上的部位用實(shí)管，在溶、內(nèi)使用花管，注漿管底部加下悶蓋；將實(shí)、花管根據(jù)要求連接后，下管時(shí)在管內(nèi)注入清水，克服孔內(nèi)浮力，下至孔底以下0.5m。止?jié){系統(tǒng)由皮碗式止?jié){塞、花管、寶塔頭和管堵組成，止?jié){塞必須采用雙塞系統(tǒng)，而且一套塞子只能包含一環(huán)灌漿孔。采用定深、定量、分序、間歇、重復(fù)注漿的施工工藝，注漿速率較小時(shí)，利于漿液擴(kuò)散范圍控制及圍巖穩(wěn)定，且能適應(yīng)于地層空隙率的變化。因此，需選擇合理的注漿速率，并在注漿過程中逐漸調(diào)整。注漿前期選擇較大的初始注漿速率，當(dāng)注漿壓力穩(wěn)定后，按照該注漿速率一定比例（如50%～5%）劃分若干注漿階段（按照注漿設(shè)備性能），梯度降低注漿速率，由高速率注漿階段轉(zhuǎn)變?yōu)榈退俾事凉B階段，利于充填密實(shí)。注漿參數(shù)：注漿終壓為1.2～1.4MPa（孔深40m）、1.3～1.5MPa（孔深50m）；水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥；水灰比=1.2：1；注漿速度：30～70L/min；注漿擴(kuò)散半徑設(shè)計(jì)為1.5m；

待套殼料養(yǎng)護(hù)2～3d后進(jìn)行開環(huán)。開環(huán)時(shí)注水進(jìn)行試驗(yàn)，以檢查注漿管路是否正常和判斷地層的吸漿能力等，并防止堵管；灌漿量采用流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。

注改性水泥膏漿施工：制漿工藝流程為取粘土至制漿機(jī)上料斗→高速葉片強(qiáng)制打碎攪拌→出漿口處分離漿體與渣體→沉淀池水化→儲漿池。要求儲漿池中的粘土漿密度在1.23～1.25g/cm3之間。注漿時(shí)先將注漿管下至最下層溶洞底，每灌段按設(shè)定的段長，逐段上提灌漿管，自下而上灌漿至最上部溶洞頂。注漿完成后，為確保處理效果，需再進(jìn)行水泥漿補(bǔ)注施工。溶洞注漿加固處理采用注漿壓力及注漿量雙控指標(biāo)，注漿過程以注漿壓力控制為主，內(nèi)部注漿終壓控制在1.2～1.4Mpa（孔深40m）、1.3～1.5Mpa（孔深50m），止?jié){巖壁及巖帽的注漿終壓控制在2.4Mpa（孔深40m）、2.5Mpa（孔深50m）左右。注漿量以延米總注漿量進(jìn)行控制，其中止?jié){巖壁注漿填充率約按50%進(jìn)行控制，內(nèi)部注漿約按30%進(jìn)行控制。