地鐵盾構區間巖溶處治施工技術

趙 凱

武漢地鐵集團有限公司 湖北 武漢 430017

引言

如果巖溶區域不加以預處理措施，盾構施工過程中很可能會發生地表塌陷和盾構機的突陷溶洞現象，給工程帶來巨大的施工危險和經濟損失。

1.工程概況

武漢市軌道交通2號線南延線金融港北站～秀湖站區間采用盾構法施工，本區間樁號左DK36+378.9 ～DK37+145.0 段，隧道邊線外6m范圍內鉆孔揭露共89個溶洞，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個溶洞，平均洞高1.8 0m，其中洞高大于3m的溶洞共12個，最大洞高9.6 m。樁號左DK37+145.0 00～DK37+533.0 段場地第四系覆蓋層下分布三疊系下統大冶組（T1d）泥質條帶灰巖，未見鉆孔揭露溶洞。

2.地鐵盾構區間巖溶處治施工技術

2.1 溶洞處理的方法

溶洞處理注漿孔每洞不應少于2個，注漿宜按連續注漿原則實施，注漿終止時間應以返漿為準，如遇大量漏漿時可采用間歇式注漿。

（1）如果溶洞高度≦1m，并且無填充和半填充溶洞以及全填充溶洞，在原鉆孔附近補鉆2個注漿孔，直接采用純水泥漿進行靜壓式灌漿。（2）如果溶洞高度為1～3m，并且無填充溶洞和半填充溶洞，在原鉆孔附近補鉆2～3個注漿孔，按連續注漿原則實施，注漿終止時間應以返漿為準。（3）如果溶洞高度為3～6m，并且無填充溶洞和半填充溶洞，在原鉆孔附近補鉆3個注漿孔，注漿孔可相互作為出氣孔。（4）對施工期間超前預報探明洞徑大于6m的特大型溶洞，先探明溶洞邊界，再決定處理方案。（5）無法進行地面處理的地段，可采用洞內注漿處理。

2.2 注漿施工技術

2.2 .1 鉆孔

1）應該滿足設計及規范等相關文件規定的孔深或高程。注漿孔應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、規模大，或遇到裂隙密集發育帶時，應該加深鉆孔，注漿孔應伸入下部完整巖體內0.5 m。

（2）鉆孔孔徑

1）在土層中，可以根據現場情況，選擇合適的鉆機，注漿孔鉆孔直徑110mm，土層中鉆孔要求盡量少用水、泥漿和其它鉆孔潤滑液。2）巖體內采用回轉鉆或沖擊鉆造孔，鉆孔直徑不小于76mm；注漿采用孔內阻塞純壓式注漿法。3）質量檢查孔為76mm。

2.2 .2 注漿工藝（1）一般規定

1）根據設計文件提供的溶洞位置合理布置鉆孔：鉆孔應該圍繞已揭露溶洞的勘探鉆孔布置，對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，布孔個數不宜超過4孔。鉆孔布置應充分考慮施工條件。對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1m呈三角型布置鉆孔2孔，間距1.0 m×1.0 m，對隧道外側進行注漿處理封閉。2）要結合現場的試驗，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，根據現場的實際情況，調整、完善注漿工藝。

（2）注漿方法與漿材選擇

1）如果溶洞高度≦1m，無填充和半填充，全填充且充填物強度較低，采用純水泥漿進行靜壓式注漿；如果溶洞高度>1m，無填充溶洞和半填充溶洞，采用連續式靜壓注漿。2）在注漿過程中，一旦出現串孔、漏漿、冒漿、不起壓等不良情況，應該采取針對性的措施，比如低壓、濃漿、間歇注漿、灌水泥砂漿、細骨料砼、加速凝劑等，如果還是無法解決以上問題，則應該及時通知監理工程師，同時抄送設計單位，及時進行研究處理。

（3）注漿孔段長劃分

其次，利用課內知識引導課外閱讀。課內外閱讀應該是一個相輔相成，互相補充，互相促進的完整的過程，課外閱讀絕不是浪費時間而是對課內有益的補充。通過課外閱讀能培養閱讀的遷移能力，體現了學生運用課內知識獨立解決問題的能力。作為語文教師要結合教材中的某個單元的學習重點或某個知識點，搜集相關的課內外讀物，提出閱讀要求，讓學生帶著問題閱讀，進行探究創造，最后交流探討，歸納總結。

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

（4）注漿壓力

1）應該將溶洞注漿壓力控制在0.3 ～0.5 MPa。2）根據實際的施工情況適當調整注漿壓力。

（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場的試驗確定。

（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，正常情況下無需添加外加劑。必要時，根據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級別：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，而注漿壓力持續增高，或者注漿壓力保持不變，而注入率持續減少的情況下，不得改變漿液水灰比。4）變漿標準。滿足下列任一條件時，應該采取濃一級水灰比進行灌注。a.注入量>300L，且注入率及注漿壓力變化不大。b.灌注時間>1h，且注入率及注漿壓力變化不大。5）當注入率>30L/min時，可以根據現場的實際情況越級變濃水灰比。

（7）注漿結束標準

1）注漿終止時間以返漿為準，如遇大量漏漿時可采用間歇式注漿，注漿管材料宜用PVC管材。2）根據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 ，具體應根據現場實際情況確定。

（8）注漿封孔

1）所有的注漿孔及檢查孔都要進行注漿封孔。2）采用“壓力注漿封孔法”進行注漿封孔，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，為了保證封孔質量，監理工程師應現場旁站。

2.2 .3 施工監測

針對本區間需要特殊說明的加強監測項目如下：1）巖溶處理、盾構穿越巖溶段施工時應加強洞內、地面和周邊建構物的監測及地面動態巡查。2）加強信息化施工，建立巖溶區段區間施工及后期運營期間的長期觀測體系，監測地下水位及結構沉降變形；建議施工期和后期運營期的監測體系一并考慮。

結語

綜上，地鐵盾構施工前，必須針對所處巖溶地層的地質情況，做深入的技術研究，制定合理、靈活、有效的施工方案，降低施工風險的同時，確保工期進度要求。