淺談水域范圍溶土洞處理施工技術(shù)

賴理春/LAI Li-chun

（廣東華隧建設(shè)股份有限公司，廣東 廣州 510620）

淺談水域范圍溶土洞處理施工技術(shù)

賴理春/LAI Li-chun

（廣東華隧建設(shè)股份有限公司，廣東 廣州 510620）

[摘 要]對廣州地鐵9號線施工過程中遇到的動水環(huán)境下水域范圍溶土洞處理方法以及注漿工序等問題進行了分析，根據(jù)環(huán)保要求，采用鉆孔探明溶洞+注水泥漿的方式進行充填，并對施工中遇到的問題提出解決方法和相應(yīng)施工控制措施，以供參考。

[關(guān)鍵詞]水域溶洞；布孔；注漿

建設(shè)中的廣州地鐵9號線地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)勘探溶洞或土洞的見洞率高達60%，隧道開挖影響范圍地層巖溶發(fā)育，設(shè)計總面積達到700m2，溶洞平均厚度為1.6～9m，部分為串珠式，最大的單個溶洞面積超過320m2；盾構(gòu)下穿前需將發(fā)現(xiàn)的溶土洞處理完成。

1 溶土洞常規(guī)的處理辦法

1）鉆孔方式 鉆孔探明溶洞，在探有溶洞（需要處理的）的鉆孔周圍按照縱、橫間距2m加密布置勘察鉆孔，直到找到溶洞的邊界為止；找出邊界確定處理范圍后，先用雙液漿包邊再在中間回灌填充物。

2）充填方式 對溶洞全填充情況直接注水泥漿，溶洞半填充情況先填充中粗砂、礦渣或粉煤灰等再注水泥砂漿，溶洞未填充情況溶洞外圍注雙液漿，中間填充中粗砂、礦渣或粉煤灰等再注水泥砂漿。

2 施工遇到的問題及解決辦法

該河流屬景觀河，環(huán)境保護要求高，為避免影響景觀河河床及下游公園的環(huán)境，權(quán)屬單位不同意回灌填充砂、礦渣、粉煤灰等骨料的方式。為此，上述辦法中針對溶洞半填充或全充填的處理未能實現(xiàn)，擬采用參照地面常規(guī)處理辦法：鉆孔探明溶洞+注水泥漿充填。

工程結(jié)合上述辦法進行施工，但遇到以下3個問題：①水域范圍的溶土洞處理，屬在建項目中的首個案例，無經(jīng)驗借鑒，只能在摸索中施工，起初在施工時按地面常規(guī)作法進行，鉆孔下管時考慮到水位升降，在注漿管埋設(shè)，水上部分已經(jīng)預(yù)留了足夠高度的管，但實際施工后受暴雨、臺風(fēng)、汛期以及動水影響，水流和漂浮物沖刷導(dǎo)致注漿管斷裂，無法進行注漿；②待全部完成埋設(shè)注漿管后再進行注漿，這樣導(dǎo)致工序持續(xù)時間較長，受天氣環(huán)境影響大；③在動水環(huán)境下，稀釋了水泥漿、降低了注漿質(zhì)量，因動水作用，注漿過程中也出現(xiàn)較多串漿、冒漿現(xiàn)象，注漿效果相比較差。

針對3個現(xiàn)狀問題提出解決方法如下。

1）以施工安全和運營安全的要求出發(fā)，對溶洞處理的深度和平面范圍以設(shè)計原則為準。按照溶洞處理平面范圍邊界線，位于跨邊界的溶洞，全填充采用雙液漿進行控制邊界，半填充或無填充則整個溶洞全部處理。

2）注漿處理分多次分批進行，第一次以充填（置換洞中水）注漿為主，第二次以擠密注漿和劈裂注漿為主。

3）對于注漿工藝：出現(xiàn)河面冒漿等異常現(xiàn)象，改用雙液漿封堵，壓注密實，確保注漿質(zhì)量效果。

4）由于原施工流程上的待全部完成下管后再進行注漿工序，持續(xù)時間較長，受天氣環(huán)境影響大。調(diào)整為成孔后即下管，平面布孔間距可調(diào)整，增長漿液流動停留時間，減少相鄰近孔竄漿的可能性。待注漿完成后進行下一階段引孔。以揭示到溶、土洞的鉆孔為基準點，在設(shè)計規(guī)定的處理范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)1個溶洞處理1個，直到注漿壓力達到設(shè)計值要求。然后根據(jù)鉆孔，再進行下1個孔的壓注漿。多次、間隔、單雙漿交替壓注密實。首先將布孔間距2m×2m調(diào)整為4m×4m，第二次再進行加密布孔，直到找到溶洞的邊界為止。因河床性質(zhì)、跨河管線、水下設(shè)備等影響，在實際施工中，現(xiàn)場的布點情況并不能理想的按照相同間距布點進行鉆孔，為避開部分無法遷改的或不可遷移物的影響，施工中孔位布置及間距應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整。

5）采用套管（PVC或鋼套管）引孔，及時封堵間隙，套管一是起到穩(wěn)定孔壁，防止河水流動沖擊袖閥管，二是隔離動水系作用，減少冒漿返漿現(xiàn)象。套管高度高出水面，確保在河流水位上升、水流湍急情況下能滿足注漿。

6）套管不穿入隧道范圍，深度進入地層3m或隧道開挖上方3m，防止拔不出時影響盾構(gòu)掘進。如圖1所示。

3 施工控制

3.1 注漿材料及主要設(shè)計參數(shù)

水泥漿拌制采用42.5級普通硅酸鹽水泥。漿液水灰比為1∶1，雙液漿配比為水泥漿∶水玻璃為1∶（1～5），水玻璃波美度為30～40Be′，模數(shù)為2.4～3.0。

注漿終壓控制在0.8～0.9MPa，注漿速度為30～50L/min。每個孔間隔2～3次、每次15～25min，注漿間歇時間建議在3h以上。

3.2 注漿終孔原則

采取搭設(shè)浮游平臺或船舶的方式施工。施工中在浮游平臺用纜風(fēng)繩在兩岸固定，下鉆前架設(shè)全站儀，通過纜風(fēng)繩調(diào)整鉆頭位置到預(yù)鉆孔點。

采用抽芯鉆孔和標貫鉆孔檢查溶洞的充盈程度。按1%孔數(shù)抽查，每個鉆孔標貫不少于3點，每個溶洞檢測不少于1個檢測孔。

鉆孔孔徑為70～110mm，注漿管采用直徑48mm的袖閥管。管下到洞底或洞底以下0.2～0.3m，注漿芯管從洞底往上壓注水泥漿。每當(dāng)注漿壓力達到0.4～0.5MPa，芯管可提升0.5m，逐漸壓注漿往上到洞頂，最后注漿壓力達到0.8～0.9MPa并穩(wěn)壓10min可終止注漿。

4 結(jié) 語

圖1 注漿埋管示意圖

7）在施工中，為確保注漿管注漿效果，水上的鉆孔采用直徑108鉆頭進行鉆孔，孔內(nèi)下兩條注漿管。一是在雙液注漿情況下，使水泥漿和水玻璃溶液在管底混合，減少注漿管的堵塞，以便更好的壓注雙液漿；二是在注漿時，一旦一條管堵塞即可采用另一條管進行注漿，可以做到較快速度完成，減少重新鉆孔作業(yè)時間。

有“地質(zhì)博物館”之稱的廣州地層，屬全國名副其實的最復(fù)雜。在這里的地下溶洞發(fā)育，見洞率高。隨著經(jīng)濟發(fā)展，在2015年后廣州啟動規(guī)模最大的一輪地鐵建設(shè)，涉及資金近2 000億元，同時越來越多的城市開始軌道交通的建設(shè)，而廣州以及珠三角地區(qū)水網(wǎng)復(fù)雜，巖溶地質(zhì)較多，水域范圍的溶土洞處理施工技術(shù)的發(fā)展成熟將保障地鐵隧道盾構(gòu)施工安全通過巖溶區(qū)域，將客觀上推動地鐵施工安全防控的發(fā)展。

（編輯 張海霞）

Discussion on water soluble soil hole construction technology processing

［中圖分類號］TU94+3

［文獻標識碼］B

［文章編號］1001-1366(2015)06-0066-02

［收稿日期］2015-04-28