分析地鐵車站施工中的巖溶地層處理技術(shù)

劉文斌

(中鐵一局集團(tuán)城市軌道交通工程有限公司，湖北武漢 430051)

分析地鐵車站施工中的巖溶地層處理技術(shù)

劉文斌

(中鐵一局集團(tuán)城市軌道交通工程有限公司，湖北武漢 430051)

隨著我國(guó)人口的增多和城市化發(fā)展進(jìn)程的加快，城市的道路交通越來(lái)越成為了城市規(guī)劃中重要的一部分，為了解決交通擁擠的問(wèn)題，許多大型的城市都選擇了采用建立地鐵的形式來(lái)緩解交通擁堵。但是，由于地鐵的建設(shè)往往離不開地質(zhì)因素的影響，本文討論了地鐵站施工中，巖溶地層的處理技術(shù)。

巖溶地層；地鐵；城市規(guī)劃；溶洞

在巖溶地區(qū)建設(shè)地鐵站，尤其要重視巖溶地層的處理工作，由于巖溶對(duì)道路的穩(wěn)定性影響較大，因此一定要采取極其有效的技術(shù)進(jìn)行處理。本文主要闡述了巖溶地層的形成機(jī)理及巖溶對(duì)地鐵工程的影響，最后研究了地鐵站巖溶地層處理技術(shù)的基本思路和處理措施。

一、巖溶發(fā)育的基本機(jī)理及基本規(guī)律

（1）巖溶發(fā)育的基本機(jī)理

巖溶既喀斯特，是由于水的流動(dòng)對(duì)可溶性巖石（碳酸鹽巖、白云巖）等以化學(xué)溶蝕作用物理作用為輔造成的地質(zhì)地貌。常常由于水的流動(dòng)使得巖層產(chǎn)生了溝槽、空洞，結(jié)果造成了地表的塌陷形成天坑及洼地等。

（2）巖溶發(fā)育的基本規(guī)律

巖溶的形成與水的特性及巖層的特性有著密不可分的關(guān)系，水的溶蝕性及巖石成分、組織結(jié)構(gòu)直接影響了巖溶發(fā)育的程度及速度。一般情況下，硫酸鹽類的巖層及鹵化物類的巖層巖溶發(fā)育速度較為快一點(diǎn)；碳酸鹽類的巖層發(fā)育相對(duì)慢；而質(zhì)純的巖層，巖溶發(fā)育最為強(qiáng)烈且形態(tài)各不相同；含泥質(zhì)或其它雜質(zhì)的巖層，巖溶發(fā)育最為弱。

二、巖溶對(duì)地鐵站施工的影響分析

地鐵線路根據(jù)城市規(guī)劃的不同，可以有多種不同的形式?？偟膩?lái)說(shuō)，根據(jù)城市的現(xiàn)狀及地質(zhì)情況等條件，地鐵線路多采用地下線路、高架線路或者地面線路三種形式。地下線路便是以隧道的形式生產(chǎn)的；高架線路主要為橋梁形式；而地面線路則為路堤或者路塹等形式。

地下線路多處于城市中繁華的地段，如市中心或者街道狹窄，車、人流量大的地段。主要的生產(chǎn)形式有深埋或者淺埋兩種形式，并且都是以隧道的形式建設(shè)的。它能夠很好的緩解城市交通的壓力和城市的環(huán)境問(wèn)題。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)有的道路交通條件已經(jīng)難以滿足人們需求，于是城市地下的空間成為了人類關(guān)注的交點(diǎn)。通過(guò)利用先進(jìn)的技術(shù)將城市地下廣闊的空間開發(fā)出來(lái)，為人類的生存空間擴(kuò)大了許多。但是，由于地下線路位于地面以下，因此會(huì)受到地質(zhì)情況的影響。特別是一些巖溶發(fā)育的地區(qū)，對(duì)于地鐵線路的建設(shè)有著相當(dāng)?shù)挠绊懀桓呒芫€路一般是采用橋梁的形式生成的，此種形式的優(yōu)點(diǎn)受地質(zhì)影響小，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。利于道路的維修保養(yǎng)。并且在巖溶發(fā)育的地段，由于橋梁的樁基需要與地面接觸，因此可以采用打鉆探測(cè)的方法查明穩(wěn)定的巖層，樁基穩(wěn)定。更有利于地鐵線路的建設(shè)；最后地面線路的建設(shè)多是在一些人跡稀少的地區(qū)或者在城市的邊緣。但由于此線路是以地面為基，因此在巖溶發(fā)育的地段，巖溶處理的面積大、工程量大。即使修建了鐵路站，也會(huì)受到周邊地下水影響而塌陷。因此一般不建議采用地面線路的方式。

三、巖溶對(duì)地鐵站運(yùn)營(yíng)后的影響分析

（1）地鐵站運(yùn)營(yíng)對(duì)巖溶穩(wěn)定性的影響分析

從巖溶塌陷形式的原因分析，可分為自然塌陷和人為塌陷兩種。前者是自然演化的結(jié)果，而后者是由于人類的活動(dòng)，例如，列車的震動(dòng)、爆破、人為原因造成的地下水位的變化等。

巖溶塌陷的動(dòng)力源于列車的震動(dòng)、爆破等，這些震動(dòng)產(chǎn)生的波紋在大地的傳播以橫波或者縱波的方式傳播。巖溶塌陷中的震動(dòng)波所產(chǎn)生的動(dòng)力與土層破壞時(shí)所需的應(yīng)力相比，該力偏小，但是在與土層自身重力產(chǎn)生疊加后，足以使土層應(yīng)力發(fā)生變化，從而塌陷。除此以外，還有人類對(duì)地下水的大力開采，使得地下水文地質(zhì)發(fā)生了變化，從而使巖溶繼續(xù)發(fā)育，對(duì)周邊的環(huán)境可能產(chǎn)生相應(yīng)的影響，對(duì)線路產(chǎn)生了威脅，成為了地質(zhì)問(wèn)題。

總的來(lái)說(shuō)，如果地鐵站采用地下線路的形式，由于地下巖溶實(shí)際范圍難以查清，且處理范圍較大而復(fù)雜。對(duì)于巖溶對(duì)于地鐵站的建設(shè)和建成后的運(yùn)營(yíng)都會(huì)對(duì)產(chǎn)生一定的影響。

四、地鐵站施工中對(duì)巖溶地層的處理措施

在地鐵站施工的過(guò)程中，為避免地質(zhì)災(zāi)害對(duì)工程的影響，確保工程的順利進(jìn)行和地鐵站的正常運(yùn)營(yíng)，在施工的過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)超前預(yù)報(bào)。對(duì)于地質(zhì)條件不良地段和存在隱蔽地質(zhì)災(zāi)害的地段應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的措施。尤其是在地鐵站遇到巖溶地層的時(shí)候，一定要做好設(shè)計(jì)方案，并嚴(yán)格按照方案施工，以免出現(xiàn)事故。對(duì)于巖溶地層的處理措施有一下幾種：

（1）當(dāng)巖溶地區(qū)上覆土層地基較薄時(shí)，不僅要形成滿足建筑物對(duì)地基要求的人工地基，還要針對(duì)巖溶地層特性進(jìn)行相應(yīng)的處理，比如，當(dāng)巖溶地段，富集了許多水的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)的位置、大小、埋深及現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件綜合分析，要因地制宜的采取措施，對(duì)于地下水宜疏不宜堵。

（2）當(dāng)巖溶地段的范圍不大，且存在水平發(fā)育的溶洞、溶溝等，不管其中有沒(méi)有填充物質(zhì)，只要頂板不厚，可以通過(guò)采用小爆破等人工方法來(lái)接除頂板，從而對(duì)溶洞或溶溝進(jìn)行處理。

（3）對(duì)于一些底板沒(méi)有水存在的巖溶，如果對(duì)上部的建筑物沒(méi)有影響，均可以采用填充的方法對(duì)其進(jìn)行處理。

（4）對(duì)于一些圍巖不穩(wěn)定、風(fēng)化裂隙破碎或者溶洞較小的巖溶地段，可以采用注漿加固的方法來(lái)切斷水源的補(bǔ)給，從而減少水對(duì)巖層的溶蝕。如，廣州的地鐵站巖溶較為發(fā)育，但是其水源補(bǔ)給都不是很大，所以廣州的地鐵巖溶地層主要是通過(guò)注漿充填法來(lái)處理的。

總之，在地鐵站施工的過(guò)程中如果遇到巖溶較為發(fā)育的地段，應(yīng)盡量少的大量抽排地下水，一是為了防止由于破壞地層應(yīng)力，引起地層塌陷；二是為了保護(hù)地下水資源。對(duì)于布置在巖溶地段的橋梁樁基，必須通過(guò)打鉆等手段，找到穩(wěn)定的地層，方可施工；若果隧道式地鐵站底板有溶洞存在，應(yīng)采取灌漿和結(jié)構(gòu)措施處理，待穿過(guò)溶洞地段先進(jìn)行注漿止水再開挖施工。除此之外，在巖溶地區(qū)建立地鐵站施工的過(guò)程中，還必須注意防止對(duì)周邊建筑物及附近道路設(shè)施帶來(lái)不利的影響。

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