地鐵隧道穿越溶洞的施工處理技術

胥崇峰

摘 要：在地鐵隧道施工過程中，如果遇到需要穿越溶洞的地形，就要重視溶洞的地質因素和施工難度，并正確考慮地鐵隧道施工方法的采用。結合地鐵隧道穿越溶洞施工實際，在具體的施工過程中，應對地鐵隧道穿越溶洞施工處理技術進行認真分析，并采取正確的溶洞施工處理技術。同時，提高溶洞段施工的整體效果，保證施工工藝和施工方法能夠滿足地鐵隧道施工需要，為地鐵隧道施工提供良好的幫助和支持，保證地鐵隧道穿越溶洞施工能夠在施工質量和施工效果上得到全面提升。

關鍵詞：地鐵隧道施工 穿越溶洞 施工處理技術

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（a）-0091-03

1 工程概況

徐州市城市軌道交通2號線一期工程丁萬河站至九里山站區(qū)間設計里程為右K1+683.144～右K3+026.620，區(qū)間長1 343.576 m，線路最大縱坡26‰。地下區(qū)間里程右K2+180.548、左K2+180.547處左側設一座豎井及橫通道兼做聯(lián)絡通道及廢水泵房。線路位于中山北路正下方，覆蓋層厚度為6～12 m，部分溶腔距路面僅3 m，且該路段為煤礦、部隊車輛交通要道，車流量大、荷載重，易出現(xiàn)路面塌陷、影響行車安全，存在嚴重安全隱患。在工程施工過程中，整體隧道施工難度較大，需要掌握正確的隧道穿越溶洞的施工處理技術，為了達到安全施工目標，該工程選擇了專項溶洞施工處理技術，滿足了工程需要。

2 地鐵隧道穿越溶洞施工處理技術分析

2.1 地質超前預測預報技術

（1）地面勘探方法。基于對溶洞地質特征的了解，如果在地鐵隧道施工中遇到溶洞地段，就要在設計階段和施工階段采取特殊的施工措施予以預防。其中，在施工之前做好地面超前預測預報是十分重要的。地面勘探方法是常用的勘探措施。主要是在地面上用專用的地質勘探設備勘察地下是否存在溶洞地形。如果存在，則需要對溶洞規(guī)模、危害、變化情況和具體位置進行標注和記錄。在施工過程中，結合施工設計圖紙及地勘資料，該項目主要采用地表補勘探明溶腔大小及具體位置。

如圖1所示，中間黑色圓圈為原有地勘探明溶洞位置，為探明溶洞大小，在周邊1～2 m范圍內補勘，根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定鉆孔數(shù)量，以探明溶洞水平面大小及深度為準。

（2）洞內勘探方法。雖然地面勘探方法能夠找準溶洞的位置，并能夠了解溶洞的基本信息，但是受到勘探方法的制約，要想了解溶洞內部的情況，就要采取洞內勘探的方法，做好溶洞基本信息的收集，保證溶洞的內部資料和地質信息能夠得到全面收集，便于設計者和施工單位全面了解溶洞的基本情況。為地鐵隧道的設計和穿越施工提供基本的信息支持，滿足地鐵隧道的施工需要。該項目采用了超前水平探孔及地質雷達的方法探明溶洞內部密實度，滿足施工需要。根據(jù)超前地質雷達掃描的結果顯示，前方4～21 m 范圍內電磁波反射較強烈，且同軸相連續(xù)，以正波為主，推斷該區(qū)域內存在溶洞。掌子面前方22～27 m范圍內反射電磁波較雜亂，推斷該區(qū)域圍巖較破碎。結論：圍巖整體性較差，探測范圍內存在較大溶洞（見圖2）。

（3）地質綜合分析技術。除了要采用地面勘探方法和洞內勘探方法之外，還應采用綜合分析技術，對溶洞地層的地質信息和地理條件進行全面分析，掌握溶洞地形的特征，確保溶洞的所有地質信息都能夠得到準確有效收集，為地鐵隧道施工提供準確的地質信息支持。經探明，該溶洞共分上下三層，溶腔直徑為18～19.6 m，豎向深度分別為2.5 m、3 m、10.6 m，溶洞頂部距離路面距離分別為3 m、8 m、17 m。該項目地鐵區(qū)間橫穿下層溶洞，如不及時處理，嚴重影響行車安全及洞內施工安全。見圖3。

2.2 溶洞的施工處理方法

（1）格柵鋼架安設。在現(xiàn)有初期支護上增加套拱，套拱施作范圍以貫穿溶洞區(qū)域為準。具體做法為套拱按照原初期支護的斷面大小施作，以能貼合現(xiàn)有初支為宜；套拱格柵鋼架制作與現(xiàn)有格柵鋼架主筋大小一致，安裝時封閉成環(huán)；套拱安裝間距0.75 m，與現(xiàn)有初支格柵鋼架錯開布置，采用縱向連接筋連接，連接筋間距1 m；噴混以封閉鋼架為準，鋼架主筋保護層不少于50 mm；安裝套拱前臨時清除仰拱內填碴，待內拱安裝完成、噴混封閉后再回填行車及人行道；套拱待溶洞注漿處理完成，漿液達到設計強度后拆除。

（2）錨桿安設。洞內錨桿打設及注漿管埋設：隧道周邊存在溶洞空洞的，先徑直打設錨桿；錨桿長度L≥3.5 m，且錨桿末端須深入巖體≥1.2 m；錨桿按照1.0 m×1.0 m間距梅花型布設；錨桿與格柵鋼架或鋼筋網(wǎng)焊接牢固；預留注漿管深入溶腔內部，末端預留注漿長度≥10 cm。

（3）地表注漿孔布置。地表注漿孔間距按2 m×2 m布置，如遇管線等無法鉆孔時，適當調整；此溶洞長度大于5 m、貫穿隧道結構、位于隧道結構平面投影5 m范圍內，為危險區(qū)，且為非全填充，根據(jù)丁萬河站至九里山站區(qū)間隧道設計圖0201-5-3-2-SS-SD-27巖溶處理設計圖中的地面注漿充填加固處理。在地表鉆孔，采用吹砂填充+靜壓灌漿的方式對溶洞進行充填加固處理。

根據(jù)地質鉆孔揭示資料顯示，以及現(xiàn)場開挖過程中探明的溶洞大小及溶洞范圍，在溶洞上方的中山北路非機動車道及人行道上進行施工圍擋，采用從地面鉆孔注漿的方式對溶洞進行注漿加固。鉆孔直徑Ф110，梅花型布置，鉆孔間距2.0 m，鉆孔深度以鉆至溶洞頂部為準。具體注漿范圍及鉆孔布置如圖4、圖5所示。

（4）回填及注漿。地表采用吹砂回填+注漿加固，分層多次間歇性灌注，第二次注漿須等第一次灌注的水泥砂漿達到設計強度的75%后方可進行。隧道初支時預留注漿孔，待地表注漿完成后，通過預留注漿孔補充注漿。隧道內預留注漿孔注漿采用雙液漿，雙液漿采用PO42.5普通硅酸鹽水泥加水玻璃，按照1∶1的比例配置。洞內注漿同樣采用分層間歇性注漿，注漿壓力取0.2～5 MPa。每次注漿量以填充溶洞高度1 m為宜，第二次注漿須等第一次注漿漿液強度達到75%后方可進行。通風鉆孔及補勘鉆孔，未注滿漿液的，采用回填混凝土至路面。

（5）加固效果檢查。采用鉆芯取樣方法檢查注漿效果并加強地表及隧道的監(jiān)測，主要監(jiān)測拱頂下沉及洞內周邊收斂情況，各項數(shù)據(jù)均滿足施工要求。具體數(shù)據(jù)如表1所示。

3 結語

通過該文的分析可知，在地鐵隧道施工中，在穿越溶洞地段時，掌握溶洞的特點和溶洞的施工處理技術，對提高溶洞地段的隧道穿越施工質量具有重要作用。從當前地鐵隧道施工來看，在具體的施工過程中，應對地鐵隧道穿越溶洞施工處理技術進行認真分析，并采取正確的溶洞施工處理技術，保證施工工藝和施工方法能夠滿足地鐵隧道施工需要，為地鐵隧道施工提供良好的幫助和支持。

參考文獻

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