巖溶發(fā)育區(qū)域地鐵車站施工技術(shù)研究

南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司 廣西 南寧 530029

正文：

1 工程概況

南寧市軌道交通2號(hào)線東延工程（玉洞～壇興村）玉嶺路站，為地下兩層（局部一層）島式站臺(tái)車站，東西向布置，采用單柱雙跨（局部雙柱三跨）矩形結(jié)構(gòu)，車站總長(zhǎng)346m，車站標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬度為21.7m（含圍護(hù)結(jié)構(gòu)），深16.642m。

2 工程地質(zhì)狀況

車站位于溶蝕殘丘洼地Ⅲ2內(nèi)，北側(cè)洼地較現(xiàn)狀路面低約12m，東側(cè)及南側(cè)山坡較現(xiàn)狀路面高約21.86m～45.94m。根據(jù)詳細(xì)勘察階段巖土工程勘察報(bào)告和施工勘察階段巖土工程勘察報(bào)告，本車站為第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）、石灰系下統(tǒng)大塘階地層（C1d），局部節(jié)理裂隙及溶隙較發(fā)育，溶洞多位于基坑底板以下5～15m區(qū)域。水文地質(zhì)情況較為惡劣，有巖基裂隙水、上層滯水、巖溶水等。

3 巖溶發(fā)育區(qū)域地鐵車站施工技術(shù)

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用直徑1000mm，中心間距1200mm的鉆孔灌注樁，插入底板5500～8000mm。為降低巖溶地質(zhì)的影響，本站參考地下連續(xù)墻導(dǎo)墻施工技術(shù)，采用混凝土導(dǎo)墻樁定位技術(shù)，定位模板孔徑為1050mm，保證樁位的精確度；采用與鉆桿固定連接的螺旋鉆頭（硬巖區(qū)域不適用）代替常用鉆頭，確保圍護(hù)樁成孔的施工精度和垂直度；從而保證車站主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻凈空尺寸及樁間錨噴的平整度，提高施工功效。

3.2 巖溶處理

3.2.1 巖溶形態(tài)、規(guī)模及充填物特征

本站場(chǎng)地巖溶形態(tài)主要有溶蝕溝槽、石芽、溶蝕裂隙、溶孔、溶洞等。沿北東向南西（線路縱向）存在發(fā)育較大規(guī)模的溶蝕溝槽，整體呈漏斗狀，直徑10-50m，深度約8-12m，溶蝕溝槽周邊為埋深較淺的石芽。下浮灰?guī)r溶蝕裂隙密集發(fā)育，裂隙寬度一般15cm，多見溶蝕殘留物半充填或全充填。綜合初、詳勘成果，玉嶺路站分布97個(gè)鉆孔，13個(gè)鉆孔鉆遇溶洞，遇洞率13.40%，線溶率9.28%，洞內(nèi)充填松散或無(wú)充填物，溶洞斷面形狀極不規(guī)則，規(guī)模大小不一，多為空溶洞。

3.2.2 巖溶穩(wěn)定性分析

本站地質(zhì)條件具備發(fā)育軟土及土洞的可能性，基巖面以上底板以下的土層穩(wěn)定性可能會(huì)因工程施工運(yùn)營(yíng)及周邊地下水環(huán)境的變化而發(fā)生改變，部分溶洞位于基坑開挖范圍內(nèi)，開挖后會(huì)因溶洞充填物發(fā)生變性影響坑壁穩(wěn)定性。在車站荷載及樁基自重的作用下，底板至底板以下15m范圍內(nèi)（即98.81m高程以上區(qū)域）分布的溶洞對(duì)車站結(jié)構(gòu)底板穩(wěn)定和樁基穩(wěn)定不利。

3.2.3 巖溶處理措施

明挖車站的巖溶處理應(yīng)與基底處理、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)、抗浮、施工期涌水和運(yùn)營(yíng)期風(fēng)險(xiǎn)防治等多方面協(xié)同統(tǒng)一考慮，遵循探邊界-注漿液充填-效果檢測(cè)的施工順序，結(jié)合本車站實(shí)際情況對(duì)車站底板以下10m以內(nèi)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)3m以內(nèi)的巖溶進(jìn)行處理。

溶蝕溝槽、溶蝕裂隙發(fā)育帶采用固結(jié)注漿進(jìn)行處理，采用“前進(jìn)式”或“后退式”分段注漿，注漿深度需從車站結(jié)構(gòu)底板以上3m至車站結(jié)構(gòu)底板以下不少于10m。溶洞采用充填砂礫、碎石加注漿的方法進(jìn)行處理，充填壓力需根據(jù)溶洞實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，采用水泥砂漿進(jìn)行注漿充填。邊注漿邊摸查溶洞的規(guī)模及處理后的狀態(tài)，根據(jù)注漿量及注漿孔所檢測(cè)到的溶洞直徑估算出溶洞的規(guī)模后再向周邊布設(shè)檢查孔，通過(guò)檢查孔查看溶洞的延展?fàn)顩r并利用檢查孔對(duì)注漿不飽滿的地方繼續(xù)注漿。對(duì)于范圍超出地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)定的安全限界的溶洞，先在安全限界鉆孔采用速凝漿控制邊界。對(duì)于直徑大于3m的無(wú)充填或半充填的較大溶洞采用φ200的PVC套管注水泥砂漿。

注漿前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)，注漿參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況進(jìn)行調(diào)整，注漿量和注漿有效范圍通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

3.2.4 巖溶處理效果

本次采用固結(jié)快剪試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)對(duì)處理后的溶蝕溝槽、溶洞進(jìn)行注漿質(zhì)量檢測(cè)。本車站所有鉆孔檢測(cè)結(jié)果顯示：填充物粘聚力c為51.7～57.0kPa，平均值為54.9kPa；內(nèi)摩擦角φ為25.2～27.9°，平均值為26.2°；標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N為24～75擊，平均值為38擊。注漿效果良好。

表1 巖溶處理質(zhì)量控制指標(biāo)

3.3 其他施工技術(shù)

車站基坑開挖需提前做好冠梁、支撐、降水井，采用“縱向分段、豎向分層、由上至下、先支后挖”的方法明挖施工，層與層之間放坡設(shè)臺(tái)階、先中間拉槽后向兩邊擴(kuò)展,做到開挖安全有序、均衡高效。

車站主體結(jié)構(gòu)按照墊層、底板、中板、頂板的順序施工，然后完成土方回填等相關(guān)工作。在車站底板下需要設(shè)置圍護(hù)牛腿結(jié)構(gòu)，并且需要和臨時(shí)立柱樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)等共同形成支撐車站。或在車站基底設(shè)置旋噴樁分割基底，提高基底強(qiáng)度、承載力和穩(wěn)定性，對(duì)巖溶塌陷等風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行合理的控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工精度和垂直度達(dá)不到要求會(huì)造成基坑開挖后側(cè)墻凈空尺寸不足或樁間平整度難以控制，處理起來(lái)都非常困難。巖溶處理效果不理想，會(huì)造成基坑坍塌，結(jié)構(gòu)不均勻沉降等風(fēng)險(xiǎn)，隨著地質(zhì)水文變化也會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)期車站的穩(wěn)定性造成影響。本工程采用混凝土導(dǎo)墻定位技術(shù)及固定螺旋鉆頭，保證了圍護(hù)樁施工精度及垂直度，采用不同的注漿技術(shù)分別對(duì)溶蝕溝槽、溶蝕裂隙、溶洞采用有針對(duì)性的處理措施，巖溶處理效果良好，確保了施工期質(zhì)量安全及建成后車站長(zhǎng)期穩(wěn)定，為后期地鐵車站施工積累經(jīng)驗(yàn)。