轨道工程穿越岩溶区风险等级划分及相应措施研究论文_张德媛1,周娜2

张德媛1 周娜2

1.滇西铁路有限责任公司 昆明 650106;2.昆明轨道交通集团有限公司 昆明 650100

摘要:本文以西南某市轨道工程穿越岩溶区为背景,开展了岩溶区风险等级划分的研究工作。根据风险等级研究了相应工程措施,并取得了一定的工程实效,为同类区域处理类似问题提供了一定的借鉴和参考价值。

关键词:轨道工程;岩溶;风险等级;工程措施

西南地区地质情况复杂,轨道工程的选线有时无法避免穿越特殊地质地区。本文以西南某市轨道工程穿越岩溶区为背景,开展了岩溶区风险等级划分的研究工作,并根据风险等级研究了相应工程措施。对在工程实践中根据岩溶区的特点,有针对性地选择相适用的岩溶处理措施,降低工程造价,加快工程进度,具有很强的现实指导意义[1-4]。

1岩溶形态及分布规律

根据勘察,本工程岩溶区下伏基岩主要为二迭系下统栖组(P1q1)灰岩,岩溶极为发育,据钻孔揭露,岩石溶蚀严重,常呈溶隙、溶沟及溶洞。本区属隐伏岩溶区,可溶岩基本被覆盖,钻孔见洞率约为82%。溶洞垂直方向主要分布在:标高1868.70~1886.99 m,埋深:5.20~24.00 m,洞高:0.90~21.60m,高度小于2.00m约为40%,2.0~5.0m约30%,大于5.00m约为30%,最大溶洞21.60m。溶洞多数被充填,充填物为软塑状~可塑状粉质粘土,部分为圆砾土夹砂充填,局部夹碎石,部分溶洞呈半边状、串珠状分布,钻探过程中揭露有3个空溶洞。钻进过程中均漏水,不返水。

2地下区间岩溶风险区划分

结合本工程勘探所揭示的岩溶区特点,岩溶区风险等级划分主要根据溶洞与隧道结构的距离来划分。依据隧道结构与溶洞的垂直距离和水平距离,结合工程风险承受能力,把隧道周边划分为高风险岩溶区域和低风险区岩溶区域。将结构侧边线两侧一倍洞径范围内,一直延伸至地表及结构边线底部10m线以上部分区域划分为高风险岩溶区。高风险区域以外的溶洞区为划为低风险岩溶区。

图1隧道溶洞风险区划分示意图

3地下区间溶洞处理

3.1处理原则

为防止溶洞扩张危及区间隧道结构安全,凡是发现的溶洞均采取注浆充填进行工程处理。对高风险区必须重点处理,低风险区经判别对隧道结构安全不构成威胁的,可不进行处理,但如果有较大溶洞发育或溶洞强烈发育的,一般应采取相应的处理措施。溶洞处理范围考虑隧道纵剖面图结合施工探灌等相关手段综合判定[5-8]。

3.2处理方案

对于高风险岩溶区的处理措施,通常采用“溶洞充填外加岩面注浆”并预留注浆管方案进行综合整治。对于低风险岩溶区的个别溶洞,可采取充填注浆手段。对空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙,根据现场地质情况,结合工程条件,对溶蚀腔体灌注中粗砂或水泥砂浆进行填充处理,再进一步注浆双液或者水泥浆液。对全充填溶洞通常采取的措施为单液注浆。先对高风险区周圈开放连通的裂隙通道封闭注浆,然后处理中间区域,以确保注浆效果,减少注浆损失。中间区域梅花形跳孔施工,以防止跑浆,窜浆现象。注浆孔布置情况分别如图2、3所示。

3.2.2半填充、未填充溶洞的处理

对于高度大于2m的溶洞,地面钻孔应放入钢套管并固定,用Φ200 注砂管放至溶洞上,用高压风机将干砂压入。利用周边灌浆孔作为减压孔,以防止灌砂时洞内高压以致灌砂失败。此法灌砂砂密实度高,在压力稳定后就可停止灌砂,然后其它孔利用袖阀管采取静压灌浆法填充密实。对于高度小于2m的溶洞,则直接采取袖阀管静压灌浆法。

3.2.3岩面注浆处理方案

一般采用Φ90PVC 袖阀管进行岩面注浆。加固区高度通常设定岩面上1m,宽度为线路中线两侧各一倍管片外径范围内的土层。设计注浆扩散半径1.5m,并按3m ×3m 间距以梅花型布设注浆孔。首先将90mm~130mm 孔径的钻孔施钻至岩面下一定距离(一般为0.5m),然后下袖阀管进行注浆。

3.3效果检测

高风险区域内溶洞经注浆填充后其内部土体有良好的均匀性、自立性、密闭性,采用随机钻孔取芯,加固后取芯无侧限抗压强度大于1.0MPa。同时在对取心钻孔辅以压水试验,注浆加固体透水性和充填密实度符合要求。

4结语

岩溶处理在目前国内仍是一项较为复杂的技术,本工程的处理措施达到了预期的效果,为在同类区域处理类似问题提供了一定的借鉴和参考价值。为确保施工和运营安全,应在后续对轨道工程沿线的其他工程适应监控,并对岩溶处理区在施工和运营阶段对相关指标进行长期监测。在项目规划选线阶段,应尽量优化选线,尽可能绕避岩溶等不良地质区域。

参考文献:

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[7]戴亚军,张国柱,刘婷.地铁盾构工程岩溶病害处理方法的应用研究[J].西部交通科技,2014,08:62-65.

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论文作者:张德媛1,周娜2

论文发表刊物:《基层建设》2016年3期

论文发表时间:2016/5/30

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