中铁三局桥隧分公司 浙江省杭州市 310000
摘要：地下工程建设是城市建设发展的必经之路，地铁基坑、楼房基础、区间隧道、桥梁下部基础等等都需进行地下工程施工，地下工程建设需面临许多不良地质条件，其中溶岩是地下工程前期施工和后期运维的危害性较大的不良地质，如不处理妥当，将会是伴随工程一直存在的风险源。本文简要阐述了一般溶岩的特征，以地下工程基坑为例，讲述针对各类溶岩进行加固处理措施。
关键词：地下工程；溶岩；加固处理措施
一、前言
溶岩指可溶性基岩，包括石灰岩、大理岩等溶解的岩层，受流水溶蚀，有时再加上沉淀作用而形成的地貌，旧称卡斯特地貌。在地下工程构筑物地层中存在的主要问题为：岩溶岩面上存在软塑或流塑粘性土，会引起地面塌陷，影响构筑物基础稳定；构筑物底板下岩体破碎或存在溶沟、溶蚀裂隙、溶洞，同时随着时间推移，在溶蚀作用下，它们的规模会进一步扩大，未能满足构筑物基础稳定要求；岩溶地段地下工程施工过程难度较大。溶岩地质往往作为一个风险源和施工重难点进行针对性的处理措施。
二、岩溶探测
根据原始招投标地质资料显示，针对有溶岩或有可能存在溶岩的区域地质进行详细的地质补勘。
在地下结构基坑施工中，基坑每开挖一定深度（一般不超过3m），对基坑侧壁沿纵向进行地质雷达扫描，若发现侧壁背后3m范围内有异常区对异常区进行钻孔验证；基坑开挖至基坑底后，采用地质雷达分段对地下结构底板以下岩层进行扫描，若发现底板以下基岩5m范围内有异常区，对异常区范围进行钻孔探测，钻孔间距2m×2m，见图1。
图2 需处理岩溶与基坑关系示意图
1、若为全填充型溶洞，根据填充物类别及开挖后坡面的渗水情况，区分处理。
（1）若填充物主要为硬塑状褐黄色黏土，且开挖后溶洞区域坡面无较大渗水、充填物未出现随岩溶裂隙水留出的现象，可不进行处理；若出现较大渗流、泥浆流出的现象需进行处理。
（2）若充填物为主要为碎石、碎屑等，需对其进行处理。
2、若为半填充型溶洞或无无填充型溶洞，需进行处理。
四、溶洞注浆加固处理措施
1、全填充溶洞处理（见图3）：
（1）基坑开挖过程中未揭露的全填充溶洞采用纯水泥浆静压式灌浆。
（2）对于坑底或侧壁已经出露的穿越型溶洞，若为全填充或半填充溶洞，先将溶洞内距坑底2m范围内的填充物清除，然后直接回填注浆加固处理，注浆采用纯水泥浆。
图4 半填充溶洞处理示意图
图5 未填充溶洞处理示意图
（1）对于岩溶洞穴高度大于1m且为无填充溶洞和半填充溶洞的，灌浆采用间歇式静压灌浆。第1次灌浆采用水泥砂浆，灌浆时间控制在20min，间歇6h后再灌第2次，第2次灌浆可采用水泥砂浆或浓浆，若在20min内仍不起压，停止灌浆，间歇6h后再灌第3次，依次类推，直到终孔为止。灌浆压力按0.3～0.5Mpa控制，灌浆压力应随着灌浆过程逐步提高，达到设计灌浆压力并继续注浆30min以上。必要时，可在水泥砂浆或水泥浆中适当添加速凝剂。对于洞径大于4m的特大型无填充溶洞，可考虑先投碎石（5～10cm），后采用注浆加固的方法。投碎石处理时在原钻孔附近（约0.6米）补钻2个投石孔，两投石孔中心与原钻孔中心需在同一连线上，两投石孔可相互作为出气孔。
（2）对于岩溶洞穴高度不大于1m的无填充溶洞和半填充溶洞的直接采用纯水泥浆进行静压式灌浆。
（3）对于开挖过程中发现的穿越型溶洞无填充溶洞和半填充溶洞，进行将充填物清除后直接进行回填注浆加固处理，注浆采用纯水泥浆。
3、灌浆均采用袖阀管注浆加固的方式，同时预留袖阀管，防止其浆液流通再次进行重复注浆，注浆施工中应通过现场试验对布孔方式、注浆参数及浆液配比作进一步试验调整，并在以后注浆施工中根据现场实际情况进行适当调整，以确保注浆效果。同时注浆过程中加强监控量测，进行实时监测及时提供准确的监测,加强对周边环境的巡视监测。
4、溶洞注浆加固检验
加固后的土体应该有良好的均匀性、自立性、密闭性。灌浆加固效果检查方法是在灌浆固结体内钻孔取芯，坑底溶洞加固体28d无侧限强度≥0.3MP，渗透系数≤10-5/cm/s，若不满足上述要求，重复上述施工，取芯数量为溶洞处理钻孔个数的5%。
结语
在各城市地下工程施工中，如遇溶岩等不良地质，可参照上述加固处理措施进行各类型溶岩的处理，可作为工程施工期间危险源的管控措施，为地下工程的顺利实施提供一定的保障。
参考文献
[1] 孙成访，杨安蓉，董汉雄，彭少民．隐覆型岩溶地基稳定性分析与压浆预处理．中国工程科学，2002(07).
[2] 周舍川，李正良．高层结构与岩溶洞穴地基基础共同作用分析．重庆大学学报(自然科学版)，2006(03).
[3] 张超．岩溶地基的地质勘察与地基处理初探．科技创新导报，2009(12)．
论文作者:朱伯富
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/29
标签：溶洞论文; 溶岩论文; 岩溶论文; 基坑论文; 注浆论文; 地质论文; 钻孔论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;