林如珊
粤水电轨道交通建设有限公司
摘要：岩溶是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等，受水的化学相机械作用产生沟槽、裂缓和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象和作用。我国石灰岩分布极广，常会遭到溶洞。因此，在这些地区修建隧道，必须予以注意。
关键词：城市地铁；溶洞；异常处理
1、溶洞处理概述
1.1溶洞处理的目的
满足永久结构的承载力、变形；降低施工期间突水时间发生的机率。通过对洞体内充填物加固处理，提高其自身强度，从而提高洞体的稳定性，降低洞体坍塌引起的地层塌陷，减小变形缝处的差异沉降。
1.2溶洞处理原则
根据工程地质和水文地质资料，类比以往地铁施工经验，以及相关规范规程，对工程工程风险程度，划分为高风险区和低风险区段。具体处理原则如下：
（1）按照车站结构底板以下完整基岩厚度不小于6m，地铁结构轮廓线外5m范围确定为高风险区。对高风险区内的溶洞进行处理，对高风险区内的物探异常区进行验证并处理。溶洞处理必须填充密实；
（2）对溶洞自地面进行注浆填充加固，并完成岩面注浆施工；
（3）对于施工期间土层中钻孔出现掉钻等异常得现象，应做好相应的记录并及时反映给监理工程师跟设计单位。对车站范围内揭示的土洞，不管埋深多少，所有自地面进行充填加固，全部完成岩面注浆施工；
（4）在施工期间发现的溶、土洞按照以上原则办理，遇见的溶洞洞经大于5m的特大型溶洞的时候，需召开专题会议研究决定处理方案；
（5）针对高风险区内的物探异常区进行钻孔验证，若发现存在溶、土洞应按照以上原则来做处理；
（6）如果没发现溶洞，自地面要进行注浆加固，应完成岩面注浆施工。
2、溶洞的施工处理技术
2.1测量放样
测量员根据待处理溶洞的代表钻钻孔的轴线位置及勘察资料确定溶洞的范围和中心位置，作好标记。根据放样结果就近准备设备和材料堆放场所。进场设备均要有合格证或检修证明材料，进场材料要有合格证和出厂检验报告单，并进行检测。
2.2布置钻孔
先钻透气孔，若透气孔发现溶洞再钻填充孔；参考地质资料，若透气孔没有发现溶洞，则再调整位置在连续墙与工程桩之间进行钻孔。直至钻到溶洞，最后再钻填充孔。
2.3透气孔施工
根据超前钻地质资料，溶洞有无充填、半充填、流塑全填充、软，硬塑全填充几种类型。在灌溶洞的过程中，溶洞内的空气、水及充填物必须利用透气孔排出来，根据地质资料揭示，由于地下溶洞较为复杂。在溶洞位置必须布置1－3个透气孔才能保证混凝土灌输的顺利进行。
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2.4灌注孔施工
单层溶洞或土洞：在距离透气孔适当的位置钻灌注孔，采用钻机钻孔，钻孔直径130mm，填充孔径为φ130钢管（φ130钢管采用锤打的方式打至溶洞内），对于溶洞套管伸入溶洞200mm，对于溶洞钢管尽可能多的人溶洞顶板岩层。
串珠状溶洞：在距离透气孔500mm左右的位置钻灌注孔，采用钻机钻孔，钻孔直径130mm，采用φ150钢管在土层及砂层护壁（φ150钢管采用锤打的方式打入土层内），钻到底层溶洞后下φ130钢管至底层溶洞内200mm。对于串珠状多层溶洞，每一层溶洞都必须有1－3个透气孔，采用同一个填充孔，由下往上逐层灌的顺序，即灌完一层后提升钢管（φ130钢管）至上一层溶洞，逐层往上灌直至灌完顶层溶洞。
2.5灌注混凝土施工
采用混凝土输送泵进行灌注C20商品细石混凝土。注砼泵管与φ130钢管利用螺纹连接。在注砼泵接驳安装等准备工作完成后，进行C20商品细石混凝土灌注施工。当注砼泵压力值达到25MPa时，且透气孔出现泛浆时，结束混凝土灌注施工。
（1）为防止孔内泥浆阻塞灌浆孔，在灌浆前用钻杆插通后再灌浆。
（2）灌浆过程必须连续，以保证灌浆质量。为节约材料，故每次召C20商品细石混凝土输送车灌注溶洞时，必须有不小于三个以上灌浆孔钻至溶洞。且每次注砼时，必须召两辆细石混凝土车作准备。避免灌浆停顿。
3、溶洞地段隧道施工的注意事项
（1）当施工达到溶洞边缘，各工序应紧密衔接，支护和衬砌赶前。同时应利用探孔或物探作超前预报，设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。
（2）施工中注意检查溶洞项部，及时处理危石。当溶洞较大较高且顶部破碎时，应先喷射混段土加固，再在靠近溶洞顶部附近打入锚杆，并应设置施工防护架或钢筋防护网。
（3）在溶烛地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼，并控制爆破药量减少对围岩的扰动。防止在一次爆破后溶洞内的填充物突然大量涌入隧道，或溶洞水突然袭击隧道，造成严重损失。
（4）在溶洞充填体中掘进，如充填物松软，可用超前支护施工。如充填物为极松散的砾石、块石堆积或流塑状联土及砂粘土等可于开挖前采用地表注浆、洞内注浆或地表和洞内注浆相结合加固。如遇颗粒细、含水量大的流塑状土壤，可采用劈裂注浆技术，注入水泥浆或水泥水破璃双液桨进行加固。
（5）溶洞末做出处理方案前，不要将弃渣随意倾填于溶洞中。因弃渣覆盖了溶洞，不但不能了解其真实情况，反而会造成更多困难。
4、溶洞异常处理措施
通过先导孔探明溶洞发展现状，根据溶洞发展的特点，我们可以将其分为三类：一般溶洞、轻微溶蚀、复杂溶洞。由于岩溶发展复杂，对于溶洞注浆处理施工，应遵循由易到难的原则，首先应先处理轻微溶蚀或一般的溶洞，基本摸清溶洞发育情况后，再处理复杂溶洞。根据相应特点来采取施工方案。
4.1一般溶洞
主要表现为溶洞较小、漏浆量小，可以采取砖块、抛碎石、粘土块、抛入成袋水泥、灌砂浆或混凝土等一系列方法，会造成结块和填堵溶洞。重新开钻的时候，我们应加大泥浆的比重，要用膨润土来护壁，然后在往下钻即可成孔。其次，如果钻孔过程中遇到小而不漏水的溶洞，此时工作人员亦能感觉到地层的变化。这种情况如不漏浆可采用膨润土护壁，均匀加大泥浆比重成孔。
4.2轻微溶蚀
主要是指节理化岩体、节理岩体、岩溶发展轻微和封闭的比较小的溶洞。这类轻微溶蚀吸浆量一般通常比较小，适用于单液注浆工法。如果洞内没有填充物或者填充物不满时，注浆开始及前期注浆量较大，应均匀添加中粗砂挤密填筑溶洞，直至停止漏浆；若充填物呈松散或软塑，或者已固结呈硬塑状态的时候，可直接注浆固结就可以了。
4.3复杂溶洞
复杂溶洞是指溶洞发育明显或断裂带高度发育地区，并有明显裂隙，空隙相当发育、分布广泛、孔径大、连通性好，钻机注浆孔钻进成孔施工时，钻进冷却水和泥浆泻漏浆严重。
钻孔冲透溶洞时，注意保持孔内泥浆面水头。如果发现了泥浆面下降，立即提出冲锤，可以向孔内补浆或加水。如果漏浆严重时，应采用片石加粘土、水泥回填，再冲击开孔，或者用钢护筒法。采用钢护筒方案发生漏浆情况，则复打比上层钢护简直径小的钢护筒，抛适量片石、粘土，用冲锤密击封堵钢护筒脚，来达到堵漏目的。处理方法是施工时钻机钻孔穿过溶洞至溶洞底部后，再钻进1.0m；先进行溶洞内的充填加固，把溶洞用水泥、中粗砂灰浆填满，该地区吸浆量一般均比较大，注浆采用双液注浆工法。
5、总结
通过对溶洞隧道的施工技术的分析，为今后类似工程积累了宝贵的经验，但在隧道施工中，不同溶洞的地质情况是不一样的，所以溶洞的处理方案应根据工程的设计要求并结合现场地质情况来决定，这样才能确保处理方案合，理确保事故处理及时到位，确保工程施工有序进行。
参考文献：
[1]陈建.地铁隧道穿越溶洞的施工处理技术探讨.上海：上海市土木工程学会，2005.
[2]汶文钊.宜万铁路云雾山隧道溶洞施工技术.中铁一局集团有限公司技术研发中心，2010，5.
论文作者:林如珊
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/29
标签：溶洞论文; 钻孔论文; 注浆论文; 混凝土论文; 钢管论文; 隧道论文; 泥浆论文; 《基层建设》2016年3期论文;