中铁十四局集团隧道公司 济南
摘要：以广州地铁八号线北延段施工5标富水岩溶地层地连墙施工为例，总结地连墙在富水岩溶发育地区冲击钻成槽施工技术。地连墙施工前，采用“一槽两钻”进行溶(土)洞探测，提前探明溶(土)洞并完成处理工作。在冲击钻成槽施工过程中，通过严格控制泥浆指标、冲击钻冲孔顺序等措施,总结富水岩溶地质条件下地连墙冲击钻成槽施工经验，为今后类似施工提供借鉴。
关键词：富水;岩溶地质;地连墙;冲击钻;成槽;施工技术。
0引言
随着城市对地铁需求增长，地铁建设在各种地层中的施工方法飞速发展，为了确保地连墙施工安全、车站结构稳定及减小车站今后地铁运营行车安全，必须对影响地连墙施工安全范围内的岩溶地层进行处理，在岩溶地基施工阶段若不进行处理或处理不到位，将会造成岩溶病害整治费用的大幅度增加，从而增加投资，给国民经济造成损伤。
1施工概况
广州市轨道交通八号线北延段聚龙站南接上步站，北接平沙站，车站选址于白云区西槎路与德康路交界处，有效站台中心里程为DK22+975.000,设计起终点里程为DK22+853.600~DK23+428.700。车站为八号线与规划十二号线换乘车站。聚龙站为地下2层(换乘节点处3层)岛式车站, 全长575.1米，标准段宽为23.10米, 车站基坑开挖深度为17.3~20.8米（局部27.3米），主体结构采用明挖顺做法施工。围护结构采用地连墙+撑，地下连续墙后800mm和1000mm。
2不良地质概况
（1）溶洞裂隙岩溶水
岩溶裂隙水主要赋存在石炭系灰岩中，溶蚀裂隙和溶洞发育，水量中等～丰富，具承压性。溶洞、溶蚀裂隙发育很不均匀，裂隙、溶蚀及溶洞不太发育的部位，岩层透水性一般较弱；溶蚀及裂隙发育的部位，透水性一般中等，溶洞发育的部位透水性一般较强，有较大涌水的可能。
根据抽水试验情况，抽水孔测试的微风化灰岩<9C-2>和中风化炭质灰岩<8C-1>的涌水量为100.8m3/d，抽水试验在溶洞发育的孔内进行，更直接的反映了岩溶水的富水程度。根据抽水试验结果，岩溶水富水性强，透水性与裂隙、岩溶发育程度有关。
（2）岩溶发育情况
本站揭露的基岩主要为石炭系灰岩地层，有溶洞发育。聚龙站主体围护结构详勘中，北部C2+3ht灰岩中岩溶见洞率74.3%，平均的线性岩溶率为17.7%，属于岩溶强发育区段。南部P1q以炭质灰岩为主，溶洞发育很弱，见洞率为8.11%，线性岩溶率为7.83%，属于岩溶弱发育区段。
3富水岩溶地基处理
3.1溶（土）洞探测
初、详勘在车站范围揭露一些溶洞，未揭露土洞，但工程施工时可能发现新的土洞、溶洞。故在明挖围护结构连续墙施工前，需采用GY-1A型超前钻机做好“一墙两钻”超前钻，如图3.1所示，钻探深度至每幅连续墙底≥3m，探明连续墙和墙底3m范围内是否有溶土洞。发现的溶洞进行处理后方可进行地连墙施工。
溶、土洞平面范围的试探测：以揭示到溶、土洞的钻孔为基准点沿垂直线路方向间隔2m施作一排注浆钻孔，以试探到围护结构外3m为止；沿线路方向施作一排注浆钻孔，间距2m，方形或梅花形布设，以基本找到洞体边界为止；然后从中心向其它方向探孔，沿垂直线路方向以探测到围护结构外3m为止，在3m外施作止浆墙。探测完成后画出溶(土)洞注浆包络图，如图3.2-3.3所示。
图3.1 溶土洞探测
3.2溶（土）洞注单（双）液浆
（1）注浆泵采用BW-150型泥浆泵（如图3.4所示），采用Φ48mm的袖阀管注浆，注浆管采用3.33cm注浆芯管，注浆管进入溶、土洞洞底以下不小于0.5m。
（2）注浆参数：
①材料：水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水玻璃模数m=2.4~3.4（浓度Be=30~40）
②周边孔（双液浆）：浆液配合比：水泥：水：水玻璃=1:1.83:0.76（质量比），其中水泥浆配比为质量比1:1，40Be水玻璃稀释配合比为体积比：水玻璃：水为1:1.5，水泥浆与水玻璃溶液体积比为1:1，每方双液浆材料用量为（kg）：水泥：水玻璃原液：水=360:272:660。
图3.4 注浆泵房
③中央孔：水泥浆，水灰比为1.0~1.5，注浆速度控制在30~70L/min。
④对于大于3m无填充溶、土洞和半填充溶、土洞（含特大溶洞）可采用泵送混凝土进行填充。
3、注浆压力和注浆量
①周边孔：以相对小压力、多次数、较大量控制；压力0.4~0.8MPa，3~4次。
②中央孔：压力0.8~1.0MPa；注浆压力逐步提高，达到注浆终压并持续10min以上，压浆三次。
3.3溶（土）洞注水泥砂浆
1、成孔：采用螺旋空压机钻200mm孔径，钻至溶洞底0.5mm为止；共施作两个，中间间距为1000mm，其中一个作为副灌孔（二次灌浆孔），如图3.5所示；
2、套管：预埋146mm孔径的钢套管于200孔中，埋设溶洞中部，并用夹具固定防止掉落，钢套管同时作为注浆管，上部预留足够长度与混凝土泵车管连接。用同样的方法埋设一条钢套管到溶洞顶下500mm的位置作为排气孔和二次灌浆孔，如图3.6所示；
3、泵送水泥砂浆：上部灌浆管（146钢管）与泵车管连接后，直接泵送水泥砂浆（M5），在灌浆前，先对146管泵气通管；为保持二次灌浆孔贯通，需间隔进行通气防止堵塞；
4、第一次灌浆完成后，对二次灌浆孔继续灌注水泥砂浆，作为第一次灌浆的补充，灌浆过程务必保持二次灌浆孔的通气，灌浆需连续，不可断续，防止注浆管堵塞；
5、根据预估的注浆量及灌注压力（控制在1.0~2.0Mpa），适时用锚固机将套管逐节提拔，直至洞顶板下0.5m。
3.4溶（土）洞注浆效果监测
(1)溶（土）洞填充注浆效果检验：
溶（土）洞填充注浆效果检查：主要检查填充率及密实程度，可考虑“二次压降”方法进行检查填充率。
密实程度检查：采用标贯法，标贯值达到“坚硬”状土为优，“硬塑”状为合格。
(2)注浆加固效果检查
对溶槽、溶沟、破碎带及砂层注浆加固效果检查：以“固结状态”及“固结强度”进行评定，“固结状态”按“土层取样”取样方式进行取样，样品“完整、不破碎”表明固结效果较好；样品“松散、破碎状”表明固结效果差。“固结强度”采用标贯法测定，标贯值达到“坚硬”状土为优，“硬塑”状为合格。
(3)有地基承载力要求的可采取下述方法与标准进行检测：
①采用钻孔抽芯法，做抗压试验，要求28d无侧限抗压强度≥0.2MPa，如图3.7所示。
②采用随机原位标贯试验，标贯击数≮10机。
③检测原则与数量：按1%孔数抽查，且不小于3点，要求每个溶洞均需检测一次；采用随机钻孔取芯做抗压试验，要求28d无侧限抗压强度≥0.2MPa。质量检查孔的压水检查工作应在单元工程注浆结束7d后进行。
4地连墙冲击钻成槽技术控制要点
4.1施工概述
发现的溶洞进行处理后方可进行地连墙施工，因地连墙多位于灰岩地层，为降低施工成本，部分槽段采用冲击钻成槽，施工时采用跳孔施工，先用圆锤冲孔，冲孔完成后再采用方锤修孔，最后采用铁刷进行刷壁，如图4.1-4.2所示。
图3.7 溶（土）洞取芯检查
4.2泥浆控制要求
（1）性能良好的泥浆失水量少，泥皮薄而密，具有较高的粘接力，这对于维护槽壁稳定，防止塌方起到很大的作用；
（2）指标要求主要有粘度、ph值、含沙量、比重、泥皮厚度、失水量；新拌泥浆（砂性土）：比重1.06～1.08，粘度25～30s，失水量＜30mL/30min，泥皮厚度＜2.5mm，PH值8～9；挖槽完成马上进行清渣，在清渣一个小时后，槽底500mm高度以内泥浆比重不大于1.15，沉渣厚度不得大于100mm。
图4.3 钢筋笼双机抬吊
4.3成槽控制要求
（1）在施工过程中，特别是在有管线的范围及管线埋深的可能范围深度内，应人工小心挖掘，以免破坏管线。在施工的过程中要确保基坑周边各种管线的安全和正常使用。
（2）连续墙嵌固深度根据不同地质条件而有所不同，但需穿透砂层满足进入强风化层不小于3.5m，中风化层不小于2.5m，微风化层不小于1.5m的嵌固深度要求。
（3）地下连续墙垂直施工误差不得大于±1/300，并且局部突出不大于100mm，墙体不得侵入限界。本设计围护结构的坐标及尺寸未计算施工误差，施工放线时必须根据围护结构坐标图并考虑垂直施工误差及水平施工误差，结合防水层厚度，及围护结构最大水平位移30mm进行外放，确保车站建筑限界、内净空尺寸和边墙的厚度要求。
（4）钢筋笼施工允许误差：（a）主筋间距偏差±10mm；（b）分布筋间距偏差±20mm；（c）钢筋笼厚度偏差-10~0mm；（d）钢筋笼长度偏差±50mm；（e）钢筋笼宽度偏差±20mm；（f）钢筋保护层偏差不宜大于20mm。
（5）泥浆中浇注混凝土时，接头采取锁扣管防止流态的混凝土挤入相邻的槽段中。
（6）浇注的时候，每幅墙从底到顶必须连续浇注，导管下部出口必须在混凝土浆面以下。混凝土应浇注密实，防止出现蜂窝。
（7）地下连续墙应跳槽施工，一期浇注完成后达到70％强度后方能进行相邻墙幅的施工。
（8）钢筋笼在制造、运输、吊装过程中采用型钢横梁保证各个吊装点受力均匀的措施防止其变形。在吊装的时候应该整幅吊装，双机抬吊（如图4.3所示），钢筋笼在入槽后至浇注混凝土总停滞时间不应超过4个小时。
（9）在钢筋笼上有预埋筋的地方应该用泡沫板覆盖埋件，便于以后凿除。
5结论及体会
为保证地连墙施工安全，在富水岩溶发育区，地连墙成槽施工前先进行补勘、探明溶（土）洞发育情况，并进行探边，提前进行溶（土）洞处理，确保富水岩溶地层溶（土）洞处理质量。
目前已在该地质条件下施工完成6幅地连墙施工，其中1幅地连墙施工范围涉及溶洞及土洞处理，地连墙采用冲击钻成槽施工并浇筑完成，文中有不足之处将在本工程车站后续地连墙冲击钻成槽施工过程中将继续进行总结完善。
参考文献：
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[4]建筑施工手册（第三版）ISBN7-112-03692-5[M].北京：中国建筑工业出版社，1999：893-903,929-934．
论文作者:徐恒吉
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/2
标签：岩溶论文; 溶洞论文; 注浆论文; 冲击钻论文; 裂隙论文; 水玻璃论文; 钢筋论文; 《基层建设》2016年9期论文;