地鐵盾構區(qū)間巖溶處理

1、專業(yè)專業(yè)知識分享版分享版使命：加速中國職業(yè)化進程使命：加速中國職業(yè)化進程摘要：廣州地鐵隧道以盾構施工為主，在巖溶發(fā)育地段施工存在較大的安全隱患，容易使盾構機下部土體不穩(wěn)定而塌陷，導致突水、突泥和盾構機具陷落等事故，從而引發(fā)嚴重的安全事故，后續(xù)處理非常困難。在巖溶地區(qū)興建地鐵隧道工程尤其應進行專門的基礎處理，文中介紹廣州地鐵五號線草暖公園至小北站盾構隧道溶洞處理實例并進行分析研究。關鍵詞：地鐵；巖溶處理；盾構隧道1工程概況廣州地鐵五號線草

2、暖公園至小北站區(qū)間在里程YDK7903.505～YDK8052.610范圍內，隧道穿越石炭系灰?guī)r地層，穿越區(qū)內存在較多溶洞，地質剖面如圖1所示。由于該地段周邊環(huán)境復雜，無高架法實施條件，而礦山法施工過程容易導致巖溶裂隙水突然涌出，施工安全存在極大隱患，嚴重時會出現(xiàn)災難事故。如采用明挖法或淺埋地下橋，由于沿線地下水較豐富，在溶洞淺埋地段當上部土層挖除后，巖溶水具有一定的水頭壓力，會頂穿覆蓋層，導致基坑大量涌水，施工安全存在極大隱患，且現(xiàn)狀

3、地面交通情況復雜，施工場地狹小，明挖實施條件困難。盾構施工既能適應松散軟弱地層或其它含水土層，又比礦山法安全，且施工環(huán)境條件好，機械化程度高、進度快，盾構隧道襯砌采用預制管片現(xiàn)場拼裝，防水效果好、質量可靠，隨著地鐵盾構施工技術的普及，其工程造價也逐步降低，具有較大的優(yōu)勢。因此經(jīng)綜合比選，該段工法采用盾構法，但須對溶洞進行處理。2溶洞處理目的2.1確保盾構掘進期間的盾構機安全。位于隧道底的部分溶洞，其填充物為淤泥和松散細砂，承載力很低（4

4、0～80kPa），通過溶洞處理可確保盾構機安全、順利通過溶洞區(qū)，避免盾構機突陷等意外事故。2.2防止地表塌陷和過大沉降。位于隧道頂?shù)牟糠秩芏矗涮畛湮餅橛倌?、砂層和粘土，而隧道底為中、微風化石灰?guī)r，是典型的上軟下硬地層。不少溶洞呈串珠狀分布于隧道工作面范圍，由于溶洞夾板為巖層，難以形成土壓平衡掘進模式。通過處理，使隧道頂?shù)牡貙雍凸ぷ髅嫱馏w能保持穩(wěn)定，防止拱頂坍塌和工作面土體流失，減少地表沉降。2.3滿足永久隧道結構的承載力、變形、防水要

5、求。溶洞填充物和灰?guī)r地層承載力有很大的差別，通過地層處理可提高該處地層的承載力，減小不同地層之間的差異沉降，減少管片滲漏，以滿足地鐵正常運營要求。3溶洞處理方法通過比較，對不同的溶洞采取不同的處理方法。3.1無填充溶洞和半填充溶洞對大于2m的無填充或半填充溶洞，先采用高壓風投砂充填空洞，再采用注漿加專業(yè)專業(yè)知識分享版分享版使命：加速中國職業(yè)化進程使命：加速中國職業(yè)化進程先加固水源一側（靠近越秀山一側），添加速凝劑，以確保注漿效果；中間區(qū)

6、域補充孔應跳躍施工，以防止跑漿、竄漿；先對無填充、半填充溶洞填砂處理，再進行其他溶洞注漿填充處理。4.5盾構掘進溶洞段的相應措施采用深孔預注漿對溶洞充填物只能起到充填、擠密、劈裂和置換作用，注漿堵水未必能完全阻止地下水滲漏，注漿處理完成后盾構在溶洞段掘進仍有可能遇到軟硬不均地層，以及硬巖、高壓水、開挖面坍塌、刀盤結泥餅、噴涌等情況，為此盾構掘進溶洞段要采取相應措施。⑴加強刀具的管理與合理配置。進入溶洞段前，根據(jù)預報成果選擇開倉換刀作業(yè)里

7、程，按計劃開倉檢查刀具和更換新刀，刀具配備以滾刀破巖為主。⑵合理選擇掘進模式，嚴格控制掘進參數(shù)。采取土壓平衡掘進，為保護刀盤和刀具，宜低貫入度破巖，推進速度小于10mmmin，刀盤轉速1.7～1.9rmin，土倉壓力擬定為0.1～0.15MPa，并按實際情況適時調整。a.盾構姿態(tài)的控制：密切注意盾構表面與隧道間的不均勻摩擦阻力，以及切口環(huán)切削地層時的不同阻力，以防形成偏差，減緩掘進速度，使刀盤上下部位掘進的瞬間受力大致相同，減少盾構機仰

8、俯現(xiàn)象。b.加強土改良與管理：進入溶洞段前，認真檢修注泡沫和加泥系統(tǒng)，確保系統(tǒng)正常。根據(jù)地層特點，泡沫劑摻量宜為50L環(huán)。溶洞段地層自穩(wěn)性較差，要嚴格控制出碴量與掘進速度相對平衡，加強對碴土成分和含水量的觀察，出現(xiàn)異常及時停機處理。c.確保鉸接密封和盾尾密封的防水效果。進入溶洞段前，對鉸接密封和盾尾密封要認真檢查、維護和調整，掘進時嚴格控制各鉸接油缸的行程差，確保鉸接密封效果。加強對盾尾刷密封油脂的注入檢查，確保其密封的防滲漏效果。d.

9、管片背襯注漿：宜采用同步注漿和二次補充注漿相結合的方式，同步注漿采用水泥砂漿，二次補充注漿采用水泥水玻璃雙液漿。根據(jù)工程地質條件，合理調整與控制注漿壓力和注漿量。根據(jù)施工監(jiān)測成果，及時進行必要的二次補充注漿，防止管片外形成縱向水路通道。e.做好溶洞段施工應急預案。本工程處于廣從斷裂帶石灰?guī)r分布地段，巖溶發(fā)育，且溶洞段地下水具有承壓性質，含水量豐富，注漿未必能阻止溶洞地下水滲漏，極易發(fā)生涌水突泥或地表塌陷等情況，為此施工前必須做好應急和處

10、理預案，準備必要的搶險物質和機具。5小結本文通過草暖公園至小北站盾構隧道溶洞處理工程實例，對溶洞特點、溶洞充填物及圍巖承載力、滲透系數(shù)，溶洞CT法物探成果進行了分析研究，通過比較，對不同的溶洞采取不同的處理方法；對溶洞處理的范圍的確定、溶洞處理注漿孔平面布置、溶洞處理施工順序要點、灌漿加固效果檢查、盾構掘進溶洞段的相應措施等進行了研究。由于地鐵隧道工程的埋置深度主要為淺埋敷設形式，地鐵工程的巖溶處理主要為淺層巖溶，其處理遵循淺層處理的原