浅谈水域范围溶土洞处理施工技术

赖理春/LAI Li-chun

（广东华隧建设股份有限公司，广东 广州 510620）

浅谈水域范围溶土洞处理施工技术

赖理春/LAI Li-chun

（广东华隧建设股份有限公司，广东 广州 510620）

[摘 要]对广州地铁9号线施工过程中遇到的动水环境下水域范围溶土洞处理方法以及注浆工序等问题进行了分析，根据环保要求，采用钻孔探明溶洞+注水泥浆的方式进行充填，并对施工中遇到的问题提出解决方法和相应施工控制措施，以供参考。

[关键词]水域溶洞；布孔；注浆

建设中的广州地铁9号线地质条件复杂，地质勘探溶洞或土洞的见洞率高达60%，隧道开挖影响范围地层岩溶发育，设计总面积达到700m2，溶洞平均厚度为1.6～9m，部分为串珠式，最大的单个溶洞面积超过320m2；盾构下穿前需将发现的溶土洞处理完成。

1 溶土洞常规的处理办法

1）钻孔方式 钻孔探明溶洞，在探有溶洞（需要处理的）的钻孔周围按照纵、横间距2m加密布置勘察钻孔，直到找到溶洞的边界为止；找出边界确定处理范围后，先用双液浆包边再在中间回灌填充物。

2）充填方式 对溶洞全填充情况直接注水泥浆，溶洞半填充情况先填充中粗砂、矿渣或粉煤灰等再注水泥砂浆，溶洞未填充情况溶洞外围注双液浆，中间填充中粗砂、矿渣或粉煤灰等再注水泥砂浆。

2 施工遇到的问题及解决办法

该河流属景观河，环境保护要求高，为避免影响景观河河床及下游公园的环境，权属单位不同意回灌填充砂、矿渣、粉煤灰等骨料的方式。为此，上述办法中针对溶洞半填充或全充填的处理未能实现，拟采用参照地面常规处理办法：钻孔探明溶洞+注水泥浆充填。

工程结合上述办法进行施工，但遇到以下3个问题：①水域范围的溶土洞处理，属在建项目中的首个案例，无经验借鉴，只能在摸索中施工，起初在施工时按地面常规作法进行，钻孔下管时考虑到水位升降，在注浆管埋设，水上部分已经预留了足够高度的管，但实际施工后受暴雨、台风、汛期以及动水影响，水流和漂浮物冲刷导致注浆管断裂，无法进行注浆；②待全部完成埋设注浆管后再进行注浆，这样导致工序持续时间较长，受天气环境影响大；③在动水环境下，稀释了水泥浆、降低了注浆质量，因动水作用，注浆过程中也出现较多串浆、冒浆现象，注浆效果相比较差。

针对3个现状问题提出解决方法如下。

1）以施工安全和运营安全的要求出发，对溶洞处理的深度和平面范围以设计原则为准。按照溶洞处理平面范围边界线，位于跨边界的溶洞，全填充采用双液浆进行控制边界，半填充或无填充则整个溶洞全部处理。

2）注浆处理分多次分批进行，第一次以充填（置换洞中水）注浆为主，第二次以挤密注浆和劈裂注浆为主。

3）对于注浆工艺：出现河面冒浆等异常现象，改用双液浆封堵，压注密实，确保注浆质量效果。

4）由于原施工流程上的待全部完成下管后再进行注浆工序，持续时间较长，受天气环境影响大。调整为成孔后即下管，平面布孔间距可调整，增长浆液流动停留时间，减少相邻近孔窜浆的可能性。待注浆完成后进行下一阶段引孔。以揭示到溶、土洞的钻孔为基准点，在设计规定的处理范围内发现1个溶洞处理1个，直到注浆压力达到设计值要求。然后根据钻孔，再进行下1个孔的压注浆。多次、间隔、单双浆交替压注密实。首先将布孔间距2m×2m调整为4m×4m，第二次再进行加密布孔，直到找到溶洞的边界为止。因河床性质、跨河管线、水下设备等影响，在实际施工中，现场的布点情况并不能理想的按照相同间距布点进行钻孔，为避开部分无法迁改的或不可迁移物的影响，施工中孔位布置及间距应根据现场实际情况调整。

5）采用套管（PVC或钢套管）引孔，及时封堵间隙，套管一是起到稳定孔壁，防止河水流动冲击袖阀管，二是隔离动水系作用，减少冒浆返浆现象。套管高度高出水面，确保在河流水位上升、水流湍急情况下能满足注浆。

6）套管不穿入隧道范围，深度进入地层3m或隧道开挖上方3m，防止拔不出时影响盾构掘进。如图1所示。

3 施工控制

3.1 注浆材料及主要设计参数

水泥浆拌制采用42.5级普通硅酸盐水泥。浆液水灰比为1∶1，双液浆配比为水泥浆∶水玻璃为1∶（1～5），水玻璃波美度为30～40Be′，模数为2.4～3.0。

注浆终压控制在0.8～0.9MPa，注浆速度为30～50L/min。每个孔间隔2～3次、每次15～25min，注浆间歇时间建议在3h以上。

3.2 注浆终孔原则

采取搭设浮游平台或船舶的方式施工。施工中在浮游平台用缆风绳在两岸固定，下钻前架设全站仪，通过缆风绳调整钻头位置到预钻孔点。

采用抽芯钻孔和标贯钻孔检查溶洞的充盈程度。按1%孔数抽查，每个钻孔标贯不少于3点，每个溶洞检测不少于1个检测孔。

钻孔孔径为70～110mm，注浆管采用直径48mm的袖阀管。管下到洞底或洞底以下0.2～0.3m，注浆芯管从洞底往上压注水泥浆。每当注浆压力达到0.4～0.5MPa，芯管可提升0.5m，逐渐压注浆往上到洞顶，最后注浆压力达到0.8～0.9MPa并稳压10min可终止注浆。

4 结 语

图1 注浆埋管示意图

7）在施工中，为确保注浆管注浆效果，水上的钻孔采用直径108钻头进行钻孔，孔内下两条注浆管。一是在双液注浆情况下，使水泥浆和水玻璃溶液在管底混合，减少注浆管的堵塞，以便更好的压注双液浆；二是在注浆时，一旦一条管堵塞即可采用另一条管进行注浆，可以做到较快速度完成，减少重新钻孔作业时间。

有“地质博物馆”之称的广州地层，属全国名副其实的最复杂。在这里的地下溶洞发育，见洞率高。随着经济发展，在2015年后广州启动规模最大的一轮地铁建设，涉及资金近2 000亿元，同时越来越多的城市开始轨道交通的建设，而广州以及珠三角地区水网复杂，岩溶地质较多，水域范围的溶土洞处理施工技术的发展成熟将保障地铁隧道盾构施工安全通过岩溶区域，将客观上推动地铁施工安全防控的发展。

（编辑 张海霞）

Discussion on water soluble soil hole construction technology processing

［中图分类号］TU94+3

［文献标识码］B

［文章编号］1001-1366(2015)06-0066-02

［收稿日期］2015-04-28