岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中的溶洞处理技术

张少波 胡长令

【摘要】为了解决岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中的溶洞问题，本文通过分析工程地质和水文条件，介绍了岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中溶洞处理技术。在鉴于岩溶地区地质复杂、溶洞分布广泛等发展状况和由于溶洞对施工安全和工程质量的重要影响，本文提出了溶洞顶板处理技术、溶洞填充处理技术和溶洞处理效果分析技术。研究结果表明，合理选择溶洞处理技术能有效提高施工安全性和桥梁桩基稳定性。

【关键词】岩溶地区；桥梁桩基；溶洞处理

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.05.056

Urban Rail Transit in Karst Areas Karst Cave Treatment Technology in Bridge Pile Foundation Construction

ZHANG Shaobo， HU Changling

（Chengdu Hydropower Construction Engineering Co.， Ltd. of Sinohydro Bureau 7 Co.， Ltd.， Chengdu 611130， China）

Abstract： In order to solve the karst cave problem in the pile foundation construction of urban rail transit bridge in karst area， this paper introduces the karst cave treatment technology in the pile foundation construction of urban rail transit bridge in karst area by analyzing the engineering geological and hydrological conditions. In view of the complicated geology and wide distribution of karst caves in karst areas and the important influence of karst caves on construction safety and engineering quality， this paper puts forward the treatment technology of karst cave roof， filling treatment technology of karst caves and analysis technology of karst cave treatment effect. The research results show that reasonable selection of karst cave treatment technology can effectively improve construction safety and stability of bridge pile foundation.

Key words： karst areas； bridge pile foundation； karst cave treatment

0引言

岩溶地区是地下溶蚀作用发育的特殊地质地貌，其广泛分布于世界各地。随着城市轨道交通的快速发展，桥梁作为轨道交通的重要组成部分，其基础施工面临着岩溶地区特有的挑战，尤其是溶洞问题。溶洞作为岩溶地区常见的地下空洞，对桥梁桩基的施工安全和稳定性产生着重要影响。因此，针对岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中的溶洞处理技术进行研究和探讨，对于保障施工质量、提高工程安全性具有重要意义。本文旨在介绍岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中的溶洞处理技术，为解决该类问题提供技术支持和参考。

1工程概况

本文以武汉市轨道交通16号线建设为例，探究岩溶地区桥梁桩基施工中的溶洞处理技术。16号线一期线路自南向北延伸，总长18.386 km，其中高架部分占15.156 km。在第三标段工程中，涉及5个车站和8个区间，穿越马影河、大军山等地，线路经过地势起伏较大的清檀区间。根据地勘报告，起点至周家河站、周家河站、周家河站至职教园站、马影河站至清江站、清江站、清江站至檀军路站区间存在岩溶分布，其中部分桩基下方存在溶洞。

工程地质和水文条件方面，整体地面高程范围在17.8～ 52.8 m之間，地貌形态涵盖剥蚀堆积垄岗区、堆积平原区、过渡区和剥蚀丘陵区。土层组成主要包括杂填土、素填土、第四系全新统冲积黏土和粉质黏土，上更新统冲洪积黏土和粉质黏土，下伏基岩为古新统—白垩系上统公安寨组泥质粉砂岩和砾岩，以及三叠系大冶组、二叠系栖霞组和石炭系黄龙组的中分化灰岩和含泥炭质灰岩。

2溶洞对桥梁桩基施工产生的影响以及施工问题

2.1溶洞对桥梁桩基的影响

在岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中，溶洞对施工产生的影响主要涵盖以下几个方面。首先，溶洞的存在使得地质条件变得复杂，桩基施工时可能会遇到地下空洞、裂隙以及不规则的岩体，这些不均匀的地质条件会影响桩身的承载能力和稳定性，增加了施工风险。其次，溶洞的发育可能导致地表或地下水体的变动，造成桥梁基础在沉降、侧移和倾斜等方面产生变形，进而影响整体结构的稳定性和安全性。特别是在长期湿润的地区，溶洞内部的水体可能对桩基施工产生干扰，可能引起涌水、冲刷或泥流现象，增加了施工的难度和风险。

另外，岩溶地区开展施工建设时需高度重视对溶洞内部桩基自身稳定性的影响，避免产生不利影响。在施工过程中，可能会出现塌孔现象，主要原因是未对顶板位置进行合理分析，导致孔内浆液流失，产生孔内外明显的压力差，进而造成桩基受力不均的问题。另外，钻孔作业也可能受到影响，因为溶洞洞壁可能受到外界影响而风化，导致内部软硬程度偏差。在进行钻孔时，可能会遇到两壁之间的偏差，导致钻孔工作倾斜，增加施工的复杂性。

2.2施工问题

在岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工过程中，存在一些特殊的施工问题需要克服。首先，溶洞的位置和分布通常并不明确，需要进行准确的地质勘察和探测。这要求施工单位采用合适的地质勘察方法和探测技术，以确保准确识别和定位溶洞，避免施工中的不确定性和风险。其次，针对不同类型的溶洞，需要采取相应的处理措施。对于较大的空洞和裂隙，可能需要进行填充或加固处理，以提高桩基的稳定性。对于溶洞中的水体，需要进行有效的排水和防水处理，以确保施工现场的干燥和安全。同时，为了保护地下水资源和地质稳定性，施工单位应严格遵守环境保护规定，确保施工过程不会对周围环境和地质条件造成进一步破坏。在施工过程中，需要加强监测和质量控制，对溶洞处理效果进行实时监测和评估，及时发现问题并采取相应措施，确保施工的顺利进行和工程质量的保障。

3岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中溶洞处理技术

3.1溶洞顶板处理技术

溶洞顶板处理是岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中的重要环节。首先，对于较大的溶洞，需要采取防护措施，如设置顶板支护结构，以确保洞顶的稳定性。其次，对于小型溶洞，可以采用钻孔注浆或灌浆处理，将浆液注入洞内，填充空洞并加固岩体，从而增强洞顶的承载能力。同时，需结合溶洞顶板的具体情况，采取不同的处理方法，确保施工过程中洞顶的安全稳定。

例如，在武汉市轨道交通16号线建设中，采取对溶洞顶板进行击穿的方法，可以有效保护桥梁桩基的稳定性和安全性。为确保施工质量，可利用先进的测量工具进行溶洞周围固定钢架的准确定位，采用预制埋设的方式提升其稳定程度。通过钻桩机在溶洞顶板进行钻孔工作，使用低垂密机技术进行操作，实现溶洞顶板的击穿。在施工过程中需密切关注泥浆液面变化，若出现渗漏问题，及时监测地面裂缝，必要时撤离施工人员以确保安全。对于下沉情况，先保证周围地面稳固，按照施工设计方案有序进行工作，使用桩锤、刹车推动扩孔工作，并通过探孔管控施工情况，确保钻孔质量得到保障。

3.2溶洞填充处理技术

溶洞填充处理是岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中的关键措施。针对较大的溶洞空洞，可以采用填充剂充填的方法，如水泥砂浆、泡沫混凝土等填充材料，将空洞填满，增加地基的承载能力和稳定性。对于较小的裂隙或孔洞，可以采用高压注浆技术，将浆液注入其中，加固岩体并填充空隙，从而提高桩基的稳定性和承载能力。此外，填充处理过程中要注意填充材料的选择和施工质量的控制，确保填充效果达到预期要求。

例如，在武汉市轨道交通16号线建设中采用了溶洞填充处理技术。施工步骤包括测量护筒尺寸，进行开孔与护筒工作，然后进行溶洞填充。溶洞被击穿后，需要保证钻机到达孔内，将黏土和混凝土等填充材料注入，通过锤击和挤压确保回填材料的密实性。填充完成后静置24小时，以确保施工质量。钻孔工作过程中，可加强泥浆的比重，通过黏土封堵孔内位置，若效果不理想，可采用其他填充材料处理。这些严谨施工步骤保证了溶洞填充的可靠性和稳定性，为桩基提供了坚实的支撑。

3.3溶洞处理效果分析技术

在岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中，溶洞处理效果分析技术至关重要。通过使用地质雷达、声波测试仪等先进设备，对填充处理后的溶洞进行全面检测和评估。利用地质勘测数据和施工监测数据，分析填充效果是否达到设计要求，检查是否存在漏浆、空洞或松散层等问题。例如，在武汉市轨道交通16号线建设中，通过地质雷达扫描和声波测试，评估溶洞填充体的稳定性和密实程度。如果发现问题，如漏浆或空洞，施工团队及时调整施工方案，采取修复措施，确保溶洞处理效果符合要求。

溶洞处理效果分析技术为桥梁桩基施工提供了重要的参考依据。通过及时发现问题并采取措施，可以确保溶洞处理后的填充体具有高密实度和稳定性，提供坚实的基础支撑。这对于保障桥梁的安全性和稳定性至关重要。因此，在岩溶地区的城市轨道交通工程中，溶洞处理效果分析技术的应用是不可或缺的，它能够帮助施工团队全面了解填充效果，做出相应的调整和优化，确保桥梁的施工质量和工程进展。

4溶洞处理过程的质量控制要点

在岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中，溶洞处理过程的质量控制是确保工程安全和稳定性的关键。首先，在处理较小的溶洞时，采用打孔的方式对顶板进行处理，需要注意泥浆的损失情况，并及时进行补充，以保证钻进作业的顺利进行。对于高度较高的溶洞，除了进行类似小溶洞的钻孔工作外，还需要在钻孔后安装钢护筒，并对溶洞内部进行封堵，以增强处理效果。而对于深度较大的溶洞，需要采用超前地质钻探等技术，对溶洞内部的连通性进行考虑，确保钻孔施工不会影响溶洞稳定性。

在整个溶洞处理过程中，需要对周围地质情况进行仔细观察，特别是地下水和岩层渗浆情况。通过分析并采取相应的处理措施，防止出现塌方等不稳定现象。另外，对于桩基内部孔洞，需要进行详细处理，尤其是在深度较大的溶洞，对钢护筒的下放要密切关注，以保障桥梁桩基的稳定性和安全性。

同时，在填充过程中，需要选择合适的填充材料，并严格控制施工参数，确保填充材料充实密实，避免出现空洞和松散层。监测与调整是質量控制的重要环节，通过地质雷达、声波测试仪等技术手段，实时监测填充体的变形和密实度。如发现问题，及时调整施工方案，采取修复措施，确保填充效果符合要求。最后，为了保障桥梁桩基的稳定性，填充完成后需要给予一定的静置时间，让填充体充分固结和稳定。

5结束语

在岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中，溶洞处理技术的应用对保障工程的安全和稳定性至关重要。通过对溶洞顶板的精确处理和填充工作，确保桩基在复杂地质条件下的承载能力和稳定性得到进一步提升。在处理过程中，合理选择填充材料并严格控制施工参数，如注浆流量、压力和速度等，是确保填充效果良好的关键。通过先进的地质雷达、声波测试仪等设备进行溶洞处理效果的定量评估和监测，及时发现和解决施工中可能出现的问题，保障工程质量的稳步推进。此外，合理安排施工顺序和加强安全防护，也是保障溶洞处理工程成功的重要措施。通过不断优化和实践，岩溶地区城市轨道交通桥梁桩基施工中的溶洞处理技术将为城市轨道交通建设提供更加可靠和安全的基础。

【参考文献】

[1]王东东.岩溶地区桩基溶洞处理技术研究[J].四川水泥，2021（6）：244-245.

[2]钟兴武，罗海炼，侯亿晖，等.复杂岩溶区高速公路桥梁桩基溶洞处理技术研究[J].江西建材，2020（5）：155-156.

[3]汤仁志，黄美花.桥梁桩基施工中的溶洞处理方法[J].交通节能与环保，2016，12（5）：63-65.

【作者简介】

张少波，男，1986年出生，国家二级注册建造师，研究方向为工程施工技术管理。

（编辑：谢飞燕）