浅谈地铁盾构岩溶处理效果及质量检测

蒙贤鸿

中建八局轨道公司 广西南宁 530000

1 工程概况

南方某城市以广大河谷为中心、有平地、低水、石山、丘陵、台地形态，同时南方地区雨水量丰富，地表水绝大部分转为地下水形成上层滞水及裂隙岩溶水。根据地质祥勘报告为填土层、坡残积土层和泥盆系岩层，属覆盖型岩溶。岩溶个体形态主要有溶洞、溶沟、溶槽、溶蚀裂隙、溶孔寿[1]。

2 岩溶处理措施

根据施工工序衔接和设计年限内溶洞的稳定性，以及对透水、塌陷、沉降等多种安全防范，对探明管线进行必要的避让、迁改或悬吊等处理，避免施工时受阻或对正在使用的管线造成不良影响。以动态优化施工方案，从探边界到注浆充填到效果观测，保证施工安全。

溶（土）洞注浆充填施工时如出现异常，应采取相应的处理措施。例如：发生掉钻及钻孔塌陷事件，及时将钻孔进行回填、封堵，详细记录并及时报告相关单位协同处理。塌陷严重应立即撤出人员、机具，待封堵后的钻孔稳定后，再避开此钻孔另行施做。相邻注浆孔的排气、返水及有浆液冒出，应停止灌浆固结，12小时后重新注浆。如注浆孔没有反应或注浆量过大并超过本身容积的情况下，应采用“间歇定量分序注浆法”进行注浆，以控制浆液流失过大。对于需处理的纵向多层分布的溶洞，由深至浅依次充填处理，采用相应钻机对揭示溶洞的区域进行钻孔探边，袖阀管工艺进行注浆[2]。

由于地质原因，钻孔完成后容易出见塌孔现象，袖阀管进行下管施工时难以符合设计要求或无法正常下管。要采用钻机套空芯管钻到设计要求的深度，将注浆芯管插入套管中心，然后将套管按顺序拔出开始注浆。注浆后观测地层变化、漏浆或浆液通过地下某些管道流走。如有冒出浆液就需要在冒浆处加以堵塞，必要时采取间歇注浆，以保证浆液有效的注入地层固结淤泥层。地层的注浆量是否合适是地层加固的效果的体现，采用隔孔注入方式，这样既避免注浆孔互相影响，又使后注孔起到补充先注孔的作用，保证土体浆液扩散均匀。如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注10min，即可停止灌注。灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理：①低压、浓浆、限流、限量、间歇灌。②采取双液注浆。③灌注稳定浆液或混合浆液[3]。

在注浆过程中容易产生孔间串浆、注浆压力长时间不上升以及注浆引起地表隆起等，因此有必要采取措施避免出现这些问题。

（1）串浆通常由于单孔注浆量过大、注浆压力过大速度过快、孔间距过小引起，出现串浆问题时，首先采取调整注浆参数，适当减少注浆压力和速度，或者间歇注浆，后进行跳孔注浆，跳孔距离加大，采取定量注浆控制单孔注浆量等措施防止串浆发生。

（2）注浆压力长时间不上升，主要是浆液浓度过稀、浆液凝胶时间过长、注浆方式控制不合理等，采用定量注浆的原则加以控制，防止浆液的继续流失造成浪费。

（3）注浆施工位置邻近建筑物，首先要加强建筑物的监测和观察，防止发生由于注浆压力过大速度过快造成建筑物及其周边地表的隆起变形，一旦出现隆起现象，应立即采取措施降低注浆压力、减少注浆速度，间歇注浆、分序跳孔注浆等。

3 质量效果检测

在溶（土）洞充填处理完成后，为了明确溶（土）洞充填效果能否满足盾构施工要求，进行了三种检测方法：

3.1 物探高密度电法

高密度电法探测，针对溶（土）洞充填效果及处理后岩层的稳定性，通过电阻率反应推断该区域未发现溶（土）洞、裂隙断层带等不良地质体，电阻率范围约500-1000Ω。

3.2 标贯探测法

采用标贯法测定影响盾构外侧溶（土）洞及盾构基底溶（土）洞充填注浆密实程度，要求每个溶（土）洞充填处理后进行检测。标贯值达到“坚硬”壮土为优，原则要求不低于“可朔”壮（标贯击数不低于10击）。每1.5m进行一次标贯试验，按1%孔数抽查，且不少3个点。

溶（土）洞注浆充填处理时应在溶（土）洞顶、底部预留有标贯试验点，确保满足试验检测。RD17号溶洞检测空号分为：RD17-1、RD17-2、RD17-3；试验深度分为：22.00m-22.31m、22.00m-22.30m、22.00m-22.31m；贯 入 度 分 为：31cm、30cm、31cm；实测锤击数分为：23N、25N、26N。从这组数据来分析RD17溶洞3个标贯击数为23N-26N，达到标贯击数不应小于10击的设计要求。

3.3 钻芯法

采用钻芯法测定盾构基底溶（土）洞充填注浆体连续性及无侧限抗压强度，要求每个溶（土）洞充填处理后进行检测。28d无侧限抗压强度设计值为≧0.2MPa。按1%孔数抽查，且不少3个点。

RD17号溶（土）洞根据现场实际钻芯检测情况，钻孔号分为：RD17-4、RD17-5、RD17-6,溶洞发现有注浆体、注浆体连续且完整。芯样试件无侧限抗压强度试验结果破坏荷载分为：1.24kN、1.16kN、1.55kN；单个芯样试件龄期抗压强度值为：0.28MPa、0.27MPa、0.35MPa；代表值为：0.30MPa。从这组数据就可以分析注浆处理效果满足设计施工要求。

综合上述，地铁施工建设需要根据不同工区的岩溶地质情况做出合理有序的施工方案及施工现场异常观测处理。在当下地铁盾构技术不断完善及进步，系统地积累岩溶区间注浆施工经验，不同岩溶发育区施工给合理性选择方案，将会对地铁建设事业又快又好发展。只有在工区上以动态优化施工方案，才能从根本上真正解决地铁岩溶发育区盾构施工优质质量效果及施工安全事故频发问题，对施工单位经济效益和建设者生产生活至关重要。