盾构区间岩溶处理施工总结

黎先 中国水利水电第八工程局有限公司

一、前言

岩溶隧道修建过程中由于溶洞的存在而影响施工的进度，同时还会影响的施工的安全，因此在岩溶隧道修建过程中，往往会结合工程地质与超前预报分析隧道前方是否存在溶洞，存在的溶洞类型等等，确保隧道施工过程中最大限度的安全。通过工程地质和超前地质预报分析得到溶洞的类型后，对溶洞的合理处置也在很大程度上影响隧道的施工进度及施工安全，不同类型溶洞合理的处理措施将会加快隧道的施工进度和保证隧道的施工安全，因此，岩溶隧道溶洞处理措施的研究就显得尤为重要，而不同地质情况下，岩溶发育的溶洞性质不同，从而相应的处理措施也就千差万别，因此，结合实际工程，研究对应条件下岩溶隧道不同类型溶洞的处理措施，为类似地质条件下溶洞的处理提供参考。

二、工程概况

阜埠河站～碧沙湖站区间线路呈东西向展布，线路西起阜埠河站，沿阜埠河路展 布，在 里 程YCK31+700～YCK31+850段横穿湘江，东至碧沙湖站。本区间横跨三个地貌单元，里程YCK31+162.700～YCK+31+772.000属湘江Ⅰ级阶地，现状地面标高为31.04～36.32m；YCK31+772.000～YCK+32+790.000属湘江河床及漫滩，河床高程17.01～20.32m，漫滩高24.97～28.57m。详勘期间水深0.2～6.5m，补勘期间水深5.5m～6.5m；YCK32+790.000～YCK+32+905.200

属湘江抬升Ⅰ级阶地，现状地面标高为41.89～42.32m。本区间横穿湘江，基岩主要为泥盆系砂岩、泥灰岩、泥岩、白垩系（K）砾岩。

三、施工工艺流程及操作要点

（一）操作平台

采用100t的工程船、两艘作为一个编组，在其上搭建钢结构施工平台，钻孔和注浆施工从两船间搭建的平台上进行。施工平台为4m×16m，平台主楞采用12m长的25#工字钢，次楞采用12.6#工字钢，间距均为1m，施工平台由两艘工程船共同承担。施工平台上合理布置各项材料、设备堆放区，做到施工场地整洁。对容易受潮的材料采取下垫上盖措施，并搭设防雨棚；其他材料及设备在不用的时候用彩条布进行覆盖并固定牢靠。

（二）注浆孔布置

岩溶处理以揭示到溶洞的钻孔为基准点，加密钻孔向四周扩散，止浆岩壁的间距为1.5*1.5m，内部注浆间距为2*2m。注浆应遵循先进行止浆岩壁注浆，再进行内部注浆的原则。

钻孔施工顺序以沿平行结构方向为主、以垂直结构方向为辅，以前期补勘阶段揭示的理论岩溶中心沿隧道方向向两边进行钻孔施工，若未揭示溶洞则不再向外延伸钻孔，对未发现溶洞的钻孔用水泥浆液封孔，完成外排钻孔和注浆后再按要求向内侧推进，在推进的过程中若未发现溶洞，则不再继续推进。

（三）吹砂

较大未填充溶（土）洞需先进行吹砂夹石充填，充填材料为中细砂（加豆粒石），投砂时原来探到有空洞的钻孔作为出气孔，也可利用两投砂孔相互作为出气孔，投砂后再采用此孔进行注浆。原则上单个溶洞范围内的多个石料孔都完成充填后，再进行压力灌浆。若遇单个溶洞处理范围大，可将注砂管径适当加大，以提高施工效率。投砂处理的方法是在原探有空洞的钻孔附近补钻两个Φ179mm（套管200mm）的投砂孔，利用高压风投砂填充法投砂。

（四）注浆

注单液浆施工：根据注浆要求，在溶、顶板以上的部位用实管，在溶、内使用花管，注浆管底部加下闷盖；将实、花管根据要求连接后，下管时在管内注入清水，克服孔内浮力，下至孔底以下0.5m。止浆系统由皮碗式止浆塞、花管、宝塔头和管堵组成，止浆塞必须采用双塞系统，而且一套塞子只能包含一环灌浆孔。采用定深、定量、分序、间歇、重复注浆的施工工艺，注浆速率较小时，利于浆液扩散范围控制及围岩稳定，且能适应于地层空隙率的变化。因此，需选择合理的注浆速率，并在注浆过程中逐渐调整。注浆前期选择较大的初始注浆速率，当注浆压力稳定后，按照该注浆速率一定比例（如50%～5%）划分若干注浆阶段（按照注浆设备性能），梯度降低注浆速率，由高速率注浆阶段转变为低速率慢渗阶段，利于充填密实。注浆参数：注浆终压为1.2～1.4MPa（孔深40m）、1.3～1.5MPa（孔深50m）；水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥；水灰比=1.2：1；注浆速度：30～70L/min；注浆扩散半径设计为1.5m；

待套壳料养护2～3d后进行开环。开环时注水进行试验，以检查注浆管路是否正常和判断地层的吸浆能力等，并防止堵管；灌浆量采用流量计进行计量。

注改性水泥膏浆施工：制浆工艺流程为取粘土至制浆机上料斗→高速叶片强制打碎搅拌→出浆口处分离浆体与渣体→沉淀池水化→储浆池。要求储浆池中的粘土浆密度在1.23～1.25g/cm3之间。注浆时先将注浆管下至最下层溶洞底，每灌段按设定的段长，逐段上提灌浆管，自下而上灌浆至最上部溶洞顶。注浆完成后，为确保处理效果，需再进行水泥浆补注施工。溶洞注浆加固处理采用注浆压力及注浆量双控指标，注浆过程以注浆压力控制为主，内部注浆终压控制在1.2～1.4Mpa（孔深40m）、1.3～1.5Mpa（孔深50m），止浆岩壁及岩帽的注浆终压控制在2.4Mpa（孔深40m）、2.5Mpa（孔深50m）左右。注浆量以延米总注浆量进行控制，其中止浆岩壁注浆填充率约按50%进行控制，内部注浆约按30%进行控制。