分析地鐵車站施工中的巖溶地層處理技術

劉文斌

(中鐵一局集團城市軌道交通工程有限公司，湖北武漢 430051)

分析地鐵車站施工中的巖溶地層處理技術

劉文斌

(中鐵一局集團城市軌道交通工程有限公司，湖北武漢 430051)

隨著我國人口的增多和城市化發展進程的加快，城市的道路交通越來越成為了城市規劃中重要的一部分，為了解決交通擁擠的問題，許多大型的城市都選擇了采用建立地鐵的形式來緩解交通擁堵。但是，由于地鐵的建設往往離不開地質因素的影響，本文討論了地鐵站施工中，巖溶地層的處理技術。

巖溶地層；地鐵；城市規劃；溶洞

在巖溶地區建設地鐵站，尤其要重視巖溶地層的處理工作，由于巖溶對道路的穩定性影響較大，因此一定要采取極其有效的技術進行處理。本文主要闡述了巖溶地層的形成機理及巖溶對地鐵工程的影響，最后研究了地鐵站巖溶地層處理技術的基本思路和處理措施。

一、巖溶發育的基本機理及基本規律

（1）巖溶發育的基本機理

巖溶既喀斯特，是由于水的流動對可溶性巖石（碳酸鹽巖、白云巖）等以化學溶蝕作用物理作用為輔造成的地質地貌。常常由于水的流動使得巖層產生了溝槽、空洞，結果造成了地表的塌陷形成天坑及洼地等。

（2）巖溶發育的基本規律

巖溶的形成與水的特性及巖層的特性有著密不可分的關系，水的溶蝕性及巖石成分、組織結構直接影響了巖溶發育的程度及速度。一般情況下，硫酸鹽類的巖層及鹵化物類的巖層巖溶發育速度較為快一點；碳酸鹽類的巖層發育相對慢；而質純的巖層，巖溶發育最為強烈且形態各不相同；含泥質或其它雜質的巖層，巖溶發育最為弱。

二、巖溶對地鐵站施工的影響分析

地鐵線路根據城市規劃的不同，可以有多種不同的形式。總的來說，根據城市的現狀及地質情況等條件，地鐵線路多采用地下線路、高架線路或者地面線路三種形式。地下線路便是以隧道的形式生產的；高架線路主要為橋梁形式；而地面線路則為路堤或者路塹等形式。

地下線路多處于城市中繁華的地段，如市中心或者街道狹窄，車、人流量大的地段。主要的生產形式有深埋或者淺埋兩種形式，并且都是以隧道的形式建設的。它能夠很好的緩解城市交通的壓力和城市的環境問題。隨著人類社會的進步，現有的道路交通條件已經難以滿足人們需求，于是城市地下的空間成為了人類關注的交點。通過利用先進的技術將城市地下廣闊的空間開發出來，為人類的生存空間擴大了許多。但是，由于地下線路位于地面以下，因此會受到地質情況的影響。特別是一些巖溶發育的地區，對于地鐵線路的建設有著相當的影響；高架線路一般是采用橋梁的形式生成的，此種形式的優點受地質影響小，設計簡單。利于道路的維修保養。并且在巖溶發育的地段，由于橋梁的樁基需要與地面接觸，因此可以采用打鉆探測的方法查明穩定的巖層，樁基穩定。更有利于地鐵線路的建設；最后地面線路的建設多是在一些人跡稀少的地區或者在城市的邊緣。但由于此線路是以地面為基，因此在巖溶發育的地段，巖溶處理的面積大、工程量大。即使修建了鐵路站，也會受到周邊地下水影響而塌陷。因此一般不建議采用地面線路的方式。

三、巖溶對地鐵站運營后的影響分析

（1）地鐵站運營對巖溶穩定性的影響分析

從巖溶塌陷形式的原因分析，可分為自然塌陷和人為塌陷兩種。前者是自然演化的結果，而后者是由于人類的活動，例如，列車的震動、爆破、人為原因造成的地下水位的變化等。

巖溶塌陷的動力源于列車的震動、爆破等，這些震動產生的波紋在大地的傳播以橫波或者縱波的方式傳播。巖溶塌陷中的震動波所產生的動力與土層破壞時所需的應力相比，該力偏小，但是在與土層自身重力產生疊加后，足以使土層應力發生變化，從而塌陷。除此以外，還有人類對地下水的大力開采，使得地下水文地質發生了變化，從而使巖溶繼續發育，對周邊的環境可能產生相應的影響，對線路產生了威脅，成為了地質問題。

總的來說，如果地鐵站采用地下線路的形式，由于地下巖溶實際范圍難以查清，且處理范圍較大而復雜。對于巖溶對于地鐵站的建設和建成后的運營都會對產生一定的影響。

四、地鐵站施工中對巖溶地層的處理措施

在地鐵站施工的過程中，為避免地質災害對工程的影響，確保工程的順利進行和地鐵站的正常運營，在施工的過程中應加強超前預報。對于地質條件不良地段和存在隱蔽地質災害的地段應及時采取相應的措施。尤其是在地鐵站遇到巖溶地層的時候，一定要做好設計方案，并嚴格按照方案施工，以免出現事故。對于巖溶地層的處理措施有一下幾種：

（1）當巖溶地區上覆土層地基較薄時，不僅要形成滿足建筑物對地基要求的人工地基，還要針對巖溶地層特性進行相應的處理，比如，當巖溶地段，富集了許多水的時候，應根據基礎的位置、大小、埋深及現場的水文地質條件綜合分析，要因地制宜的采取措施，對于地下水宜疏不宜堵。

（2）當巖溶地段的范圍不大，且存在水平發育的溶洞、溶溝等，不管其中有沒有填充物質，只要頂板不厚，可以通過采用小爆破等人工方法來接除頂板，從而對溶洞或溶溝進行處理。

（3）對于一些底板沒有水存在的巖溶，如果對上部的建筑物沒有影響，均可以采用填充的方法對其進行處理。

（4）對于一些圍巖不穩定、風化裂隙破碎或者溶洞較小的巖溶地段，可以采用注漿加固的方法來切斷水源的補給，從而減少水對巖層的溶蝕。如，廣州的地鐵站巖溶較為發育，但是其水源補給都不是很大，所以廣州的地鐵巖溶地層主要是通過注漿充填法來處理的。

總之，在地鐵站施工的過程中如果遇到巖溶較為發育的地段，應盡量少的大量抽排地下水，一是為了防止由于破壞地層應力，引起地層塌陷；二是為了保護地下水資源。對于布置在巖溶地段的橋梁樁基，必須通過打鉆等手段，找到穩定的地層，方可施工；若果隧道式地鐵站底板有溶洞存在，應采取灌漿和結構措施處理，待穿過溶洞地段先進行注漿止水再開挖施工。除此之外，在巖溶地區建立地鐵站施工的過程中，還必須注意防止對周邊建筑物及附近道路設施帶來不利的影響。

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