降伏“溶洞群”

永彬 胡凱 李劍

全長33.6公里的武漢地鐵6號線，下穿漢江，橫跨武昌三鎮(zhèn)，其中，前進村站至馬鸚路站區(qū)間，乘客絕不會想到，這里曾經有一大片溶洞群。

據原中鐵五局二公司武漢地鐵6號線8標項目常務副經理陽建新介紹：“如果這片地下溶洞群沒有很好處理，車站以及這一區(qū)間，受長江豐枯水情的影響將會導致嚴重的塌陷，危及地鐵行車和人民生命財產安全?！?/p>

5月16日，在武漢地鐵6號線開通近一年半之際，我們一行再次重返現(xiàn)場，深入了解運營情況，真正弄清楚這條地鐵是如何做到固若金湯的？

困 擾

5月16日，記者來到武漢地鐵16號線新工地，實地追訪陽建新。

打開地鐵6號線8標段設計文件，剖面圖顯示，紅建路站至馬鸚路站區(qū)間地質狀況分三層，從上到下依次為砂層、粘土層和巖溶性灰?guī)r，而在巖溶性灰?guī)r里面隱藏著大大小小140多個溶洞，8標段成為6號線巖溶地帶主要分布區(qū)。

“由于離長江特別近，隨著長江豐枯水情的影響，8標地下140多個溶洞里的水位也隨著長江水位的漲落而起伏，枯水期水位下降，形成空洞，就容易造成塌陷?！标柦ㄐ路治龅馈?/p>

“一般處理地下溶洞類的地基，通常是給溶洞實施注漿，使其固化，但傳統(tǒng)的施工方法無法精準掌控實際情況，會給行車帶來安全風險。”陽建新說。因為溶洞有縫隙，傳統(tǒng)方法無法掌控注漿量，容易出現(xiàn)注漿量不足（無法有效填充溶洞、可能發(fā)生塌陷）、過量（漿液進入砂層后，造成浪費）、無法持壓（溶洞內、溶洞間通道無法填滿）等問題。

如何在這樣特殊的巖溶區(qū)進行有效可控地注漿，成了項目能否順利進行的關鍵。

“項目部從上到下，齊心協(xié)力攻克城市地鐵穿越巖溶區(qū)軟弱砂層鉆孔注漿護壁結構技術這只‘擋路虎?！标柦ㄐ陆榻B道。

破 局

既然往溶洞里注漿，注入的漿四處流淌，不受控制，那就想辦法讓它乖乖聽話。

項目部專門成立了“城市地鐵穿越巖溶區(qū)軟弱砂層鉆孔注漿護壁結構”技術攻關小組，通過對比國內外巖溶處理研究現(xiàn)狀，以及武漢市周邊巖溶塌陷案例進行深入分析。

通過多次研討分析，項目部找到了傳統(tǒng)施工方法注漿不受掌控的原因。“一句話，以前只知道悶頭往里灌，注多少，能增多少壓力都是一本糊涂賬?！标柦ㄐ抡f。

經過仔細分析，并征詢相關地質專家意見，項目部開始在施工中開展技術攻關，從理論計算到反復試驗，最終形成巖溶處理總體施工新方案，即“結合傳統(tǒng)工藝，加入跟管設備、灌漿記錄儀和止?jié){塞。”陽建新說。

駕 馭

在陽建新的演示下，一個模擬操作流程清晰地展示在筆者眼前：

先用鋼套管鉆孔至巖層，再在銅套管內放入PP-R管，拔出鋼套管，保留PP-R管，為注漿和止?jié){塞提供順暢通道。采用跟管施工新工藝后，能夠盡量避免砂石漏失，基本消除了傳統(tǒng)工藝在該地層中施工存在的風險。

“通過在PP-R管中設置止?jié){塞，并在其中做一個進出漿的回路，進漿管路延伸到溶洞內部，并連接流量計，回漿管路連接壓力計和流量計，給溶洞建立一個壓力空間。通過灌漿記錄儀加止?jié){塞實時監(jiān)控施工過程中的進漿、返漿、壓力等一系列施工參數、指標，以此來判定是否達到終漿標準，讓注漿乖乖聽從指揮。”陽建新邊演示邊解釋。

通過科學試驗和不斷總結，技術攻關小組用一組組科學數據降伏了城市巖溶，確保了武漢地鐵6號線8標內140多個地下溶洞全部注漿合格。一個個注滿漿的溶洞，不再成為威脅，反而成為地鐵6號線堅實的地基。

“地鐵車站巖溶處理施工技術研究”填補了特殊地質巖溶處理注漿施工技術的空白，成果被命名為“城市地鐵穿越巖溶區(qū)軟弱砂層鉆孔注漿護壁結構”，并于2016年底獲得國家知識產權局授予的國家專利。

2018年4月底，經中國土木工程學會軌道交通分會評審，這項新技術被授予“城市軌道交通技術創(chuàng)新推廣項目”，并要求在全國軌道交通建設中推廣使用。

如今，這一新技術正越來越廣泛地應用于全國軌道交通建設戰(zhàn)線。