巖溶地區城市地鐵暗挖隧道施工遇溶洞處理技術

殷士偉

摘要：隨著我國城市建設的發展，軌道地鐵成為解決城市交通擁堵的重要方法之一。地鐵建設需要在地面以下進行挖掘施工作業，使工程建設出現了難以避免的隱患。本文就巖溶地區城市地鐵建設使用暗挖法遇到的溶洞處理技術問題進行分析，希望能對我國的地鐵施工建設有所幫助。

關鍵詞：巖溶地區；地鐵建設；暗挖法；溶洞處理技術；分析研究

引言：

地鐵建設是復雜的綜合性工程，在施工的過程中需要綜合的考慮各方面的因素。同時，施工技術的不斷革新需要地鐵的建設者們根據實際情況的需要選擇最合適的地鐵施工方案。巖溶地區是我國西南部的典型喀斯特地貌，巖溶地區的地質結構復雜，加之施工地點周圍建筑物林立，使施工的過程增加了更多不確定因素，這些問題對地鐵的建設來說是更加復雜的工程技術性難題。在巖溶地區發生的施工事故屢見不鮮，為此需要在工程施工的過程中認真的分析總結教訓，提高巖溶地區地鐵建設的安全性和質量。

一、巖溶區域地鐵建設需要注意的問題

（一）巖溶區域地鐵建設的技術應用

目前，在巖溶地區的地鐵建設中普遍采用的方法為暗挖法。暗挖法經過長時間的改進，目前主流使用的方法為噴錨構筑法[1]。噴錨構筑法使用的是噴錨支護對隧道周圍的應力結構進行重新分配，使隧道之間的應力得到新的平衡，圍巖是其中主要的承力結構。噴錨構筑法在巖溶較為軟弱的環境中較為適用。

（二）對巖溶區域的地貌環境進行充分的調查

巖溶的喀斯特地貌在地質上形成復雜的地質結構。巖溶是對能夠被水溶解的巖石的地貌結構的總稱，主要的作用是化學侵蝕為主，流水對巖石的沖擊作用為輔。喀斯特地貌的分布區域廣泛，地質結構由于水流的不斷沖刷，形成復雜的地質機構。對工程建設施工來說，對相關地區進行嚴密的地質測繪和勘察工作是十分重要的，在工程施工的方案中對發現的地質結構問題進行合理的適應性調整和規劃可以使工程建設盡可能減少問題的出現。

（三）對巖溶區域的巖性進行充分的調查和分析

對巖溶地區巖性的研究有助于工程建設的推進，制定更加合理的施工方案[2]。巖性是對巖石的屬性進行分析，如巖石的顏色、結構等，對巖溶地區巖石的基本特征進行了解，分析巖溶區域的喀斯特地貌發育情況，使工程施工建設有明確的方向性。盡可能避免觸及巖溶發育成熟的地區，減少工程施工的安全隱患。

二、對巖溶地區的溶洞地質環境進行調查分析

溶洞是地鐵建設施工中難以避讓的問題，對此需要對溶洞的地質環境、承力結構進行分析，然后進行溶洞內的施工作業。溶洞是石灰巖的地貌經過水流長時間的沖刷，經過化學和物理的雙重作用，使巖石之間形成了縫隙和較大的巖石空間，成為了比較典型的喀斯特地貌。根據形成溶洞的不同原因分析，可將溶洞大致分為以下幾個類型：經過地表水的沖擊侵蝕，使巖石形成了層理結構分明的石柱石筍結構。經過地表水的侵蝕，在水流作用下形成的深度大于一百米的落水溶洞。落水洞的水流形成匯聚，平行的沖擊巖石的結構，逐漸沖蝕形成溶洞和地下河[3]。巖石的下方因為沖蝕形成空洞，導致巖層地面形成塌陷，成為塌陷漏斗或者陷塘。在地質運動的作用下，使溶洞和石柱向地層表面抬升，形成巖層表面的沖蝕景觀，形成喀斯特地貌的特色巖石風貌。通過對溶洞的形成過程進行分析，對溶洞的巖石巖性和空腔進行調查，計算出溶洞的主要成立結構，尋找適合的施工承力點，進行地鐵施工作業。

三、溶洞的處理技術和過程

（一）對掌子面的技術處理

掌子面是隧道施工中重要的施工設施，是保護隧道安全的重要設施。掌子面是將原有的應力結構進行改變和重構的重要工程設施。一般掌子面出現不穩定的因素是由以下幾個原因導致的。施工現場的地質因素、施工現場的地質結構和巖性對掌子面的穩定性起著決定性的作用，對于在溶洞中進行的掌子面作業，就更應該加強對掌子面的加固措施，防止掌子面出現工程問題。施工現場的應力結構改變是影響掌子面安全的另一個重要因素，一般在隧道的挖掘中都會使施工的工作面發生應力結構改變。對此，需要進行謹慎的觀察和掌子面加固工作，防止掌子面因為不夠堅固使重新分配的應力無法平衡，導致工程事故安全問題。防止地下水對掌子面的影響，地下水的流動導致巖層之間松動發生移動的概率增加，影響施工的安全。尤其是在溶洞中的施工作業，保持對掌子面水流情況的關注。對水流可能導致的坍塌問題進行及時補救處理，防止更大安全事故的發生。對掌子面的結構和尺寸進行嚴格的設計，一般來說尺寸越大和矩形的承力結構會增加掌子面的結構風險。對此，需要在設計和加固工作中結合實際情況進行仔細分析和研究。

（二）在掌子面封閉的過程中預埋噴料管和注漿管

在掌子面的封閉過程中，埋設噴料管和注漿管。在埋設注漿管和噴料管的過程中，需要注意管子的質量和規格[4]，保證管子適合工程的建設需要。管子的埋設注意角度和方法，使管子能夠在后續作業正式的發揮作用。

（三）吹砂和注漿中應該注意的問題

在掌子面的封閉完成后，通過預設的注漿管對其進行填充作業。在填充的過程中需要注意填充的砂漿是否符合工程所適用的比例，充填是否到位。將填充的壓力控制在合適的范圍，盡量使填充的材料密實，提升工程的施工質量。

（四）通過地面打孔的方式進行砂漿的填充作業

除了預設的注漿管和噴料管以外，需要通過在掌子面上方打孔的方式進行砂漿的填充，確保能夠使密實溶洞和掌子面的縫隙達到填充的標準。在進行打孔的過程中，需要注意對其他設施管線的保護，防止出現次生事故。打孔的直徑和孔距需要進行精密的分析測量，保證填充的砂漿能夠充分的進行密實。對打孔填充的綜合質量進行評估，確保填充孔能夠順利的凝固密實。

（五）注意對涌泥和突發事故的預防和處理

首先是做好充分的事故預防工作，關注掌子面和周圍地質情況的變化。加強在事故高發性施工中的前期調查和后期檢查工作，及時對可能出現的事故采取補救手段，防止更大事故的發生。

四、結束語

我國的地鐵在巖溶城市地區的建設是地鐵施工中重要的研究課題，相關工作的人員應該在嚴格的技術要求下進行充分的施工經驗總結和調研，提升隧道挖掘的安全性和施工質量。

參考文獻

[1]馬乾天. 巖溶區地鐵車站溶洞處理技術[J]. 水利水電施工，2017（3）：67-69.

[2]賴學全. 橋梁樁基鄰近重要結構物的溶洞處理方法[J]. 廣東土木與建筑，2017（04）：79-81+84.

[3]江杰，侯凱文，呂波南寧地鐵2號線暗挖隧道巖溶處理方案分析[J]. 城市軌道交通研究，2018，21（09）：132-136.

[4]何明亮. 城市地鐵暗挖隧道下穿房屋及復雜地質區段施工技術[J]. 企業科技與發展，2017（3）：136-138.

（作者單位：中鐵二十三局集團第一工程有限公司）