廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐一體化建設工程溶（土）洞處理技術

徐冠玉，黃俊光，李偉科，李 磊

1.中鐵建工集團有限公司，廣東 廣州 511400

2.廣州市設計院，廣東 廣州 510620

巖溶在我國東南沿海地區分布廣泛，且具有明顯的區域特征。巖溶發育的復雜性以及與此相關的特殊水文地質情況使巖溶地區建筑地基基礎工程勘察、設計與施工問題多、難度大。近年來，因經濟發展需要，巖溶地區建筑工程不斷增多，原來因巖溶發育而避開的地區避無可避，對當前巖溶地區工程建設提出了越來越高的要求，尤其是對于大型溶洞的處理，迫切需要取得新的突破。

中鐵建工集團有限公司在廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐一體化建設工程中針對巖溶地區大型溶洞處理技術開展了科技研究，創新了施工工藝，并形成了相應的施工工法。現以廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐一體化建設工程為例進行介紹。

1 工程概況

廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐一體化建設工程位于白云區金園村以西、石槎路以東地塊內，為5條地鐵線換乘，東西方向2條地鐵線為佛八、新線，南北方向3條地鐵線分別為22號、12號、24號，其中22號線位于西廣場，12號、24號線位于東廣場，22號線通過換乘通道與在建的8號線北延段平沙站連接。站址范圍內現狀有京廣鐵路，該站結合京廣鐵路升級改造。設計場坪標高8.4m。現場概況如圖1所示，主體圍護結構尺寸如表1所示。

圖1 現場概況

表1 主體圍護結構尺寸

2 地質情況

由勘察報告可知，該工點地勢平坦，地貌單元為沖積沉積三角洲平原。場地分布厚層砂層及軟土層，基巖為灰巖，場地不良地質作用主要為巖溶和地面塌陷。該工點巖溶主要分布于京廣鐵路東側，佛八及新線以北主要為埋藏型巖溶，以南主要為覆蓋型巖溶。以下從三個方面對沿線巖溶發育的特征進行分析。

2.1 巖溶分布規律

勘察見可溶巖（灰巖、泥灰巖）鉆孔有185個，揭露到溶洞的鉆孔有87個，見洞率約47.03%，線巖溶率為15.68%。總共揭露溶洞140個，揭露兩層以上溶洞的鉆孔37個，巖溶發育程度為強發育。從溶蝕發育深度上分析，溶蝕底板埋深在10～20m有21個，占巖溶總數的15%；溶蝕底板埋深超過20m的有119個，占巖溶總數的85%。經統計，在揭露的140個溶洞中，有82個位于基坑底板以上，有19個位于基坑底板以下5m范圍內。結合區域巖溶現象的地質成因分析，沿線在勘探深度內的溶蝕現象以表層豎向溶蝕發育為主，局部發育溶蝕深槽，下部溶蝕發育較差，但規律性較差，基本上呈無序狀，很不穩定，這也體現了巖溶發育的基本特點。

2.2 巖溶形態規模

在垂向規模方面，揭露溶洞高度為0.2～27.2m，平均洞高為3.9m。在揭露的洞體中最大高度達27.2m，溶洞高度變化大，無規律。巖溶在縱橫向上分布變化大，呈無序狀，局部呈串珠狀。受侵蝕作用影響，巖面有一定起伏。

2.3 充填物特征

勘察揭露的140個溶洞中，全充填溶洞有29個，占全部溶洞的20.71%；半充填溶洞有69個，占全部溶洞的49.29%；無充填溶洞有42個，占全部溶洞的30%。揭露溶洞總進尺為546.5m，充填總進尺約213.14m，溶洞充填率為0%～96%，平均充填率為39%。

2.4 洞體穩定性分析

從巖溶發育情況統計中發現，在揭露的133個巖溶洞體中，洞高h＜1m的有32個，1≤h＜3m的有46個，3≤h＜5m的有20個，h≥5m的有35個。其中有70個洞體頂板厚度小于洞體高度，占比為52.63%，頂板最小厚度僅為0.05m。由于頂板厚度小，巖溶洞體高度大，且部分溶洞無充填或充填物性質差，在受到諸如樁基施工、基坑開挖等外力作用時，可造成頂板塌落，地面發生塌陷，影響場地穩定性。

3 溶（土）洞處理措施及工序流程

（1）正式施工前應進行注漿工藝試驗，通過鉆孔抽芯檢測溶洞注漿的效果，包括設定注漿壓力、注漿材料配合比等施工參數。

（2）范圍已超出安全邊界的大溶洞和連通性的溶（土）洞，可采用雙液漿封邊。

（3）邊界孔處高度＞3m的未填充或半填充溶（土）洞采用雙液漿封邊處理，高度＜3m的未填充或半填充溶（土）洞采用砂漿填充。中央孔處高度＞3m的未填充或半填充溶（土）洞采用砂漿填充，高度＜3m的未填充或半填充溶（土）洞采用砂漿或水泥漿填充。

（4）所有全填充的且填充物標貫＜10的采用水泥漿壓密注漿，全填充的且填充物標貫＞10的不處理。全填充溶（土）洞注漿處理時用袖閥管注漿，其他注漿均采用花管注漿。水泥砂漿統一采用Φ200mm×8mm鋼花管注漿。

（5）按先周邊孔，再中央孔的順序進行，采用間歇式注漿，每次注漿量不超過50m3，待固結后再進行下一次注漿。兩次注漿未滿的孔，考慮使用雙液漿或擴孔后灌注素混凝土。

（6）水泥砂漿或純水泥漿的注漿孔孔徑為110～130mm，排氣孔孔徑不小于90mm。袖閥管所需的管徑為50mm，灌素混凝土所需孔徑為300mm。灌注砂漿的注漿孔附近布置1～3個排氣孔，排氣孔距離注漿孔約2m，呈“品”字形布置。

（7）注漿施工完成后，應邊拔出注漿管邊填滿注漿孔，便于后續地基基礎施工。

（8）溶（土）洞需灌滿，抽芯檢測后應進行封孔。檢測孔不少于注漿孔總數的3%且每個大型溶（土）洞不少于1個。

溶（土）洞處理工序流程如圖2所示。

圖2 溶（土）洞處理工序流程圖

4 結束語

文章對廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐一體化建設工程溶（土）洞處理的關鍵技術和經驗進行了總結，提煉出了一套巖溶強發育地質情況下大型工程溶（土）洞處理的主要處置措施及工序流程，為巖溶強發育場地大型工程的建設積累了寶貴的工程經驗。