廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐一體化建設(shè)工程溶（土）洞處理技術(shù)

徐冠玉，黃俊光，李偉科，李 磊

1.中鐵建工集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 511400

2.廣州市設(shè)計院，廣東 廣州 510620

巖溶在我國東南沿海地區(qū)分布廣泛，且具有明顯的區(qū)域特征。巖溶發(fā)育的復(fù)雜性以及與此相關(guān)的特殊水文地質(zhì)情況使巖溶地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)工程勘察、設(shè)計與施工問題多、難度大。近年來，因經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，巖溶地區(qū)建筑工程不斷增多，原來因巖溶發(fā)育而避開的地區(qū)避無可避，對當(dāng)前巖溶地區(qū)工程建設(shè)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(tuán)有限公司在廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐一體化建設(shè)工程中針對巖溶地區(qū)大型溶洞處理技術(shù)開展了科技研究，創(chuàng)新了施工工藝，并形成了相應(yīng)的施工工法。現(xiàn)以廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐一體化建設(shè)工程為例進(jìn)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(shè)工程位于白云區(qū)金園村以西、石槎路以東地塊內(nèi)，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(nèi)現(xiàn)狀有京廣鐵路，該站結(jié)合京廣鐵路升級改造。設(shè)計場坪標(biāo)高8.4m。現(xiàn)場概況如圖1所示，主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)尺寸如表1所示。

圖1 現(xiàn)場概況

表1 主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)尺寸

2 地質(zhì)情況

由勘察報告可知，該工點(diǎn)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?guī)r，場地不良地質(zhì)作用主要為巖溶和地面塌陷。該工點(diǎn)巖溶主要分布于京廣鐵路東側(cè)，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(fā)育的特征進(jìn)行分析。

2.1 巖溶分布規(guī)律

勘察見可溶巖（灰?guī)r、泥灰?guī)r）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(fā)育程度為強(qiáng)發(fā)育。從溶蝕發(fā)育深度上分析，溶蝕底板埋深在10～20m有21個，占巖溶總數(shù)的15%；溶蝕底板埋深超過20m的有119個，占巖溶總數(shù)的85%。經(jīng)統(tǒng)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(nèi)。結(jié)合區(qū)域巖溶現(xiàn)象的地質(zhì)成因分析，沿線在勘探深度內(nèi)的溶蝕現(xiàn)象以表層豎向溶蝕發(fā)育為主，局部發(fā)育溶蝕深槽，下部溶蝕發(fā)育較差，但規(guī)律性較差，基本上呈無序狀，很不穩(wěn)定，這也體現(xiàn)了巖溶發(fā)育的基本特點(diǎn)。

2.2 巖溶形態(tài)規(guī)模

在垂向規(guī)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(dá)27.2m，溶洞高度變化大，無規(guī)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(jìn)尺為546.5m，充填總進(jìn)尺約213.14m，溶洞充填率為0%～96%，平均充填率為39%。

2.4 洞體穩(wěn)定性分析

從巖溶發(fā)育情況統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)，在揭露的133個巖溶洞體中，洞高h(yuǎn)＜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(zhì)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(fā)生塌陷，影響場地穩(wěn)定性。

3 溶（土）洞處理措施及工序流程

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

（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(biāo)貫＜10的采用水泥漿壓密注漿，全填充的且填充物標(biāo)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(tǒng)一采用Φ200mm×8mm鋼花管注漿。

（5）按先周邊孔，再中央孔的順序進(jìn)行，采用間歇式注漿，每次注漿量不超過50m3，待固結(jié)后再進(jìn)行下一次注漿。兩次注漿未滿的孔，考慮使用雙液漿或擴(kuò)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(yīng)邊拔出注漿管邊填滿注漿孔，便于后續(xù)地基基礎(chǔ)施工。

（8）溶（土）洞需灌滿，抽芯檢測后應(yīng)進(jìn)行封孔。檢測孔不少于注漿孔總數(shù)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(jié)束語

文章對廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐一體化建設(shè)工程溶（土）洞處理的關(guān)鍵技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，提煉出了一套巖溶強(qiáng)發(fā)育地質(zhì)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(qiáng)發(fā)育場地大型工程的建設(shè)積累了寶貴的工程經(jīng)驗(yàn)。