城市轨道交通岩溶处理施工技术研究

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1、城市轨道交通岩溶处理施工技术研究贺彬【摘要】随着经济的快速发展，生活水平的不断提高，城市轨道交通建设规模空前，各大、中型城市竞相规划、兴建。在黄河、讼江流域，经过河水的冲蚀，河道的变迁，极易形成岩溶地质，为了确保城市轨道交通施工及运营期安全，需提前对岩溶地段进行处理，填充溶洞、溶沟、溶槽，阻断溶洞间及溶洞与上层覆土间的水利联系，避免岩溶塌陷事故发生。因此，研究一套城市轨道交通岩溶处理施工技术，是城市轨道交通建设的需要，是企业自身发展的需要，其意义重大。【关键词】地铁车站；机理；岩溶处理；注浆技术研宄；总结第一章概述1.1项目概况红建路车站位于汉

2、阳鹦鹉大道下，处于红建路与鹦鹉大道交叉U,沿鹦鹉大道南北向布置。红建路车站属长江一级阶地全新统冲击区，地形较为平坦，场地覆盖层厚度30m左右，主要以第四系冲击相砂土层为主，下伏三叠系灰岩。车站基底位于4-2层中细砂上，场地地下水主要为上层滞水、第四系孔隙承压水及岩溶裂隙水。根据岩溶勘察结果，红建路车站（228.2m＞范围内均岩溶发育，砂土层与灰岩直接接触，地质结构类型为I类，在地下水位急剧变化或者其它工程活动诱发下，可能发生岩溶塌陷。在车站范围内布设有40个勘察钻孔，揭示溶洞81个，钻孔遇洞率77.1%,物探发现异常39个。车站底板埋深约16.

3、04m,位于中细砂4-2层。场地区岩溶发育类型主要有溶隙和溶洞，局部灰岩表面溶沟和溶槽较发育。岩溶专项勘察钻孔揭示溶洞铅直最大高度12.0m，半充填黄褐色硬塑状粘土夹碎石；溶洞顶板距岩面约0.1m,位于红建路站南端头井范围内。由于灰岩中发育有岩溶及裂隙，在地下水水动力作用下，上覆砂层易沿溶洞、裂隙流失，造成洞顶垮塌，导致地面塌陷。一旦塌陷发生，将对地铁工程安全直接造成破坏，对包括地铁工程在内的周边建筑、交通和人员均可能造成损害。1.2工点周边岩溶塌陷案列1.2.1中南轧钢厂岩溶专项勘察报告内指出，在本标段红-马区间（K12+275〜K12+37

4、5）场地范围内原汉阳中南乳钢厂在1977年9月20日至10月9tl发生地面塌陷。后经调查塌陷产生的原因：由于距该地250m的大桥局桥梁机械厂抽吸深层岩溶水。该井自1973年使用以来，日取水量1000m3左右，水位最大降深约30m（低于基岩面），塌陷产生前，该井出水混浊不能使用。1.2.2世茂锦绣长江三期地产2013年12月27日世茂锦绣长江三期地产发生岩溶塌陷。据了解，该塌陷位置位于本标段区间岩溶终点附近（鹦鹉小道与拦江路间），该塌陷为汽车钻施l:Φ800mm工程桩时，在约80m深岩面位置发生的塌陷，设备、人员被埋压。塌陷坑直径约10米

5、、面积约为60平方米、离地面约5米的漏斗型坑道。第二章岩溶地面塌陷机理分析所谓的“岩溶地面塌陷”是指隐伏在第四纪覆盖层下的可溶性岩中存在岩溶空洞，且存在与覆盖层相联通的通道，在一些自然因素或人为因素的作用下，覆盖层物质沿着岩溶通道进入到岩溶空洞中，引发覆盖层土体漏失，导致地面塌陷的现象。2.1岩溶塌陷机理国家勘察大师范士凯根据多年处理岩溶地面塌陷灾害的经验，研究总结了各种地质条件下岩溶塌陷的类型，根据人量岩溶塌陷处理的实际资料，按照地貌单元、地层时代、和地层组合三个要素总结、划分了岩溶地面塌陷的宏观分布规律，提出不同地质条件下的岩溶地面塌陷具有

6、不同的塌陷机理和相应的塌陷类型。关于塌陷机理，范士凯提出了以下三种“潜蚀一土洞冒落”机理、“渗流破坏一流土一漏失”机理以及“真空吸蚀”机理。实际情况是三者并存，在不同的地质情况下塌陷符合不同的机理。其中渗流破坏一流土一漏失机理是一种混合类型的机理，当覆盖层为二元结构冲积层iL冲积层下部饱和粉土、砂、砾石层直接盖在岩面之上吋，在粉土、砂、砾石层中的孔隙水与可溶岩中的岩溶裂隙、通道水发生直接联系，形成统一运动情况下，由于水位不断的升降变化，尤其是岩溶地下水位或承压水头低于孔隙水位吋，发生垂直向下渗流。先是在粉土、砂、砾石层中发生潜蚀作用，形成漏斗状

7、疏松体，进而因垂直渗流加剧，局部水里坡度加人，超过临界水力坡度时发生流土，既砂、砾石呈流动状态漏入岩溶空洞，在地面出现塌陷坑。产生流土一漏失需要有下面几个必要条件。岩溶洞、隙未填充或者半填充，II岩溶洞、隙与第四系孔隙含水层冇开口通道。第四系含水层中的孔隙水向下渗流，且岩溶水位于土、岩接合面以下，或岩溶承压水位低于孔隙水位。孔隙地下水向下渗流的初始阶段先发生潜蚀，既土中的细颗粒被带走,形成漏斗状松散体，进而渗漏加剧，局部水力坡度加大，当向下渗流的水力坡度人于孔隙含水层的流土临界水力坡度吋发生流土，向溶洞、隙中漏失。当可溶岩基岩面之上覆盖有一定厚

8、度的不透水性粘土层（如更新世粘性土）或隔水岩石层吋，孔隙含水层中地下水向下渗流和流土则不会发生。红建路车站属长江一级阶地全新统冲击区，车站范围内均存在