试论岩溶地层的工程地质风险及其“注浆填充水泥土墩柱”处理方法

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1、试论岩溶地层的工程地质风险及其“注浆填充+水泥土墩柱”处理方法摘要文中根据广州地铁2号北延段的勘察资料的统计分析，提出岩溶地层模糊处理的理念，并对岩溶地层高低风险区段进行了划分，创造性的提出了土墩柱约束法限制高风险区段溶土洞的继续发育。文中最后针对高风险区段岩溶地层，提出“注浆填充+水泥土墩柱”复合处理的方法和建议。关键词溶土洞、模糊处理、注浆填充、土墩柱中图分类号：P535文献标识码：A文章编号：1、工稈概况广州地铁2号线北延段从三元里——嘉禾，全长7.212km,初勘、详勘的695个孔中。见到溶洞、土洞的有349个，见洞率为52.2%,探明溶洞总数680个、

2、土洞45个。因此，溶洞发育是肯定的。但是更细化分析,在见洞的349个钻孔中，在岩土界面见溶洞的有190个，占见洞钻孔349个的54.4%；在岩土界面上见土洞的有35个，占钻出土洞总数45个的77.7%o由于岩面附近，集中了见洞钻孔54.2%,土洞的77.7%0因此，在工程处理上，若既能整治，加固好岩面，又能兼顾施工方便加快施工进度,同时能降低工程投资于成本，则对工程安全提供最大的效益。2号线北延段沿线部分区段钻孔示意图2、工程地质钻探和工程模糊处理的理念按目前的岩溶勘探技术，不论物探或机探都很难将需耍建设场地的地下溶（土）洞、溶槽、溶沟完全了解清楚。钻探是一孔Z

3、见，这是众所承认的，没有钻孔的地方，有否岩溶、洞穴无法判定。物探也由于仪器反射灵敏度和判断难度的限制，也只能判明大于某尺寸的岩溶病害。因此，要想明确知道地区下溶岩病害的平面、立面位置、尺寸、连通状态是困难的，其至是不可能的。我们只能从已有的钻孔的见洞率、基岩中某个深度内的线岩溶率等指标，定性地判明场地的岩溶发育情况。然后根据这些定性的分析，提出工程的处理措施。常规的处理方法基本上都是直接处理的理念，即対已经探明的溶（土）洞直接进行逐洞处理,而对未探明的，只好当没冇溶洞。较负责的设计，是加密钻孔，或增加物探，然后，按见洞处理原则进行处理。这种处理方法，我们给它一个

4、名词,可以见洞处理。用见洞处理的方法，忽略了未被揭露的溶（土）洞、溶沟、溶槽的工程处理方法和工程措施，在实际工程中是很不完备的的，风险也是很大的，它的工程安全保证率，视探勘所用的手段和钻孔的密度有所不同，但总的说是较低的。因此，可靠的工程处理，应当是视已揭露岩溶和未揭露岩溶对工程同等重要，处理的必耍性应是等权的，我们把它称之为等权处理。其方法就必须是一个模糊的理念，它既适合于己知的岩溶，也适合于未探明的岩溶，即模糊勘察和模糊处理的理念。根据模糊勘察和模糊处理的理念，结论是，场地的探孔不需耍十分密集，它能定性说明岩溶的特性、密度、规模、发育深度……即可。考虑处理方

5、法上，既要消除已探明岩溶対工程的不利影响，也要消除那些未探明岩溶对工程的不利影响。3、高、低风险区段划分根据现有的钻探资料，在结构底板下10m范围内，如没有发现溶洞和土洞，在深度10m范围内没有或很少岩土界面（即岩面基本在底板lOm以下），符合上述条件，我们将英定为溶（土）洞对结构影响低风险区段，否则，定为高风险区段。将安全厚度分界线定为底板下lOm是基于下述考虑：根据铁道科学研究院对线路列车运行的冲击振动影响的实地检测，对混凝土轨枕碎石道床线路，在轨面下2.5m的路基内土休的振动速度和加速度，均已衰减至地面值的0—10%。埋置式地铁在轨面下有一个体积和刚度很大

6、的箱型结构,结构本身可分散列车的部分冲击振动力；地铁列车的重量和冲击振动也较地面铁路的重量和冲击振动小。因此，列车运行对结构底板下土体的影响深度会比地面铁路的2.5m更浅。可见，底板下埋深10m以下的溶（土）洞可不考虑列车运营的影响。可以认为：底板10ni以下的溶（土）洞，不会因列车的运行而加速英复活、发展。根据前述高低风险分区段的评估原则，广州地铁2#线北延段左线地质剖面7.212km线路段内，低风险区计13段总长共3.5475km,高风险区计13段总长共3.6645km。右线地质剖面7.212km线路内,低风险区计12段总长共3.21066km,高风险区计1

7、2段总长共4.00134kmo4、土墩约束塌陷漏斗松动半径法土墩约束塌陷漏斗松动半径法的设计概念：是用土墩限制溶（土）洞发生时，形成塌陷漏斗的位置和最大松动半径。所谓土墩约束塌陷漏斗松动半径法，就是在每段伸缩缝60m的跨间，在伸缩缝的接头位置和每段槽段的中间，或四分之一跨度处，或更密些,做一个刚性或半刚性的水泥土支承墩，水泥土支承墩下到基岩面，或小于12m的适当土层。支承墩一般宽于隧道结构宽度，沿纵向长度10.m左右。由于支承墩是一个半刚性整体，因此支承墩下面不受溶（土）洞复活的影响；支承墩之间，用结构筒的纵向刚度予以跨过。由于支承墩是半刚性的,因此，仍可发挥筒

8、底未处理土体（地层）的抗