昆明地铁区间施工中的溶洞处理研究

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1、昆明地铁区间施工中的溶洞处理研宄摘要：城市地铁建设施工中经常面对各类地质条件，在很多地IX,溶洞处理往往成为难题。以昆明地铁施工为背景，该地IX岩溶极其发育。通过前期勘察，分析岩溶形态及分布规律，再对其力学指标进行统计，结合周边施工环境进行处理方案的比选，最终选择适rt的处理方法和施工工法，并在施工实践后对处理措施进行总结，是溶洞处理研究中的一系列手段。关键词：地铁；施工；溶洞；处理1引言岩溶(或称喀斯特)指可溶性岩石经水的长期作用所形成的各种奇特地质形态。如石灰岩、泥灰岩、大理岩、石膏、盐岩受水作用可形成溶洞、溶沟、暗河、落水洞等一系列形态(图1)。1-石芽、石

2、林;2-漏斗；3-落水洞；4-溶蚀裂隙；5-塌陷洼地；6-溶沟、溶槽；7-暗河；8-溶洞；9-钟乳石图1岩溶岩层剖面图根据填充情况，溶洞可分为：(1)全空溶洞：溶洞内无任何填充物或者绝大部分空间被地下水充填。(2)部分填充溶洞：溶洞内部分被淤泥或其他力学性质较差岩土填充。(3)完全填充溶洞：溶洞被粉土、粘土或其他力学性质较好的岩土填充。2工程背景昆明轨道交通北京路圆通街岩溶发育地段为圆通街站及圆通街站相临两半个盾构区间。昆明北站〜圆通街站、圆通街站〜人民路站两个区间存在溶洞，以充填、半充填溶洞为主，充填物质主要为软塑状粘土、粉质粘土，局部夹碎石，详见表1。昆明北站

3、站〜圆通街站区间线路沿北京路（宽60m）走向，线间距14.0m，环城北路以北部分线路位于北京路东侧，环城北路以南部分线路位于北京路路中。区间线路两侧主要为居民住宅小区、商用楼，建筑层数2〜12层不等，以10层以下居多，局部建有20层以上建筑。线路轨面埋深13.9〜17.9m，结构主要穿越圆碱土层、（破碎）中风化灰岩层、全风化构造角碱岩层，区间石线全长630m,穿越的灰岩段长度约为265m，占区间总长的40%。圆通街站〜人民路站区间线路沿北京路（宽60m）走向，线路位于北京路路中，线间距14.0m。区间线路两侧主要为居民住宅小区、商用楼，建筑层数2〜12层不等，以1

4、0层以下居多，局部建有20层以上建筑。线路轨面埋深13.4〜14.7m，结构主要穿越黏土层、（破碎）中风化灰岩层、全风化泥岩层、圆硕土层、粉土层，区间右线全长为583m，穿越的灰岩段长度约为102m,山*区间总长的17%。表1区间及揭示溶洞情况表区间地理位置见图2。图2拟建地铁地理位置图3勘察方法及工作量布置按照《铁路工程勘察规范》（TB10012-2007）,对车站、隧道岩溶发育地段应采用综合物探手段确定物性异常范围，并采用钻探手段加以验证。按照《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）,复杂场地车站机动钻孔间距<25m,中等复杂场

5、地区间30〜50m。为提高地质资料的准确性，针对岩溶发育地段采用地质雷达法结合机动钻孔的综合勘探方法，并加大勘探密度，判定场区岩溶发育程度及形态特点。布孔原则：车站勘探孔主要按建筑物轮廓线及围护结构内外侧2〜3m位置布设，勘探孔间距距离一般约为10m,勘探深度约为车站底板以下完整基岩10m。区间勘探孔沿轨道两侧边线对称布置，勘探点平均距约20m,控制性钻孔深度至隧道底板以下2.5倍隧道洞径，洞底以下10m完整基岩。勘察结果表明，本区属隐伏岩溶区，可溶岩基本被覆盖，钻孔见洞率约为82%。溶洞垂直方向主要分布在：标高1868.70〜1886.99m，埋深：5.20〜2

6、4.00m,洞高:0.90〜21.60m,高度小于2.00m约为40%,2.0〜5.0m约30%个，大于5.00m约为30%,最大溶洞21.60m。溶洞多数被充填，充填物为软塑状〜可塑状粉质粘土，部分为圆砾土夹砂充填，局部夹碎石，部分溶洞呈半边状、串珠状分布，钻探过程中揭露有3个空溶洞。钻进过程中均漏水，不返水。4物理力学指标统汁该地段岩石物理力学指标详见表2。表2岩石物理力学指标统计表5区间溶洞处理措施5.1区间常用工法介绍0前，国内外城市地铁区间施工较为成熟的方法有盾构法、明挖法、矿山法。(1)盾构法盾构法在国内地铁中得到了较为成功的应用，该法施工对周围建筑及

7、地面变形控制较好、施工速度快，施工环境好，且随着盾构机制造技术的成熟，盾构隧道的造价已接近其至低于矿山法隧道或明挖法隧道。盾构机设备复杂、价格昂贵，在不利的地层条件下，对其选型须慎重。另外盾构法不适用于结构尺、r复杂多变地段的隧道施工，如渡线段、存车线地段等。(2)明挖法明挖法是一种便捷的施工方法，它适用各种不同的地质条件，施工工艺简单，技术成熟，施工安全，质量可靠。其缺点是施工吋对周围环境和交通影响较大，iL在隧道较深的情况下施工风险较大，工程造价较高。一般而言，明挖法主要用于当隧道埋深较浅，且地面奋足够的施工场地的地段，在基坑开挖范围内无重要的市政管线或市政管

8、线可以临时