蔡 恒
(中铁工程设计咨询集团有限公司城市轨道交通设计研究院，北京 100055)
1 工程概况
楞塘村站为地下两层岛式车站。车站标准段基坑深度约为17.13 m，覆土厚约3 m。地下水位稳定水位埋深5.9 m～19.4 m，水位埋深标高为67.8 m～77.25 m，承压水头高度约5.9 m～15.4 m。本站基坑支护结构采用放坡开挖+钻孔灌注桩+内支撑的支护体系。内部结构采用岛式站台形式，主体结构采用单柱两跨形式(局部为双柱三跨)，箱型框架结构。
2 地质条件
2.1 工程地质概况
本站主体基坑所处地层从上至下依次为①1素填土、①2杂填土、⑥1-1/1-2黏土、粉质黏土、灰岩，主体底板主要位于粉质黏土层、灰岩层，附属底板主要位于⑥1-1/1-2黏土层、粉质黏土层。根据地下水赋存条件、含水介质及水力特性分析，地下水类型主要为上层滞水、裂隙岩溶水。灰岩层以上的水位具有承压性。
2.2 岩溶地质条件及溶槽发育特点
可溶岩洞顶标高48.11 m～69.12 m，一般标高为54 m～65 m，车站主体结构底板高程为62.06 m，小里程端为60.27 m，大里程端为60.99 m，车站基底持力层主要位于灰岩层中。车站范围内主体结构底板以下15 m内均存在可溶岩。
1)灰岩中的溶洞有无充填、充填、半充填三种，大部分有充填物。充填物为上部溶腔脱落堆积的灰岩碎块或软塑状黏土、粉质黏土，根据地质成因少量夹杂砾石、卵石等。溶洞在钻探或者外力作用下自稳能力较差，掉钻明显，易发生塌落，承载力较低。2)受次生断裂的影响，部分溶洞呈现出串珠状特征。3)土洞多为全充填软土，位于粉质黏土层与灰岩分界面处，地下水位频繁升降于岩土交界面附近。4)在不同岩性交界面处,经地下水溶蚀会形成不同程度、不同特性的溶蚀槽,宽度一般为1 cm～100 cm，平面延续性好。溶蚀槽有的以充填黏土为主，有的无充填；有的则以充水为主。
2.3 物探分析
1)从现场勘察钻探情况显示，有26个钻孔揭露30个溶洞(含初勘钻孔)，洞径0.4 m～18.0 m，遇洞率为28.3%。依据《广西壮族自治区岩土工程勘察规范》表11.1.3[2]判别为岩溶中等发育。其中无充填型溶洞15个，占50.0%；半充填型溶洞12个，占40.0%；全充填型溶洞3个，占10.0%。其中ZR19,ZR21,ZR22为大溶洞，平面投影面积约占755 m2，ZR4为较大溶洞，平面投影面积约占340 m2。2)跨孔电磁波CT共施作29组，均根据电磁波吸收系数等值线分布情况，结合钻探成果综合推断岩溶发育情况，共推断5处岩溶异常区。溶腔高度6 m～18 m。根据勘察资料，车站范围内主要的岩溶形态为溶洞。
3 溶(土)洞的处理思路及处理方案
3.1 基本处理思路
溶(土)洞处理需要结合岩溶发育特点和围护及主体结构施工期产生的变形、抗浮、施工期涌水风险及运营期间的风险防治等制定处理方案。对溶(土)洞的处理思路为：影响围护及主体结构安全的溶(土)洞均应处理；围护结构周边影响范围内的非全填充溶(土)洞均应处理。
3.2 界定溶(土)洞处理范围
地铁结构水平轮廓线外3 m(约0.5倍隧道洞径)且基底以下5 m范围(约1倍隧道洞径)；底板以下5 m～10 m范围内的溶洞，覆跨比小于1，且溶洞稳定岩面顶板高度小于2 m；基坑围护结构轮廓线内侧且基底以上空洞；处理范围内的无填充、半填充(填充物为流塑～软塑状，N<10击)溶洞采用预注浆加固；开放式溶沟、溶槽(填充物为流塑～软塑状，N<10击)且存在于基坑底面线附近采用预注浆加固。
3.3 提出溶(土)洞处理措施
根据勘察报告，溶洞均采用坑底钻孔充填注浆的方法。
1)结合溶(土)洞的充填情况调整充填材料。半填充、无填充溶(土)洞应进行水泥浆压力注浆填充；全填充溶(土)洞应先判定填充物的性质：填充物若为流塑、软塑状黏性土，采用注浆充填处理；若为可塑、硬塑黏土，原则上不作处理。开放式的溶洞不作处理。2)充填注浆需边注浆边探测溶(土)洞的规模。探测方法：先采用地质雷达在平面范围内对溶(土)洞进行试探测，根据溶(土)洞的轮廓范围向洞周钻检查孔，检查孔采用梅花形布置，间距2 m×2 m。3)较大规模的溶(土)洞。应加密钻探进一步探明岩溶的轮廓范围。若钻孔揭示出岩溶存在，则沿溶(土)洞平面范围外放再打一排注浆钻孔，间隔2 m，直至找到洞体边界；或以结构外放3 m进行探测；若洞体为有限边界，最外排孔若揭示出岩体为密实，应向内收缩一孔为边孔注水泥浆；若岩溶腔体较大，先将最外排浆孔注水泥—水玻璃双液浆封闭成环，其余内排孔注水泥浆单液浆；若未找到洞体边界，在距结构外3 m处施工一排注浆孔，注水泥水玻璃双液浆为止浆墙，锁定注浆范围、减少注浆量。如为未填充溶洞，可先注入水泥砂浆后再注水泥水玻璃双液浆做止浆墙。加密钻孔布置详见图1，图2。4)埋深较浅、发育土层为砂土层的土洞可采用振动沉管方式进行充填注浆：需先在溶洞上方钻孔，埋设注浆管，封闭溶洞顶板、注浆管与孔壁间的间隙后才能注浆；较大的无填充、半填充溶(土)洞(含特大溶洞)，最外圈注浆孔注水泥水玻璃双液浆，其余内圈孔注水泥浆单液浆。
4 溶(土)洞处理施工工艺
4.1 注浆填充施工工序
1)施工时应先从外排注浆孔开始注浆，形成隔离层，将处理范围内溶(土)洞与外界洞体隔离，再逐孔处理中间区域。若在外排孔注第一次浆时，注浆量已较多，压力达不到设计要求时，外排孔与中间孔可交替注浆；中间区域注浆孔应跳跃施工，以防止跑浆，窜浆现象；2)若发现浆液流失严重时应先在外排注浆孔注水泥—水玻璃双液浆，形成止水、止浆帷幕，以确保注浆效果；3)需处理的溶(土)洞若存在纵向多层分布，由深至浅依次充填处理。
4.2 充填砂砾、碎石施工工序
场地内主要分布两种类型溶(土)洞：单层溶(土)洞和多层串珠状溶(土)洞。
1)单层溶(土)洞，钻孔至溶洞底板以下0.5 m处，成孔后孔内埋设PVC管，灌浆直至饱满；2)串珠状溶(土)洞，钻孔至最下层溶洞底板以下0.5 m处，成孔后孔内埋设PVC管，管尾打2个～3个排气孔，确保灌注每一层溶洞时的排气，填充注浆采用同一个填充孔，由底层溶洞往上逐层灌浆，即灌完一层后提升PVC管至上一层溶洞灌浆，直至灌完顶层。
4.3 溶(土)洞处理注浆终孔标准
注浆速度：30 L/min～70 L/min，注浆压力：0.4 MPa～1.0 MPa。袖阀管和注浆芯管距离洞底留出0.2 m～0.3 m空间，从洞底往上压注水泥浆。每次注浆压力达到0.4 MPa～0.5 MPa时，注浆芯管往外抽出0.3 m～0.4 m再注浆，逐渐上到洞顶，最后一次注浆压力达到1.0 MPa时，稳压10 min可终止注浆。
5 检测方法及质量要求
1)对各处理溶洞均进行注浆质量检测，检验时间应在注浆结束28 d后进行。2)待基坑开挖到设计基底标高后进行验槽工作，对贯穿底板溶洞处理后的地基进行载荷试验，满足地基承载力要求。
5.1 检测方法
1)基坑周边3.0 m范围内，围护桩高度范围内：用钻孔取芯法查看注浆体是否连续，28 d无侧限抗压强度值需不小于0.2 MPa；同时进行随机原位标贯试验，标贯击数应不小于10击。用高密度电法试验检测填充程度，主体结构沿线路方向至少布置2条测线，附属结构依据结构大小方向布置1条～2条测线。检查孔布置在注浆孔间，数量不小于注浆孔的10%，每个注浆区域不少于2个检查孔，应布置在有代表性地段和薄弱部位(溶洞中心及周边均应有布孔)，如图3所示。2)基坑底以下10.0 m范围内：用随机原位标贯试验检测密实程度，标贯击数应不小于10击。用地质雷达法物探探测填充程度，主体结构沿基坑走向至少布置3条测线，附属结构依据结构大小方向布置1条～2条测线。检查孔布置在注浆孔间，数量不小于注浆孔的10%，每个注浆区域不少于2个检查孔，应布置在有代表性地段和薄弱部位(溶洞中心及周边均应有布孔)，如图4所示。
5.2 检测原则及数量
详勘报告揭露以及施工方排查过程中发现并处理的溶(土)洞均需进行检测，采用原位标贯法，检测数量取注浆孔总数量的3%，且单个溶(土)洞检测数量不少于3处；若施工围护桩及基坑开挖过程中新发现的按处理原则需要处理的溶(土)洞、溶蚀槽，采用原位标贯法，检测数量取注浆孔总数量的3%，且单个溶(土)洞检测数量不少于3处；采用标贯钻孔检查溶(土)洞的充盈密实度。溶(土)洞内未达到全填充的均应补充注浆；除标准注浆孔外还应间隔布设自检孔，数量不小于注浆孔总数的5%，且每个注浆段落不得少于2孔；施工结束后选取注浆段落长度的10%进行全面探测，确保注浆饱满度、地基承载力等指标满足要求。
5.3 注浆质量合格的判定
1)综合分析后合格点数达到检测点总数的90%，且不合格点数不集中分布、不合格指标与合格指标的差值不大于合格标准的20%，可以判定为注浆效果、注浆质量较好。2)综合分析后检测点总数达到100%合格，可以判定为注浆效果、注浆质量好。
参考文献：
[1] DBJ/T 45,广西岩溶地区建筑地基基础技术规范[S].
[2] DBJ/T 45—002—2017,广西壮族自治区岩土工程勘察规范[S].
[3] 南宁轨道交通集团.关于印发《南宁轨道交通4号线一期工程(洪运路—龙岗)岩溶处理效果专项检测技术要求(试行稿)》的通知[Z].2017.
[4] 北京城建设计发展集团股份有限责任公司.南宁轨道交通4号线一期工程岩溶处理技术要求(正式稿)[Z].2016.
[5] 中铁隧道勘测设计院有限公司.南宁市轨道交通4号线一期工程楞塘村站(原楞塘站)详细勘察阶段岩土工程勘察报告[Z].2016.
