复杂岩溶地层地铁暗挖施工技术

张岩

摘 要：进入21世纪以来，我国社会经济取得了突飞猛进的发展，在这样的背景下，铁路也获得了很大的发展空间，并且逐渐成为了一些一线大城市发展中一项非常重要的设施。在地下进行地铁的开发是一项技术含量非常高的工作，尤其是在遇到复杂的熔岩地层时，就会给地铁的开发和施工带来巨大的阻碍，因此，解决这方面的问题不仅面临巨大的挑战，还需要很大的经济投入。下面就结合具体实例对这方面进行探讨。

关键词：地铁建设；复杂熔岩；地铁暗挖；施工技术

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）05-0059-02

随着社会经济的发展，我国的铁路建筑事业获得了很大的发展空间，地铁暗挖更是为城市的发展带来很大的帮助，然而在遇到复杂熔岩地层时，则对该项技术提出了重大的挑战；怎样应对这类地层的地铁暗挖工作，给施工人员带来了巨大的压力。在如此严峻的困难面前，本文以大连207标段为例对其进行研究，以期为我国其他地区的同类工程建设提供一定的帮助和借鉴。

1 工程施工的具体地质情况

在进行地铁暗挖施工前，要对具体的地形进行勘察，很多时候地质构造是复杂多样的，这一区域的地质类型主要是第四系中更新统残积层、第四系人工堆积层、下伏震旦系震旦系泥灰岩层和第四系中更新统冰碛层，还有一些地区由于地表的构造不同会呈现出一些专有的地层，例如大连地区的工程中还有中生代燕山辉绿岩、五行山群甘井子组白云质灰岩。

在施工的过程中，要对周边的熔岩构造和发育情况进行仔细勘察，例如该地区在全线的熔岩分布过程中，不同型号熔岩体都有存在，而且发育的数量比较多，分布的垂直规律性还不清晰，很多熔岩以半填充或填充的形式存在，多以灰岩的碎屑黏土和红土的形式存在，呈现出明显的软塑、流塑或可塑的形态。熔岩的变化、起伏也是比较大的，岩层浅部的溶槽、溶隙和沟洞的发育都十分强烈，串珠在溶洞当中存在，遇到孔的概率在勘察时达到50%，熔岩的发育以中等形式存在。

2 考察具体的水文情况

进行水文考察对该项工程来说同样具有重要意义。以大连207标段为例，该段的地下水依据赋存情况以基岩裂隙水为主，溶隙、基岩风化裂隙和溶洞是这种水所赋存的主要位置，其水量非常多，面积大，比较稳定的地下水位比较高，还具有承压性的特征，一年当中水位变化大概在1～3 m之间。有地下水联系通道、黏土和风化土填充在溶洞之中，还有一些溶洞以半填充的形式存在，个别的还有空洞的情况存在，这为工程降水和隧道的有效施工带来了很大的压力。在现阶段施工过程中，发

现很多竖井的程度会到500 m3/h，甚至有的地区更高。

3 主要施工技术

3.1 施工时应遵循的原则

探明一定范围内的溶洞发育情况。这个具体的范围是指结构边外线3 m的陆地面积到隧底6 m之间的距离，在这个规定范围内一旦出现威胁施工安全或会对以后的运行带来问题的隐患，必须马上进行处理，有时在条件允许的情况下，可在地面给予处理，利用地面注浆的方式，再利用降水井进行降水，之后慢慢掘进。要注意以下两点：①处理影响施工的溶洞，要保证在进行实际施工时，能够安全地通过该地区，防止突泥、沉陷和涌水等一些危险情况发生；②经过处理的岩溶某段使该处地层的承载力得到一定程度的提高，使不同的地层之间的差异沉降现象降低，使因为砼结构不合理沉降而出现的裂缝情况减少，避免出现漏水的可能，保证地铁在安全的环境中有效运营。

3.2 工程的具体施工过程和步骤

不可预见性是在地铁进行暗挖的过程比较常见的，也是在施工过程中应该要随时注意的问题，对地下水中存在危险的地质结构和构造，在施工过程中必须进行充分的考虑。施工时，必须要遵循施工流程，防止大量的机具和人员未投入施工。

3.3 探测溶岩的情况

具体方法有：①地质雷达和高密度电法。该方法可以用来对富属带、空洞、溶洞和断层等一些地质进行探测，红色的地方表示高阻介质，蓝色的为低电阻介质，其他的地区则是存在于二者之间的。接收线会对其带来一定的影响。人行隧道中适合使用这种方式，有时可将地质雷达单独用于跨路段当中，速度快、时间短是它的优点。第一种方式是应用高频电磁波的反射对地质目标进行探测，是一种地球物理方法。在具体的工作当中将高频的电磁波发射到地下，一旦遇到目标体时，就会产生反射，然后由接收天线进行接收，另一半的能量将继续向下进行工作，在更深的地方会反射回来。第二种方式主要使用的是本国的直流电仪，距离布点有4 m左右的距离，具体的探测结果图作为电阻率的具体断面画面。②地质CT和地质钻孔。第一种方式具有较高的密度，是一种成像技术，与高密度电法相似，但是与高密度电法相比会节省很多时间。第二种方式应用XY-100型钻机进行工作，利用套管与冲击加旋，并且采用金刚石与合金相结合的方式进行工作。

4 处理岩溶的方法

进行地质补勘和具体物探之后，显示出工程中有大量的富水溶区存在，岩溶的发育和构造会对施工造成一定的影响。对地层的加固和处理是在施工之前进行的工作，依据地铁进尺短、断面小的特点，并根据岩溶与隧道的相对位置关系不一致判断，洞内注浆、隧底注浆、地表注浆是适用于处理该问题的主要方法。

具体情况如下：①从地表进行注浆，依据地面的具体特点，对单一空洞和岩溶密集区用该方式进行工作，扩孔布设时按2 m×2 m的范围进行，一直布设到岩溶的边界，并要符合具体的处理范围，一旦有需要就要把止浆的围布设在周边。利用反复灌浆、少量多次的步骤，保证每个孔都能够按照要求进行，复灌的次数不能少于2次。注浆时，中压一定要达到规定标准，隆起地面的高度也要按照具体的数值规定去做，结束的标志就是其他地方发生涌出的情况。②在洞内进行注浆。由于岩溶处于隧底的下面或是掌子面，会受到地面条件的影响，通常情况下会运用洞内注浆的方式进行加固处理，水玻璃双液浆和水泥是浆液配置的主要成分，与地表的注浆配比方式一致。

5 降水的施工方式

根据地铁暗挖的具体规定，降低水位到隧道地基下1 m是开挖之前需要进行的工作。根据大连207标段工程的具体降水施工情况，施工时要严格依照堵、降、排、抽的规定进行工作，运用截流水源的理念通过降水对地下水进行控制，经过洞内排抽把少量的水抽出来，对水泵的大小、地质水文特征和地面条件进行充分的考虑。

6 具体的爆破与开挖

在建设过程中，隧道存在于发育的岩溶地层之中，围岩的变换比较快，出现土石更换的情况比较频繁、明显，没有办法对炮眼的设计方式进行固定，布设炮眼时只能依据实际岩石的大小和位置进行。在具体爆破过程中，要按照松动和短进尺的要求严格进行，装药和布设时要依据以下的原则进行：炮眼的具体深度掌控在0.75～1 m之间，开挖的进尺应该在0.5～0.8 m之间，对岩石的体积进行估算时，要以炮眼的深度作为具体依托，对炸药也要严格进行控制，单段之内炸药最多不能超过2 kg，具体的爆炸威力不得超过0.5 kg/m3。

7 施工初期的支撑和护理

受地下水和爆破震动的影响，在进行具体施工后，围岩部分很容易出现变形的情况，初期支护迅速密封也是在隧洞施工中很容易产生安全隐患的。此外，在进行初期支护施工后，它本身会发生徐变的情况，复杂多变的地质存在于岩溶地区，有很大的承载力差异存在于地层当中，通过缩小格栅间距，使格栅的主筋直径增大，钢度也会大大的提升，可以对沉降进行很好的控制。

在进行初期支护过程中，必须要重视初喷工序。在实施爆破后再进行这道工序，可以有效减缓围岩的变形速度，大大降低塌方事件和掉块超挖情况的发生。如果是半岩半土的围岩，通常是先在周围进行支护，再实施爆破挖掘，开始对土进行挖掘时，增设临时的支撑来进行固定，完成混凝土的喷射之后将其拆除，将已经挖完的部分作为依托，也就是临时的空面，保证隧道能够安全施工，避免塌方等危险事故的发生。

8 结束语

随着社会经济的不断发展，我国铁路事业获得了巨大的发展，对地铁的暗挖技术也提出了更高的要求。因为在暗铁修建过程中，会遇到许多麻烦，其中复杂的岩溶地形会给暗铁工作的进行带来巨大的阻碍，不仅会影响正常的施工，还会给工作人员的生命安全带来威胁。因此，对此进行研究是现阶段非常重要的问题。本文以大连207标段为例，对此进行了详细分析，为相关工作人员提供建议与帮助。

参考文献

[1]吕延豪.地质盾构区穿越溶、土洞区域加固处理设计[J].地铁勘测与设计，2007（04）.

[2]任翔.岩溶发育石灰石石矿山爆破存在的问题及处理方法[J].中国矿业，2008（06）.

[3]刘进武.城市建设理论研究[J].中国建筑，2013（13）.

〔编辑：白洁〕

Construction of the Complex Karst Formations Metro Mining Technology

Zhang Yan

Abstract： In the 21st century， China has achieved rapid socio-economic development， in this context， the railway also received a lot of room for development， and a number of first-tier cities gradually become a very important development facilities. Metro underground development is a very high-tech jobs， especially in the face of complex lava formations， it will bring a huge obstacle to the development and construction of the subway， so to solve this problem is not only faced with enormous challenges， but also great economic investment. The following specific examples will be discussed in this regard.

Key words： subway construction； complex lava； subway tunneling； construction technology