地铁隧道穿越溶洞的施工处理技术.pdf

2005年
城市轨道交通研究

地铁隧道穿越溶洞的施工处理技术

陈建
(中铁隧道股份有限公司,453000,河南新乡∥高级工程师)

摘要以拟建的广州地铁5号线(草暖公园站———小北粉细砂和灰岩细屑、砂、碎石、灰岩碎块、炭质粘土
站)盾构区间工程为例,介绍盾构穿越岩溶段时的施工工序等,且溶洞上部与冲击砂层接触,极有可能发生涌
流程和常用的超前地质预报手段。鉴于目前各种地质预报水、突泥、地表塌陷及盾构陷落等情况,对盾构施工
手段的局限性,应在设计阶段加强地质调查和勘察工作,施
影响甚大。为确保盾构施工安全,必须对溶洞提前
工前还应有针对性的详细补充勘察,以求地质预报资料的准
预处理。区间隧道溶洞段纵断面图见图1。
确性。探讨了穿越岩溶的施工预处理技术以及盾构在穿越
溶洞段时的相应措施。
关键词盾构,溶洞,地质预报,施工技术
中图分类号U455.49

ConstructionTreatmentTechnologyforMetroTunnelinKarst
Section
ChenJian
AbstractBasedontheproposedshieldtunnelingsectionbetween
CaonuanParkStationandXiaobeiStationofGuangzhouMetroLine
5,thispaperintroducestheconstructionprocessandthemethodof
geologyforecast,whichiscommonlyadoptedinmetroconstruction
whenshieldmachineisdrivinginthekarstsection,anddiscusses
thepretreatmentmethodsandcorrespondingmeasuresinsuchcases.
Keywordsshieldmachine,karstsection,geologyforecast,con2
structtechnology
Author′saddressChinaRailwayTunnelJointStockCo.,Ltd.,
453000,Xinxiang,Henan,China
图1区间隧道溶洞段纵断面图
1工程概况
2溶洞处理的主要施工技术
根据设计阶段的地质勘探资料揭露,即将施工
的广州地铁5号线(草暖公园站———小北站)盾构区根据以往的施工经验,对溶洞段需采用物探与
间在Z(Y)CK7+939～Z(Y)DK8+014里程,处于广钻探相结合的超前地质预报预测。即:用物探大范
从断裂控制范围的石炭系石灰岩分布地段,岩层主围探测发现目标、排除疑点,再用钻探验证确认,然
要为石灰岩中风化带(8c-2)、石灰岩微风化带(9c后对症采取措施。溶洞处理工序流程如图2。
-2)。断裂的两侧岩溶较发育,存在溶洞和碎屑岩2.1地质超前预测预报技术
溶空洞。溶洞高0.2～12.3m;溶洞数多为2～7层,本溶洞段宜采用跨孔CT地层监测、瑞雷波、地
最多达12层;溶洞顶板标高为5.35m,最深的为-质雷达预报系统与地质钻探相互验证的勘察方法,
28.6m,最浅的溶洞顶埋深为6.90m。大部分溶洞对溶洞的深度、大小与隧道的关系,以及地下水情况
位于隧道结构底板以下,少部分位于隧道顶板上部,进行勘察。
部分侵入隧道范围内。溶洞填充物为粉细砂粘土、
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第3期
案例分析

洞和溶蚀空洞的地方加密布置地质钻孔(按5m×5
m梅花形布孔,直径为110mm,钻孔深度达到隧道
底板下约13m),进行地质钻探,直接揭示岩层的地
质特征。必要时可取芯检查,做水压和涌水量测试,
进一步查清和准确了解溶洞的具体位置、大小、范
围、充填物性质及地下水情况。
2.1.2洞内勘探方法
进入溶洞段施工前,利用盾构的6个超前钻探
孔进行超前钻探,对盾构前方的溶洞状况进行探测。
每次钻探20m长,每两次钻探搭接2m。此方法的
缺点是作业不方便,速度慢,影响施工进度。
2.1.3地质综合分析技术
组织专家研讨,对各种预测手段收集到的地质
信息进行综合分析和判断,选取盾构掘进参数以及
图2溶洞处理工序流程图制定有针对性的施工前预处理措施。
2.1.1地面勘探方法2.2溶洞的施工处理技术
CT地质预报的基本原理与医学CT技术原理一2.2.1溶洞的分类及其处理措施
样。通过在溶洞段近距离地布置钻孔实现孔间密集依据超前地质预报的成果,以岩溶的状况和性
对穿,对测试剖面范围内的地质体进行直观的三维质将其分为溶缝、溶槽、溶管和溶洞。大量的施工经
图像描述,准确了解溶洞段地质情况。验表明,岩溶隧道施工成败的关键是岩溶水的处理。
瑞雷波监测仪(SM98-12A)是一种利用瑞雷波对付岩溶水的方法,无外乎排