某地铁溶洞处理方案

PAGEPAGE34广州市轨道延长线工程盾构7标段土建工程溶洞处理施工方案1编制依据（1）广州市轨道八号线延长线工程盾构7标二号线[三元里站~远景站盾构区间][江夏站~陈田村站盾构区间]土建工程项目合同文件；（2）广州市轨道号线延长线工程[三元里~远景站]区间和[江夏站~陈田村站]区间设计图纸；（3）广州市轨道交北延线[三元里~远景]区间和[江夏至陈田村]区间详细勘察阶段工程物探项目勘察报告；（5）国标GB/T19000族标准；（6）有关施工规范、质量技术标准：（7）现场实际考察情况，本单位类似工程施工经验、施工水平、资源情况及其它有关规定。2.地质概况勘察资料表明，勘察沿线土洞和岩溶发育规律为：分布于全线段、发育数量多、岩溶类型多、大小岩溶构造形态均有发育、垂向分带规律不明显，多数土洞和岩溶呈未充填或半充填状况，部分充填的土洞和溶洞，充填物亦多为流塑～软塑状粉质粘土。岩面起伏变化大，岩层浅部溶沟、溶槽、溶隙及溶洞等发育强烈，岩层中溶洞多发育在岩面附近，呈串珠状分布。其岩溶类型从气候条件上属亚热带型，从发育时代上属近代岩溶型，从埋藏条件上属浅覆盖型，岩性上基本属纯碳酸盐类，岩溶成因类型属原岩复合岩溶类型（溶蚀～侵蚀），其岩溶发育程度无论依据钻探成果的钻孔遇洞率，还是依据物探成果面岩溶率的分级标志均为中等级。总体上沿线土洞和岩溶发育存在以下情况：（1）浅埋洞体，其洞径大、顶板破碎、洞底存在新近沉积物；（2）钻进中有两孔（MBZ3-WT-161、162）发生地面塌陷，塌陷坑直径约2～3m，深度约1m；（3）存在地表水沿上覆土中裂隙下渗或地下水自然升降变化使上覆土体被冲蚀，形成土洞的现象，在人为活动影响下还会加速土洞发展速度。（4）沿线发育有风化深槽。（5）根据土洞和岩溶发育情况统计表，在【三元里站～远景站盾构区间】钻探揭露的岩溶洞穴68个，有2个钻孔揭露土洞。【江夏站～陈田村站盾构区间】揭露岩溶洞穴60个，有5个钻孔揭露土洞。由于顶板厚度小，岩溶洞体高度大，且充填物多为软塑状粉质粘土，在受到外力作用情况下，影响场地稳定性。3.既有勘察成果3.1【三元里站～远景站盾构区间】勘查成果三元里至远景区间经过区域属广花凹陷，受广从断裂控制，绝大部份基岩在白垩纪以前业已形成，受长期的侵蚀、剥蚀作用，由于广花复式向斜槽部为可溶性石灰岩，在地表水、地下水的侵蚀、溶蚀作用下形成了溶蚀沟槽、溶洞、岩溶洼地、土洞等。后期的构造沉降，使岩溶地形隐埋于地下，属埋藏型岩溶。（1）岩溶岩溶发育具备的三个条件是，具有可溶性岩层，具有溶解能力（含CO2）和足够流量的水，地表水有下渗、地下水有流动的途径。以下从四个方面对本区间岩溶发育的特征进行分析和评述。=1\*GB3①岩溶发育特征本次勘察三远区间参与统计钻孔为58个，揭露发育岩溶的钻孔33个，见洞率为56.9%，有20个钻孔揭露两层以上溶洞，占揭露溶洞钻孔的60.6%，岩溶在三远区间分布较广泛，说明本场地内岩溶发育较为强烈，岩溶发育深度主要分布在15～25m。溶洞发育情况详见表1。【三元里站～远景站盾构区间】溶洞统计一览表表1钻孔编号洞体顶底板埋埋深(m)洞体顶底板标高(m)洞体高度(m)洞体岩层顶板厚度(m)充填物特征溶洞距结构底板板岩土层厚厚度(m)MBZ3-SYY-0220.30～220.700-8.10～--8.5000.400.40*充填软～流塑状状粉质粘土土0.6021.20～221.900-9.00～--9.7000.700.50*充填软～流塑状状粉质粘土土1.90MBZ3-SYY-0421.10～221.600-11.63～～-12..130.501.40无充填4.23MBZ3-SYY-0525.70～226.600-16.05～～-16..950.905.56无充填8.65MBZ3-SYY-07**13.60～114.000-4.77～--5.1770.400.40*无充填-1.5321.00～222.500-12.17～～-13..671.507.00无充填5.87MBZ3-SYY-08**13.00～114.600-2.95～--4.5551.601.60*无充填-3.2515.30～116.500-5.25～--6.4551.200.70*无充填-0.95MBZ3-SYY-09**15.30～116.400-6.34～--7.4441.100.60*充填软～流塑状状粘性土0.3416.90～221.000-7.94～--12.0044.100.50*充填软～流塑状状粘性土1.94MBZ3-SYY-10**14.50～116.300-4.32～--6.1221.802.70充填软塑状粉质质粘土-1.5817.00～117.600-6.82～--7.4220.600.70充填软～流塑状状粉质粘土土0.9221.10～224.800-10.92～～-14..623.703.50*无充填5.02MBZ3-SYY-11**18.60～118.800-8.45～--8.6550.205.10无充填2.7521.00～224.000-10.85～～-13..853.002.20*充填软～流塑状状粉质粘土土5.15MBZ3-SYY-12**14.60～116.600-5.05～--7.0552.000.20*充填流塑状粘性性土-0.5519.50～222.400-9.95～--12.8852.902.90*无充填4.35MBZ3-SYY-1423.00～225.100-13.75～～-15..852.108.00无充填8.55MBZ3-SYY-15**15.60～115.800-6.64～--6.8440.200.20*充填流塑状粘土土1.9417.20～119.400-8.24～--10.4442.201.40*充填流塑状粘土土3.5420.00～220.900-11.04～～-11..940.900.60*无充填6.34MBZ3-SYY-16**11.40～114.100-2.24～--4.9442.700.20*充填软可塑状粉粉质粘土-2.3614.50～114.900-5.34～--5.7440.400.40*充填软可塑状粉粉质粘土0.7419.40～221.000-10.24～～-11..841.604.50无充填5.64MBZ3-SYY-18**18.55～119.488-9.12～--10.0050.932.45充填软～流塑状状粘性土6.1220.10～227.066-10.67～--17.6636.960.62*充填流塑状粘性性土7.6727.83～228.833-18.40～--19.4401.000.77*充填流塑状粘性性土15.40MBZ3-SYY-19**23.90～224.100-14.50～--14.7700.200.20*充填软塑状粘性性土11.9024.70～227.666-15.30～～-18..262.960.60*充填软塑状粘性性土12.70MBZ3-SYY-2020.85～330.500-11.55～～-21..209.650.45*充填流塑、可塑塑状粘性土土9.55MBZ3-SYY-2121.30～221.744-12.32～～-12..760.445.30充填软～流塑状状粘性土11.22MBZ3-SYY-2322.50～225.000-13.67～～-16..172.506.30无充填13.33MBZ3-SYY-24**17.30～119.588-8.60～--10.8882.280.40*充填软～可塑状状粘性土8.3320.60～222.000-11.90～～-13..301.401.02*充填软～流塑状状粘性土11.6323.00～224.000-14.30～～-15..301.001.00*无充填14.03MBZ3-SYY-25**15.30～116.988-6.56～--8.2441.681.00*无充填6.3923.30～223.500-14.56～～-14..760.206.32无充填14.3924.10～224.500-15.36～～-15..760.400.60无充填15.19MBZ3-322-1126.30～227.100-14.81～～-15..610.801.10充填粘性土7.71MBZ3-322-13**24.10～224.555-15.25～～-15..700.452.90无充填8.0525.60～226.100-16.75～～-17..250.501.05充填粘性土和砂砂9.5529.20～330.355-20.35～～-21..501.153.10无充填13.15MBZ3-322-14**20.25～220.900-11.19～～-11..840.651.25充填软～可塑状状粘性土3.9921.30～222.000-12.24～～-12..940.700.40*充填软～可塑状状粘性土5.0436.85～337.555-27.79～～-18..490.7012.35无充填20.59MBZ3-322-16**22.80～223.800-13.64～～-14..641.001.20充填软塑状粘性性土6.3427.70～228.200-18.54～～-19..040.503.90充填软塑状粘性性土11.2429.50～330.000-20.34～～-20..840.501.30充填粘性土13.04MBZ3-322-1921.85～222.100-13.23～～-13..480.253.85充填软塑状粘性性土5.83MBZ3-322-2022.85～223.655-13.10～～-13..900.808.60无充填5.70MBZ3-322-26**19.00～119.400-9.62～--10.0020.403.00充填软塑状粘性性土3.3222.70～223.800-13.32～～-14..421.103.30充填软塑状粘性性土7.02MBZ2-N0001B23.90～226.800-14.69～～-17..592.900.20*流塑状粉质粘土土夹灰岩碎碎块13.64MBZ2-N0002B15.90～116.300-6.99～--7.3990.400.30*流塑状粉质粘土土7.60MBZ2-N0003B27.30～228.400-17.33～～-18..431.1011.30无充填，漏水18.16MBZ2-YJJ-06**11.60～112.800-2.80～--4.0001.200.10*软～可塑状粘性性土及碎石石2.7013.70～115.500-4.90～--6.7001.800.90*无充填4.8016.00～117.100-7.20～--8.3001.100.50*无充填7.1019.50～220.600-10.70～～-11..801.102.40无充填10.6022.00～224.100-13.20～～-15..302.101.40*无充填13.1025.90～226.200-17.10～～-17..400.301.80无充填17.00MBZ3-YJJ-10**15.10～115.400-6.07～--6.3770.300.30*无充填6.0724.50～226.000-15.47～～-16..971.509.10无充填15.4728.90～330.500-19.87～～-21.4471.602.90无充填19.87MBZ3-YJJ-15**18.50～119.900-9.14～--10.5541.400.57*流塑状粉质粘土土9.1422.70～224.300-13.34～～-14..941.601.60无充填13.34MBZ3-YJJ-20**18.30～221.400-8.46～--11.5563.103.88半充填，软塑状状粘土8.4623.10～223.600-13.26～～-13..760.501.70无充填13.26合计岩溶钻孔333个，共68个溶洞。全充填35个，无无充填和半半充填33个。带“*”为发育两个以上上溶洞钻孔孔，共20个。带“*”指揭露溶洞顶板板小于或等等于洞体高高度，共34个，“-1.553”表示溶洞洞位于结构构顶板以上上1.533m。=2\*GB3②岩溶形态规模本次勘察揭露沿线岩溶类型主要为埋藏型岩溶，发育特点复杂，与岩性、地形地貌、地质构造、岩层产状、地下水活动规律等诸多因素有关，其形态各异，可表现为溶沟、溶槽、溶隙、溶洞等，规模大小很难确定，揭露的洞体最大高度见于钻孔MBZ3-SY-20，高达9.65m。同时在岩面附近由于溶蚀作用，形成不规则的溶沟、溶槽，造成岩面起伏变化很大。岩溶的分布在纵横向上变化很大，规律性差，呈单一或多层状。各钻孔岩溶发育情况详见溶洞发育情况一览表2。表2【三元里站～远景站】土洞统计一览表钻孔编号洞体顶底板埋深(m)洞体顶底板标高高(m)洞体高度(m))洞体距结构底板板土层厚度度(m)充填物特征发育层位MBZ3-SYY-0519.80～220.144-10.15～～-10..490.342.75无充填5C-1A(软软塑)MBZ3-SYY-1715.10～117.055-5.43～--7.3881.951.83充填砾砂、角砾砾、粘性土土5C-1B(可可塑)=3\*GB3③溶洞充填特征三元里至远景区间勘察揭露岩溶洞穴68个，其中半充填和无充填33个，占岩溶总量的48.5%，全充填状占51.5%。勘察揭露充填物多为流塑、软塑状粘性土，易被水流冲蚀，局部洞体充填物夹灰岩角砾，为近期塌落物，钻探中表现为漏水，地层软弱，工程性质差，钻具自重下沉现象；无充填物岩溶为空洞，在钻探中出现掉钻现象，严重漏水。=4\*GB3④洞体稳定性分析从溶洞发育情况统计一览表1中可以看出，在揭露的68个岩溶洞体中有34个洞体顶板厚度小于洞体高度，比率为50%，顶板最小厚度仅为0.10m。由于顶板厚度小，岩溶洞体高度大，且充填不好，在受到外力作用情况下，可造成顶板塌落，地面发生塌陷，对于结构稳定性影响较大。综上所述，三远区间灰岩地层岩溶发育强烈，以岩层上部的浅层溶洞发育为主要特点，其分布规律性差，形态规模各异，岩溶洞体充填不好，部分呈未充填、半充填状。洞内充填物工程性质软弱，易被水流冲蚀，局部洞体充填物夹灰岩角砾，为近期塌落物，多属于不稳定洞体，对结构稳定性很不利，可能造成地面沉陷、突水等工程事故。（2）土洞①土洞形成的机制土洞是指埋藏在岩溶地区可溶性岩层上覆土层内的空洞。当上覆有适宜被冲蚀的土体，其下有排泄、储存冲蚀物的通道和空间，地表水向下渗透或地下水位在岩土交界附近作频繁升降运动时，由于水对土层的潜蚀作用，产生土洞。当土洞继续发展，即可诱发地表塌陷。土洞主要形成于岩溶发育地区，多位于粘性土层中，砂土及碎石土中则少见，是岩溶作用的产物。②土洞稳定性分析土洞的发育与上覆土层的土质、厚度、岩溶发育程度、地下水活动等因素密切相关。三远区间有2个钻孔揭露土洞，详见土洞发育情况一览表2，土洞主体发育在<5C-1A>的软塑状粉质粘土和<5C-1B>的可塑状粉质粘土中。土洞呈充填或无充填状态，充填物为流塑状粉质粘土。虽然场地揭露土洞发育数量不多，但其危害性大，外界条件的改变或人为活动影响会加速土洞发展速度，可导致地面沉陷，对地基的稳定性和均匀性很不利，存在潜在的危害性，应引起充分重视，采取相应的措施予以治理。（3）物探探测岩溶成果根据本次勘察资料，在勘察区内揭露溶洞的钻孔175个，钻探揭露的溶洞有311个，见洞率为55.03%，其中见洞二个或以上的钻孔85个，占48.57%。本次物探CT探测圈定溶洞1374个，其中钻孔揭露210个（洞高大于0.5m）。按其与岩体相对位置，物探探测的岩溶可分为2大类：中风化岩体顶面处和岩体顶面之下。岩体顶面处的岩溶主要表现为溶槽、溶沟、溶隙等，严重时呈较大范围的开口式溶洞，由于溶蚀作用，溶洞顶板岩体极薄或部份、或全部已崩塌。由于溶洞充填物与上覆土层物性相近，没有明显的波阻抗、电阻抗差异，溶洞的顶板界面均为推测界面。岩体界面之下的岩溶主要有溶洞、溶隙等。（4）勘测岩溶空间分布规律勘察区内溶洞非常发育，主要发育在基岩顶面附近的下部灰岩中。根据钻探揭露情况，埋藏深度10～15m发育63个，占20.26％；15～20m发育116个，占37.30％；20～25m发育105个，占33.76％；25～30m发育22个，占7.07％；30m以上发育5个，占1.61％。其中埋深10～25m发育284个，占91.05％；埋深25m以上发育27个，仅占8.68％。洞高0.0～0.5m发育101个，占32.48％；0.5～1.0m发育61个，占19.61％；1.0～1.5m发育37个，占11.90％；1.5～2.0m发育35个，占11.26％；2.0～2.5m发育22个，占7.07％；2.5～5.0m发育42个，占13.50％；5m以上发育13个，仅占4.18％。其中洞高0.0～0.5m发育101个，占32.48％；0.5～2.0m发育133个，占42.77％；2m以上发育77个，仅占24.75％。物探探测溶洞1374个，洞高0.5～1.0m发育379个，占27.6％；1.0～2.0m发育544个，占39.6％；2.0～3.0m发育234个，占17.0％；大于3.0m发育217个，占15.8％，结果与钻孔揭露统计结果基本相吻合。综合钻探和物探成果，结构底板和结构底板下0～3米范围发育土洞、溶洞的区段主要分布于左线里程ZCK22+460.70、ZCK22+570.65～ZCK22+608.93、ZCK22+665.18～ZCK22+679.17、ZCK22+704.07～ZCK22+760.75、ZCK22+801.03～ZCK22+811.04、ZCK22+851.22、ZCK23+100.92；右线里程YCK22+242.74～YCK22+302.48、YCK22+335.02～YCK22+343.24、YCK22+394.26、YCK22+422.39、YCK22+480.00、YCK22+580.11～YCK22+617.88、YCK22+648.86～YCK22+710.42、YCK22+779.83～YCK22+801.03、YCK22+820.10～YCK22+839.49、YCK22+929.98～YCK22+969.99等区间。（5）勘测沿线岩溶连通性分析岩溶的连通性主要取决于灰岩的构造裂隙的发育程度、发育组合和连通性，同时与岩溶的发育强度、岩溶形态、空间分布规律、岩溶的充填程度等因素有关。要确定岩溶的连通性，根据目前公认的岩溶地区勘测方法和手段，需要进行现场大量的抽水或注水等试验，通过检验水中示踪剂的办法来确定。根据大量的岩溶地区勘测积累的经验，一般认为，岩溶较发育的灰岩地区，岩溶的连通性均较好。岩溶的连通通道可归结为两类，一类是岩溶体直接溶蚀贯通；一类是单个岩溶体通过构造裂隙连通。当然亦存在大量溶孔、溶蚀裂隙、溶洞等连通性较差或差。本次勘察采用钻探和物探CT探测方法进行。根据钻探过程中钻探记录和岩芯描述资料，岩溶发育地段一般存在钻进中大量漏水、岩芯节理裂隙发育、部分钻孔岩溶发育形式呈串珠状等现象，只有少量的岩溶不发育地段钻探不漏水、岩芯节理裂隙不发育，说明本勘察沿线岩溶的连通性总体上较好。根据物探CT探测资料分析可知：①岩溶发育或较发育区部分相邻岩溶体直接贯通；②岩溶发育或较发育区部分呈串珠状分布的溶洞，且有的与基岩界面上的岩溶体相连，推测为溶隙特别发育，存在岩溶体连通通道。综上所述，【三元里站～远景站盾构区间】岩溶发育且连通性较好。3.2【江夏站～陈田村站盾构区间】地质勘查成果江夏至陈田村区间绝大部份基岩为可溶性石灰岩，在地表水、地下水的侵蚀、溶蚀作用下形成了溶蚀沟槽、溶洞、岩溶洼地、岩溶漏斗和地下河。后期的构造沉降，使岩溶地形隐埋于地下，属埋藏型岩溶。（1）岩溶发育特征本次勘察江陈区间参与统计钻孔为50个，揭露发育岩溶的钻孔30个，见洞率为60.0%，有17个钻孔揭露两层岩溶以上，占揭露岩溶钻孔的56.7%，岩溶在江陈区间分布较广泛，说明本场地内岩溶发育较为强烈，岩溶发育深度主要分布在岩面附近，深度在20～30m，呈串珠状分布。溶洞发育情况详见表3。【江夏站～陈田村站】溶洞统计一览表表3钻孔编号洞体顶底板埋深(m)洞体顶底板标高(m)洞体高度(m)洞体岩层顶板厚厚度(m)充填物特征备注(m)MBZ3-JCC-0229.00～229.300-11.92～～-12..220.302.80无充填MBZ3-JCC-03**20.40～221.200-3.25～--4.0550.800.40*无充填23.40～223.700-6.25～--6.5550.302.20无充填24.30～224.700-7.15～--7.5550.400.60无充填25.30～227.300-8.15～--10.1152.000.60*无充填29.90～330.300-12.75～～-13..150.402.60无充填31.60～333.400-14.45～～-16..251.801.30*无充填MBZ3-JCC-04**32.50～332.800-14.48～～-14..780.300.90无充填33.60～335.900-15.58～～-17..882.300.80*无充填MBZ3-JCC-0713.00～113.2006.98～6..780.201.10充填软塑状粉质质粘土MBZ3-JCC-0930.00～330.700-13.37～～-14..070.707.80无充填MBZ3-JCC-13**28.00～228.400-11.81～～-12..210.400.70无充填35.70～337.100-19.51～～-20..911.407.30无充填37.60～338.000-21.41～～-21..810.400.50无充填MBZ3-JCC-14**22.40～222.700-5.30～--5.6000.300.20*无充填26.20～226.400-9.10～--9.3000.203.50无充填27.80～331.400-10.70～～-14..303.601.40*充填流塑状粉质质粘土MBZ3-JCC-15**25.70～226.000-8.80～--9.1000.300.30*无充填26.80～332.900-9.90～--16.0006.100.80*无充填MBZ3-JCC-17**30.40～330.700-12.99～～-13..290.3011.40无充填32.70～333.000-15.29～～-15..590.302.00无充填MBZ3-JCC-20**32.30～333.000-15.25～～-15..950.706.10无充填33.40～337.000-16.35～～-19..953.600.40*无充填MBZ3-JCC-2439.20～444.000-22.06～～-26..864.800.20*充填流塑状粉质质粘土MBZ3-JCC-2527.10～330.800-10.34～～-14..043.700.20*充填软塑状粉质质粘土及砾砾MBZ3-JCC-3228.20～229.500-11.19～～-12..491.306.60无充填MBZ3-JCC-3325.20～226.600-9.12～--10.5521.400.50*充填流塑状粉质质粘土MBZ3-JCC-3427.05～330.100-10.78～～-13..833.051.45*充填软塑状粉质质粘土及砂砂MBZ3-JCC-35**20.50～223.900-3.97～--7.3773.400.40*充填流塑状粉质质粘土及砾砾24.80～226.100-8.27～--9.5771.300.90*充填流塑状粉质质粘土及砾砾26.60～334.600-10.07～～-18..078.000.50*充填流塑状粉质质粘土及砾砾MBZ3-JCC-36**18.30～119.100-1.71～--2.5110.800.70*充填流塑状粉质质粘土及砂砂19.80～221.600-3.21～--5.0111.800.70*充填流塑状粉质质粘土及砂砂MBZ3-JCC-37**17.10～117.400-1.89～--2.1990.300.90充填流塑状粉质质粘土18.70～119.700-3.49～--4.4991.001.30充填流塑状粉质质粘土20.70～221.600-5.49～--6.3990.901.00充填流塑状粉质质粘土及砂砂MBZ3-JCC-42**35.50～336.000-19.08～～-19..580.502.90无充填36.80～338.000-20.38～～-21..581.200.80*无充填38.60～339.800-22.18～～-23..381.200.60*无充填MBZ3-JCC-43**27.20～227.900-11.41～～-12..110.700.30*充填流塑状粉质质粘土及砂砂30.40～335.000-14.61～～-19..214.602.50*无充填MBZ3-JCC-44**29.00～229.500-13.17～～13.6670.500.30*充填流塑状粉质质粘土及砾砾30.00～330.800-14.17～～-14..970.800.50*无充填33.30～333.700-17.47～～-17..870.402.50无充填36.80～337.000-20.97～～-21..170.203.10无充填39.70～339.900-23.87～～-24..070.202.70无充填MBZ3-JCC-46**32.40～440.400-16.54～～-24..548.004.70*充填流塑状粉质质粘土及砾砾41.50～550.700-25.64～～-34..849.201.10*充填流塑状粉质质粘土及砂砂MBZ3-JCC-4818.10～118.600-2.41～--2.9110.500.15*无充填MBZ3-JCC-4919.80～224.500-4.24～--8.9444.700.13*充填流塑状粉质质粘土及砂砂MBZ2-N0074B**28.70～330.300-10.09～～-10..991.602.40软塑状粉质粘土土及碎石31.40～332.300-12.19～～-13..590.901.10半充填粉质粘土土及碎石MDZ2-N0091*27.20～228.600-11.98～～-13..381.400.20*无充填，漏水29.00～330.000-13.78～～-14..781.000.40*流塑状粉质粘土土30.30～332.000-15.08～～-16..781.700.30*流-软塑状粉质粘土土MDZ2-N009227.00～330.000-11.33～～-14..333.000.40*流-软塑状粉质粘土土，漏水MDZ2-N009423.80～229.000-8.54～--13.7745.200.60*可塑状粉质粘土土MDZ2-N0099*19.80～224.200-4.61～--9.0114.400.40*软塑状粉质粘土土夹灰岩碎碎石24.90～332.200-9.71～--17.0017.300.70*软塑状粉质粘土土夹灰岩碎碎石MDZ2-N110024.30～227.500-8.10～--11.3303.202.70*流塑状粉质粘土土合计溶洞钻孔330个，共60个溶洞。全充填27个，无无充填和半半充填33个。带“*”为发育两个溶洞洞钻孔，共共17个。带“*”指揭露溶洞顶板板小于或等等于洞体高高度，共36个。（2）岩溶形态规模本次勘察揭露沿线岩溶类型主要为埋藏型岩溶，发育特点复杂，与岩性、地形地貌、地质构造、岩层产状、地下水活动规律等诸多因素有关，其形态各异，可表现为溶沟、溶槽、溶隙、溶洞等，规模大小很难确定，揭露的洞体最大高度见于钻孔MBZ3-JC-46，高达9.20m。同时在岩面附近由于溶蚀作用，造成岩面起伏变化很大。溶洞主要分布在岩面附近，多呈串珠状分布。各钻孔岩溶发育情况详见：钻孔见溶洞情况统计表3。（3）溶洞充填特征江夏至陈田村区间勘察揭露岩溶洞穴60个，其中半充填和无充填33个，占岩溶总量的55.0%，全充填状占45.0%。勘察揭露充填物多为流塑、软塑状粘性土，易被水流冲蚀，局部洞体充填物夹灰岩角砾，为近期塌落物，钻探中表现为漏水，地层软弱，工程性质差，钻具自重下沉现象；无充填物岩溶为空洞，在钻探中出现掉钻现象，严重漏水。（4）洞体稳定性分析从钻孔见溶洞情况统计表4-2中可以看出，在揭露的60个岩溶洞体中有36个洞体顶板厚度小于洞体高度，比率为60.0%，顶板最小厚度仅为0.13m。由于顶板厚度小，岩溶洞体高度大，且充填不好，在受到外力作用情况下，可造成顶板塌落，地面发生塌陷，对于结构稳定性和桩基施工影响较大。（5）土洞分布情况土洞是指埋藏在岩溶地区可溶性岩层上覆土层内的空洞，是岩溶作用的产物。土洞的发育与上覆土层的土质、厚度、岩溶发育程度、地下水活动等因素密切相关。江陈区间揭露土洞主要是地下水作用形成的，发育在岩石层面附近，呈充填或无充填状态，充填物为流塑状粉质粘土和砂碎石。埋藏深度15.60～30.20m，有5个钻孔揭露，最大洞体高度2.70m，详见土洞情况一览表4。综上所述，江陈区间灰岩地层岩溶发育强烈，以岩层浅层溶蚀发育为主要特点，其形态规模各异，岩溶洞体充填不好，部分呈未充填、半充填状。洞内充填状态的充填物工程性质软弱，易被水流冲蚀，局部洞体充填物夹灰岩角砾，为近期塌落物，多属于不稳定洞体，对结构稳定性很不利。对桩基施工影响很大，可能造成地面沉陷、突水等工程事故。虽然场地揭露土洞发育数量不多，但其危害性较大，外界条件的改变或人为活动影响会加速土洞发展速度，可导致地面沉陷，对地基的稳定性和均匀性很不利，存在潜在的危害性。【江夏站～陈田村站】土洞统计一览表表4钻孔编号洞体顶底板埋深深(m)洞体顶底板标高高(m)洞体高度(m))洞体距结构底板板土层厚度度(m)充填物特征发育层位MBZ3-JCC-0430.20～331.600-12.18～～-13..581.4014.40流塑状粉质粘土土及少量砾砾岩面之上MBZ3-JCC-2226.00～227.800-8.85～--10.6651.808.20流塑状粉质粘土土及少量砾砾5C-1B(可可塑)MBZ3-JCC-3515.60～118.1000.93～-11.572.50-0.50无充填5C-1B(可可塑)MBZ3-JCC-4725.50～228.200-9.72～--12.4422.7012.20充填细砂及少量量砾5C-2(硬塑塑)MBZ2-N0074B25.30～227.700-9.34～--11.7742.409.20流塑状粉质粘土土5C-1B(可可塑)4.补充地质勘探【三元里站～远景站区间】进行了地质详勘和物探，而【江夏站～陈田村站区间】只进行了地质详勘，为充分探明本标段溶洞的发育情况，我公司对两区间进行补充地质勘探。【三～远】区间地质补勘的主要目的是验证详细勘查阶段的地质情况，共布置钻孔44个。【江～陈】区间每30m一个钻孔，共布置钻孔73个。目前【三～远】区间完成了31个钻孔，江陈区间完成了49个钻孔。从【三～远】补充勘探反映的情况来看，基本与详勘阶段的资料吻合。区间大部分地段溶洞较发育。【江～陈】区间49个钻孔有25个存在土洞或者溶洞，见洞率约50％，与详细勘察阶段基本相符。土洞或溶洞分布没有一定的规律，全线分散分布。5.溶洞及土洞处理方案5.1溶洞处理目的（1）通过对溶洞处理，确保盾构机安全、顺利通过溶洞区，避免涌水、突泥、沉陷等意外事故的发生。（2）溶洞所处区域为灰岩段，其强度大，盾构掘进期间要换刀。通过溶洞处理，使溶洞范围内的地层应达到设计要求的强度，以满足换刀的条件。（3）溶洞填充物和灰岩地层承载力有很大的差别。通过对地层处理，提高该处地层的承载力，减小不同地层之间的差异沉降，减少管片渗漏，以满足地铁正常运营。（4）对盾构始发井地段处理以保证始发井主体结构基底承载力满足要求。5.2溶洞处理原则（1）通过详勘、补勘和物探勘察报告，确定溶洞与隧道的位置关系，对溶洞和土洞处理与否进行界定，划分为高风险区和低风险区。高风险区是指岩土分界面在底板下10m范围内的地段。低风险区是指岩土分解面在底板下10m范围以外。对【三～远】区间始发井高风险区的处理方法对岩土分界面面以上隧道底板以下进行水泥土墩加固。对区间高风险区的处理方法是先进行岩面注浆，然后进行土洞后者溶洞回填、注浆处理。对低风险区域内的空洞只实行点注浆处理。（2）对要处理的溶洞，采取填充、压密的方法处理，根据填充状态采取不同的处理工艺；（3）重点对隧道一定影响范围内的溶洞填充物进行处理。初步确定在隧道底板下10m和隧道两侧5m范围内的土洞或者溶洞需要处理。（4）溶洞处理效果要通过控制参数控制和抽芯试验检验，土洞处理采用原位标贯检验。5.3溶洞处理步骤溶洞处理施工顺序为：溶洞处理与否判定→划定高、低风险区域→溶洞处理→溶洞处理效果检查。5.3.1溶洞处理与否判定通过确定的溶洞，并不全部进行处理，而应针对溶洞与隧道的位置关系，对隧道周边一定范围内的溶洞进行处理：隧道下10m和隧道两侧5m之内。5.3.2土洞或溶洞处理方案溶洞处理的施工工艺主要三种：岩面注浆，回填片石、吹砂、注浆以及施工水泥土墩。在进行高风险区域内的回填注浆前，首先要进行岩面注浆。岩面注浆后再进行土洞或者溶洞的回填工作。对低风险区域，不需要进行岩面注浆，直接进行土洞或溶洞的回填处理。对始发井地段，采用搅拌桩或者旋喷桩施工水泥土墩进行加固。5.3.2.1岩面注浆岩面注浆采用钢套管注浆。首先施工钻孔，然后下袖阀管至岩面进行注浆。a、注浆压力0.4～4.0MPa；注浆压力从0.4MPa逐步提高，达到注浆终压4.0MPa并继续注浆10min以上；b、水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥；水灰比=0.5：1～1：1；c、注浆速度：30～70L/min；d、注浆扩散半径设计为1.5m；e、每个注浆孔每米的灌浆量初步按2.0m3考虑。5.3.2.2回填处理对于处理范围内的溶洞，按充填情况可分为全填充、半填充及未填充三种类型。一般情况下，浅层溶洞为全填充，深层溶洞为半填充或未填充。根据详勘阶段的钻探资料，本段溶洞基本为全填充，但不排除有半填充、未填充的可能性。详勘资料表明，填充物主要为粉细砂、软塑状粘性土和岩石碎块，且呈松散状。由于溶洞埋藏较深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法处理，有效的处理方法是灌浆法。而在众多的灌浆法中，因溶洞的不规则性，决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静压化学灌浆法、回填砂及碎石等施工方法进行溶洞压密加固处理。（1）全填充溶洞的处理方法全填充溶洞处理的原理是：通过高压注浆，使填充物被压溃、劈裂、挤压、水化、置换等物理填充和化学填充作用，达到封堵溶缝隔绝水源，并将填充物转变为具有一定强度的结石体或硬塑状土。具体加固方法见图1。图1全填充溶洞注浆加固图①灌浆方法及施工工艺1）静压化学灌浆法的加固机理：对溶洞中的粘土、砂和碎石等，浆液是通过渗透作用板结砂和碎石的；对于溶洞中的粘土、砂等，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。浆液在充填物的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样反复不断的，渗透、挤密和加固溶洞，从而提高溶洞中充填物的强度。2）静压灌浆法单液浆（水泥浆）设计配比参数：a、注浆压力0.4～4.0MPa；注浆压力从0.4MPa逐步提高，达到注浆终压4.0MPa并继续注浆10min以上；b、水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥；水灰比=0.5：1～1：1；c、注浆速度：30～70L/min；d、注浆扩散半径设计为1.5m；e、每个注浆孔每米的灌浆量初步按2.0立方米考虑。实际灌浆参数根据现场实验确定。对于溶洞水有流动性时，周边孔应在浆液中加入速凝剂或采用水泥-水玻璃双液浆，模数m＝2.4～3.4，浓度Be＝30～40。3）静压化学灌浆法的施工工艺：在钻孔中插入钢套管进行深孔注浆。②静压化学灌浆法加固的实施要点1）注浆孔布置钻孔间距2.0m×2.0m，梅花形布置，对于有管线和建筑物的地方施作斜孔。2）单孔注浆结束标准要求少量多次、反复灌浆；每孔注浆都正常进行，至少复灌两次以上。注浆终压达到设计终压，注浆量达到设计注浆量的80%，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，即可结束本孔注浆。（2）半填充、未填充溶洞的处理方法采用吹砂或碎石回填+静压化学灌浆法。吹砂或回填碎石施工工艺如下：①选择探到有溶洞的钻孔，放入钢套管并固定，将注砂管（φ50×3.5钢管）与钢套管（φ50×3.5钢管）相连接，在注浆前灌砂。用高压风机将干砂压入，为防止洞内高压阻止灌砂，利用其它钻孔作为减压孔。待达到计算的填充体积，压力稳定时，即可停止。②若遇到较大溶洞（无填充物）时，要求灌入碎石等大量填充物时，必须钻一个大孔（直径不小于30cm）放入钢管并固定，钢管上置碎石料斗，碎石粒径不大于1cm，投料时振动钢管，以防止堵塞，填充量控制与填砂控制方法相同。溶洞填充物填满后采用静压化学灌浆法，与全填充溶洞处理方法相同。图2半填充溶洞洞注浆加固固图图3未未填充溶洞洞注浆加固固图5.3.2.33始发井段段加固处理理始发井段加固处处理采用分分段分割法法。在底板板下岩层以以上打设77.5m××7.5mm面积的旋旋喷桩或者者搅拌桩。外外围采用两两排搅拌桩桩或旋喷桩桩，中间采采用一排旋旋喷桩将77.5m××7.5mm分割成四四块。在变变形缝处桩桩基增加至至7排，见图4。水泥土土墩穿过<5C-2>硬塑状土土层时，采采用旋喷桩桩。桩径6600mmm，间距5000mm。水水泥土墩穿穿过非<5C-2>土层时，采采用搅拌桩桩。桩径5550mmm，间距4550mm。（1）旋喷桩施工采用旋喷桩工艺艺进行地基基加固是从从地面直接接打孔，处处理底板下下岩面以上上部分土层层。旋喷桩桩直径为6600mmm，间距为为550mmm。（2）搅拌桩施工采用搅拌桩工艺艺进行地基基加固是从从地面直接接打孔，处处理底板下下岩面以上上部分土层层。旋喷桩桩直径为5550mmm，间距为为450mmm。图4始发井地地基加固图图5.3.4加固固效果检查查加固效果检查重重点检测隧隧道底板下下方的溶洞洞和土洞。加固后