广州白云（棠溪）站综合交通枢纽一体化建设工程溶（土）洞处理技术

徐冠玉，黄俊光，李伟科，李 磊

1.中铁建工集团有限公司，广东 广州 511400

2.广州市设计院，广东 广州 510620

岩溶在我国东南沿海地区分布广泛，且具有明显的区域特征。岩溶发育的复杂性以及与此相关的特殊水文地质情况使岩溶地区建筑地基基础工程勘察、设计与施工问题多、难度大。近年来，因经济发展需要，岩溶地区建筑工程不断增多，原来因岩溶发育而避开的地区避无可避，对当前岩溶地区工程建设提出了越来越高的要求，尤其是对于大型溶洞的处理，迫切需要取得新的突破。

中铁建工集团有限公司在广州白云（棠溪）站综合交通枢纽一体化建设工程中针对岩溶地区大型溶洞处理技术开展了科技研究，创新了施工工艺，并形成了相应的施工工法。现以广州白云（棠溪）站综合交通枢纽一体化建设工程为例进行介绍。

1 工程概况

广州白云（棠溪）站综合交通枢纽一体化建设工程位于白云区金园村以西、石槎路以东地块内，为5条地铁线换乘，东西方向2条地铁线为佛八、新线，南北方向3条地铁线分别为22号、12号、24号，其中22号线位于西广场，12号、24号线位于东广场，22号线通过换乘通道与在建的8号线北延段平沙站连接。站址范围内现状有京广铁路，该站结合京广铁路升级改造。设计场坪标高8.4m。现场概况如图1所示，主体围护结构尺寸如表1所示。

图1 现场概况

表1 主体围护结构尺寸

2 地质情况

由勘察报告可知，该工点地势平坦，地貌单元为冲积沉积三角洲平原。场地分布厚层砂层及软土层，基岩为灰岩，场地不良地质作用主要为岩溶和地面塌陷。该工点岩溶主要分布于京广铁路东侧，佛八及新线以北主要为埋藏型岩溶，以南主要为覆盖型岩溶。以下从三个方面对沿线岩溶发育的特征进行分析。

2.1 岩溶分布规律

勘察见可溶岩（灰岩、泥灰岩）钻孔有185个，揭露到溶洞的钻孔有87个，见洞率约47.03%，线岩溶率为15.68%。总共揭露溶洞140个，揭露两层以上溶洞的钻孔37个，岩溶发育程度为强发育。从溶蚀发育深度上分析，溶蚀底板埋深在10～20m有21个，占岩溶总数的15%；溶蚀底板埋深超过20m的有119个，占岩溶总数的85%。经统计，在揭露的140个溶洞中，有82个位于基坑底板以上，有19个位于基坑底板以下5m范围内。结合区域岩溶现象的地质成因分析，沿线在勘探深度内的溶蚀现象以表层竖向溶蚀发育为主，局部发育溶蚀深槽，下部溶蚀发育较差，但规律性较差，基本上呈无序状，很不稳定，这也体现了岩溶发育的基本特点。

2.2 岩溶形态规模

在垂向规模方面，揭露溶洞高度为0.2～27.2m，平均洞高为3.9m。在揭露的洞体中最大高度达27.2m，溶洞高度变化大，无规律。岩溶在纵横向上分布变化大，呈无序状，局部呈串珠状。受侵蚀作用影响，岩面有一定起伏。

2.3 充填物特征

勘察揭露的140个溶洞中，全充填溶洞有29个，占全部溶洞的20.71%；半充填溶洞有69个，占全部溶洞的49.29%；无充填溶洞有42个，占全部溶洞的30%。揭露溶洞总进尺为546.5m，充填总进尺约213.14m，溶洞充填率为0%～96%，平均充填率为39%。

2.4 洞体稳定性分析

从岩溶发育情况统计中发现，在揭露的133个岩溶洞体中，洞高h＜1m的有32个，1≤h＜3m的有46个，3≤h＜5m的有20个，h≥5m的有35个。其中有70个洞体顶板厚度小于洞体高度，占比为52.63%，顶板最小厚度仅为0.05m。由于顶板厚度小，岩溶洞体高度大，且部分溶洞无充填或充填物性质差，在受到诸如桩基施工、基坑开挖等外力作用时，可造成顶板塌落，地面发生塌陷，影响场地稳定性。

3 溶（土）洞处理措施及工序流程

（1）正式施工前应进行注浆工艺试验，通过钻孔抽芯检测溶洞注浆的效果，包括设定注浆压力、注浆材料配合比等施工参数。

（2）范围已超出安全边界的大溶洞和连通性的溶（土）洞，可采用双液浆封边。

（3）边界孔处高度＞3m的未填充或半填充溶（土）洞采用双液浆封边处理，高度＜3m的未填充或半填充溶（土）洞采用砂浆填充。中央孔处高度＞3m的未填充或半填充溶（土）洞采用砂浆填充，高度＜3m的未填充或半填充溶（土）洞采用砂浆或水泥浆填充。

（4）所有全填充的且填充物标贯＜10的采用水泥浆压密注浆，全填充的且填充物标贯＞10的不处理。全填充溶（土）洞注浆处理时用袖阀管注浆，其他注浆均采用花管注浆。水泥砂浆统一采用Φ200mm×8mm钢花管注浆。

（5）按先周边孔，再中央孔的顺序进行，采用间歇式注浆，每次注浆量不超过50m3，待固结后再进行下一次注浆。两次注浆未满的孔，考虑使用双液浆或扩孔后灌注素混凝土。

（6）水泥砂浆或纯水泥浆的注浆孔孔径为110～130mm，排气孔孔径不小于90mm。袖阀管所需的管径为50mm，灌素混凝土所需孔径为300mm。灌注砂浆的注浆孔附近布置1～3个排气孔，排气孔距离注浆孔约2m，呈“品”字形布置。

（7）注浆施工完成后，应边拔出注浆管边填满注浆孔，便于后续地基基础施工。

（8）溶（土）洞需灌满，抽芯检测后应进行封孔。检测孔不少于注浆孔总数的3%且每个大型溶（土）洞不少于1个。

溶（土）洞处理工序流程如图2所示。

图2 溶（土）洞处理工序流程图

4 结束语

文章对广州白云（棠溪）站综合交通枢纽一体化建设工程溶（土）洞处理的关键技术和经验进行了总结，提炼出了一套岩溶强发育地质情况下大型工程溶（土）洞处理的主要处置措施及工序流程，为岩溶强发育场地大型工程的建设积累了宝贵的工程经验。