[发明专利]岩溶地层中盾构隧道沿线溶洞填充注浆量确定方法

说明书

本发明提供了一种岩溶地层中盾构隧道沿线溶洞填充注浆量确定方法，包括：第一步、施工现场地质勘测；第二步、根据地质钻孔的钻探结果，确定隧道沿线溶洞的分布情况；第三步、确定溶洞分布规律的分形参数；第四步、根据分形参数确定溶洞体积，并根据现场注浆量确定溶洞注浆量系数，确定现场区域溶洞注浆量。本发明克服了现有方法中测量施工作业困难且耗时长、无法确定区域内溶洞体积的缺点，给出具体确定方法与步骤，实现岩溶地层中盾构隧道沿线溶洞注浆量的确定。

技术领域

本发明涉及的是一种地下工程技术领域的方法，具体是一种岩溶地层中盾构隧道沿线溶洞填充注浆量确定方法。

背景技术

随着我国地下工程建设的不断发展，大量的高速铁路、城际铁路、城市轨道交通正在修建，其中有许多隧道工程需要在岩溶地层中施工。盾构法是常用的隧道施工方法。在上覆砂土与粉质粘土的覆盖型岩溶地层中进行盾构法隧道施工时会产生很多施工事故与地质灾害：地面冒浆事故、天坑塌陷灾害、盾尾注浆流失或失效造成过度沉降等工程事故等。在盾构法施工前需要将隧道附近区域的溶洞处理。目前溶洞处理方法是通过注单液水泥浆或双液水泥水玻璃浆来填充溶洞，该方法已成功用于工程实践。关于溶洞处理技术的研究很多，而由于溶洞因分布分散、形状各异，关于溶洞处理过程中所需注浆量确定的研究还是很少。因此，有必要提出岩溶地层中盾构隧道沿线溶洞注浆量的确定方法。该难题涉及两方面：(1)溶洞体积的预估，(2)溶洞体积和溶洞注浆量的比例关系。

对现有的技术文献进行检索后发现一项相关专利的申请，中国发明专利申请号为85101252，发明名称：确定空洞，主要是地下空洞如溶洞、地洞、洞穴、通道及其他类似空洞容积的方法。该专利虽然提出了地下空洞容积的确定方法，但是该专利需要采用液体或气体体积充满地下空洞的空间，通过测量液体或气体体积变化产生的压力变化来确定地下空间的体积。对于地铁隧道周围形状不规则、数量很多的溶洞体积的情况，需要耗费大量的液体及其存储设备，产生很大的测试费用，难于在现场进行有效测试，更难于预测，不适用于对区域内的溶洞体积的确定，从而很难确定溶洞体积与溶洞注浆量的比例关系。

发明内容

针对现有方法中的缺陷，本发明的目的是提供一种岩溶地层中盾构隧道沿线溶洞填充注浆量确定方法，该方法克服了现有方法中测量施工作业困难且耗时长、无法确定区域内溶洞体积的缺点，给出具体确定方法与步骤，实现岩溶地层中盾构隧道沿线溶洞注浆量的确定。

为了实现以上目的，本发明提供一种岩溶地层中盾构隧道沿线溶洞填充注浆量确定方法，所述方法包括如下步骤：

第一步、施工现场地质勘测，确定本区域是否分布覆盖型岩溶，若确定有覆盖型岩溶进行第二步；

第二步、根据地质钻孔的钻探结果，确定隧道沿线溶洞的分布情况；

第三步、确定溶洞分布规律的分形参数；

根据溶洞的分布情况，绘制以高度h的自然对数lnh为横坐标、大于该高度的溶洞个数N的自然对数lnN为纵坐标的关系图，确定溶洞体积确定模型的截距常数C_i和斜率常数D_i；

第四步、根据分形参数确定溶洞体积，并根据现场注浆量确定溶洞注浆量系数，确定现场区域溶洞注浆量。

优选地，所述第一步，具体步骤如下：

1)通过钻孔取土的方法对需要加固的区域进行土层划分，随后获取施工现场土样进行室内常规土工试验，得到施工现场土层划分信息和地质信息，并绘制土层的物理力学性质图；

2)在探测区域内进行地质钻探，钻孔沿探测区域均匀分布，钻孔深度根据所需探测深度确定；

3)根据1)、2)结果，确定本区域是否分布覆盖型岩溶。