溶洞處理施工工藝

1、一、 巖溶處理施工總結(jié)1 工程概況2 溶洞發(fā)育情況3本標(biāo)段溶洞處理設(shè)計(jì)方案3.1溶土洞處理原則3.2巖溶處理的目的3.3巖溶處理的施工步驟溶土洞處理施工順序?yàn)椋喝芡炼刺幚砼c否判定溶土洞處理溶土洞處理效果檢查巖面注漿，在不需進(jìn)行溶土洞處理的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段，巖面注漿可與溶土洞的處理同時(shí)進(jìn)行。3.4溶、土洞加固處理的方法根據(jù)以上原則，對(duì)詳勘揭示的溶、土洞進(jìn)行如下加固處理：1）溶、土洞充填加固處理的原則（1）無填充溶、土洞和半填充溶、土洞對(duì)洞高大于2m且無填充或半填充溶、土洞，先進(jìn)行投（吹）砂處理，后采用注漿加固的方法；投砂處理時(shí)在原鉆孔附近（約0.6m）補(bǔ)鉆兩個(gè)200的投（吹）砂孔，兩投（吹）砂孔中心與

2、原鉆孔中心需在同一連線上，兩投（吹）砂孔可相互作為出氣孔。投（吹）砂后，注漿加固的方法見后面的全充填溶土洞的處理方法。投砂管建議采用200的PVC套管，投（吹）砂孔的大小也可由施工單位根據(jù)現(xiàn)場施工情況進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到填砂目的即可。（2）對(duì)全充填或洞高小于2m的溶、土洞，可直接進(jìn)行注漿填充。采用壓力注漿的方法進(jìn)行填充加固，注漿壓力從低到高，間歇、反復(fù)壓漿。2）注漿工藝所有注漿管采用直徑48mm的袖閥管，鉆孔需進(jìn)入洞體下巖層0.5m，由底部向上進(jìn)行溶洞加固。注漿完成后要采用水泥砂漿對(duì)注漿孔進(jìn)行封孔處理。3）注漿材料周邊孔：純水泥漿+水玻璃。雙液漿現(xiàn)場配合比試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)以初凝時(shí)間為指標(biāo)進(jìn)行控制，但應(yīng)綜合

3、考慮漿液的可泵性時(shí)間。雙液漿配比建議為水泥：水：水玻璃1：1.38：0.29（質(zhì)量比），水玻璃模數(shù)m=2.43.4（濃度Be =3040），但應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場配合比試驗(yàn)確定。中央孔：純水泥漿，水灰比建議為1：1，具體應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定。4）注漿壓力和注漿量周邊孔：以相對(duì)小壓力、多次數(shù)、較大量控制；壓力0.60.8MPa，34次，每次持續(xù)1020min。中央孔：壓力按0.81.0控制，3次，每次持續(xù)1020min。注漿擴(kuò)散半徑按照1.5m設(shè)計(jì)。5）注漿間歇時(shí)間每次間隔610小時(shí)。6）溶、土洞處理注漿孔平面布置充填處理前，先進(jìn)行溶、土洞平面范圍的試探測：以揭示到溶、土洞的鉆孔為基準(zhǔn)點(diǎn)，沿垂直隧道方向間隔

4、2.0m施做一排注漿鉆孔，以基本找到洞體邊界為止；沿隧道方向施做一排注漿鉆孔，間隔2.0m，以基本找到洞體邊界為止；然后從中心向其他方向探孔，以基本找到洞體邊界為止。若洞體為有限邊界，最外排孔未見洞，則該孔不需注漿，應(yīng)向內(nèi)收縮一孔最為邊孔，注雙液漿。7）溶、土洞處理的范圍的確定溶（土）洞充填加固處理的范圍：盾構(gòu)隧道側(cè)壁外5米，底板下10米。另外，處于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)（隧道下10m以內(nèi)）內(nèi)的溶洞均需進(jìn)行處理，包括洞體一部分位于"10線"以上、一部分位于"10m"線以下的情況。當(dāng)洞體之間的巖層厚度無法滿足"鉆孔進(jìn)入溶洞底板下0.5m"的條件時(shí)，下

5、層溶洞也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的處理。8）溶、土洞處理施工順序要點(diǎn)（1）溶、土洞處理的施工順序應(yīng)遵循：探邊界-填砂-注漿充填-注漿效果監(jiān)測。（2）注漿施工時(shí)，應(yīng)先施做止水、止?jié){帷幕，將處理范圍內(nèi)溶洞與外界洞體隔離，再處理中間區(qū)域。若在周邊孔注第一次漿時(shí)，注漿量已較多，壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，周邊孔與中央孔可交替注漿；（3）發(fā)現(xiàn)漿液流失嚴(yán)重時(shí)添加水玻璃速凝劑，以確保注漿效果；（4）中央?yún)^(qū)域注漿孔應(yīng)跳躍施工，以防止跑漿，竄漿現(xiàn)象。4.1 區(qū)間溶洞處理溶洞加固區(qū)施工順序：、鉆孔順序：以揭示到溶、土洞的鉆孔為基準(zhǔn)點(diǎn)，沿垂直隧道方案每孔間隔2m施一排注漿鉆孔，以基本找到洞體邊界為止；如果溶、土洞范圍超出隧道洞身投影以

6、外3m，則以隧道洞身投影外3m為界，沿隧道方向施做一排注漿鉆孔，每孔間隔2m，以基本找到洞體邊界為止；最后，根據(jù)基本探定的洞體邊界施做其他鉆孔。、灌漿順序：由外向內(nèi)進(jìn)行，先對(duì)溶洞邊界(加固范圍線)上的鉆孔進(jìn)行充填灌漿（雙液漿），阻斷漿液漏失通道后，再進(jìn)行中部孔灌漿，灌漿時(shí)由外向內(nèi)進(jìn)行跳孔注漿，以避免串漿。4.1.2 施工方法和步驟表41：半充填和無充填溶洞、全充填溶洞處理方法和步驟序號(hào)示意圖說明1處理方法：對(duì)于無充填、半充填、全充填土洞、溶洞，采用袖閥管注漿方法，通過雙塞芯管，分層進(jìn)行壓力注漿，使土、溶洞內(nèi)松散充填物被水泥漿壓密、滲透，形成固結(jié)體。2步驟一：1.鉆孔，取巖芯勘測，判定溶洞的大小

7、、位置、深度及充填物狀況；2.鉆孔過程中記錄各項(xiàng)參數(shù)，是否有掉鉆、漏水等異常情況發(fā)生。3.根據(jù)鉆探資料進(jìn)行分析，以確定溶洞處理方法，制定合理的充填、注漿施工參數(shù)。3步驟二：1.安裝袖閥注漿管，深度至溶洞底下0.5m。4步驟三：1.注入套殼料；3.地面以下1米注入止?jié){料。5步驟四：1.安裝雙塞注漿芯管；2.拌制水泥漿液；3.分層壓力注漿，使溶洞充填物被壓密、滲透固結(jié)。6步驟五：1.泵入清水，洗干凈袖閥管；2.安裝孔口保護(hù)裝置；3.進(jìn)行注漿質(zhì)量檢查，根據(jù)檢查結(jié)果，判定是否要進(jìn)行后備注漿；4.如注漿效果未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可再次進(jìn)行注漿。7步驟六：1.注漿質(zhì)量檢查合格后，可進(jìn)行封孔；2.封孔：管內(nèi)注入M

8、15砂漿。4.1.3 注漿孔布置鉆孔順序：以揭示到溶、土洞的鉆孔為基準(zhǔn)點(diǎn)，沿垂直隧道方案每孔間隔2m施一排注漿鉆孔，以基本找到洞體邊界為止；如果溶、土洞范圍超出隧道洞身投影以外3m，則以隧道洞身投影外3m為界，沿隧道方向施做一排注漿鉆孔，每孔間隔2m，以基本找到洞體邊界為止；最后，根據(jù)基本探定的洞體邊界施做其他鉆孔。孔深進(jìn)入洞底以下0.5m。注漿孔布置如圖42所示：4.1.4 注漿填充注漿孔采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔、套殼料封孔、袖閥管進(jìn)行注漿。1）、注漿參數(shù)根據(jù)注漿材料及地質(zhì)條件，結(jié)合類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，選用下表所示注漿參數(shù)，在施工中堅(jiān)持先試后作的原則，通過試注漿對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行修正。注漿參數(shù)見表4-3

9、。圖42： 鉆孔布置示意圖表4-3：注漿參數(shù)分類項(xiàng)目參數(shù)成孔孔距*排距2m×2m,正方形孔徑89110mm、150mm孔深溶洞底0.5m充填物充填管孔徑48mm、127mm充填料水泥漿,w:c=1:1充填料水泥漿+水玻璃, CS=10.51:1下袖閥管套殼料配合比水泥:粘土:水(重量比)=1:1.50:1.88袖閥管長度頂、底板上下0.5m為花管，頂板至地面為實(shí)管固管止?jié){液配合比水:水泥(重量比)=1:1.5注漿擴(kuò)散半徑1.5m漿液配合比單液漿：水泥漿,w:c=0.5:11:1雙液漿：水泥漿：水玻璃=10.51:1開環(huán)壓力0.3MPa注漿壓力周邊孔(雙液漿)：0.10.3MPa中央孔

10、（單液漿）：0.21.0MPa注漿次數(shù)周邊孔：14次（間歇時(shí)間610小時(shí)）中央孔：13次（間歇時(shí)間610小時(shí)）注漿速度頂?shù)捉?050L/min，其它部位3070L/min終灌標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到終漿壓力并繼續(xù)注漿10min以上注：注漿壓力暫按本表中給出的指導(dǎo)值，施工時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)情況再作調(diào)整。2）、灌漿設(shè)備的選型內(nèi)側(cè)孔采用BW-150型注漿機(jī)，設(shè)置回漿管路和溢流閥，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)注漿壓力，當(dāng)工作壓力超過設(shè)計(jì)壓力時(shí)，溢流閥會(huì)自動(dòng)開啟，油缸停止工作，起到安全保護(hù)作用。外側(cè)采用KBY-50/70型雙液注漿泵注漿。漿液攪拌采用自制的500L快速攪拌筒，轉(zhuǎn)速250r/min，制漿量為6m3/h。灌漿管采用32

11、×2.5無縫鋼管和32五層鋼絲編織膠管，工作壓力為9Mpa。3）、 施工工藝注漿施工工藝流程如圖4-4所示。1、測量放樣根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和超前鉆探資料在地表放出注漿孔孔位，并用木樁做好孔位標(biāo)識(shí)。2、鉆孔選用XY-100型鉆機(jī)，針對(duì)較軟土層采用合金鉆具回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法成孔。鉆孔過程中采用泥漿循環(huán)護(hù)壁成孔，成孔后須立即清孔；鉆孔前在齊樂路兩側(cè)每隔20m左右人工挖掘50cm寬橫向管線探槽，探明管線準(zhǔn)確位置，以防鉆機(jī)損壞管線。3、泥漿配置護(hù)壁泥漿采用膨潤土干粉造漿，配置好的泥漿儲(chǔ)存在泥漿罐內(nèi)。配置泥漿性能指標(biāo)如表4-5所示。是是否測量放樣鉆 孔安放注漿管澆注套殼料第一段注漿達(dá)到要求注第二段所有段達(dá)到

12、要求結(jié)束注漿注漿作業(yè)配置漿液監(jiān)控量測補(bǔ) 注否圖4-4 注漿施工工藝流程圖表4-5 泥漿性能指標(biāo)表性 質(zhì)比 重粘 度含砂量pH優(yōu)質(zhì)泥漿1.051.152025<4794、安設(shè)注漿管根據(jù)注漿要求，在溶、土洞頂板以上的部位用實(shí)管，在溶、土洞內(nèi)使用花管，注漿管底部加下悶蓋；將實(shí)、花管根據(jù)要求連接后，沿鉆孔下到洞底0.5m。止?jié){系統(tǒng)由皮碗式止?jié){塞、花管、寶塔頭和管堵組成，止?jié){塞必須采用雙塞系統(tǒng)，而且一套塞子只能包含一環(huán)灌漿孔。5、澆注套殼料在孔內(nèi)用套殼料填充，以防止注漿時(shí)返漿；注漿管頂部加上悶蓋，以防止雜物和鉆孔過程中的泥漿流入注漿管。套殼料配比如表4-3所示。配置好的套殼料應(yīng)有以下特性：、適宜的

13、力學(xué)特性，高強(qiáng)度的套殼料對(duì)防止?jié){液串冒是有利的，但不利于開環(huán)；低強(qiáng)度套殼料有利于開環(huán)，卻容易使?jié){液向上冒竄。、收縮性要好，凝固后不致于和袖閥管脫開。、脆性較高，以增加開環(huán)后的破碎程度。6、水泥漿漿液配置根據(jù)預(yù)配置漿液的體積，按水灰比計(jì)算出所需的普通水泥和水的用量；在攪拌機(jī)內(nèi)加入計(jì)算好的用水量（應(yīng)提前標(biāo)好畫線），邊攪拌邊加入計(jì)算好的水泥用量，攪拌均勻后倒入儲(chǔ)漿桶內(nèi)備用。7、灌漿待套殼料養(yǎng)護(hù)23d后進(jìn)行開環(huán)。開環(huán)時(shí)注水進(jìn)行試驗(yàn)，以檢查注漿管路是否正常和判斷地層的吸漿能力等，并防止堵管；灌漿量采用流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。開環(huán)時(shí)應(yīng)注意以下情況：、套殼未破壞前，泵壓隨時(shí)間而增大，流量則始終為零；、套殼破壞后，泵

14、壓驟降。這種情況下，即便開環(huán)壓力較大，也不會(huì)給受灌漿地層帶來危害；、當(dāng)繼續(xù)施加泵壓時(shí)，流量與壓力的關(guān)系接近無套殼時(shí)地層的吸漿情況，因此在較小的壓力下，就能產(chǎn)生較大的注入量。側(cè)孔注漿采用KBY-50/70型雙液注漿泵進(jìn)行注漿，內(nèi)側(cè)孔采用BW-150型注漿機(jī)注漿。、注漿方式采取后退式分段注漿工藝，即在注漿帶內(nèi)由孔底自下而上進(jìn)行注漿，每次注漿段長0.33 m，注完第一注漿段后，后退注漿芯管，進(jìn)行第二注漿段的注漿；、在芯管拔出長度大于一節(jié)管長時(shí)，停注拆取該節(jié)芯管及接頭，將接頭接在未拔出的芯管上繼續(xù)注漿，以此下去，直至完成注漿帶；、注漿過程中如需暫停注漿時(shí)，必須先將水泥漿管拿出放入清水桶中，并同時(shí)將注漿

15、芯管提升0.4m，向孔內(nèi)注清水后再停止注漿，這樣既保持管路暢通，又保證注漿不受注水影響。、注漿過程中作好注漿工作記錄表，注漿孔的注漿工作情況及注漿工序作業(yè)時(shí)間。注漿過程中隨時(shí)分析和改進(jìn)注漿作業(yè)；并且認(rèn)真記錄實(shí)際孔位、孔深、孔內(nèi)地下物、涌水等，當(dāng)與地質(zhì)報(bào)告不符時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。8、注漿順序注漿順序采取由外到內(nèi)約束-開放型方式，即先注溶、土洞最外側(cè)后注內(nèi)側(cè)，隔孔交替進(jìn)行，以控制漿液擴(kuò)散范圍，保證注漿效果。其中邊排孔限制注漿量，中排孔則灌至注漿壓力后穩(wěn)壓10min為止。當(dāng)孔內(nèi)注漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)值但注漿壓力仍無明顯上升時(shí)，停注單液漿，改注水泥漿+水玻璃雙液漿。9、施工質(zhì)量控制措施：材料要求：采用強(qiáng)度等

16、級(jí)為32.5R硅酸鹽水泥，受潮結(jié)塊不得使用。水泥等材料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)附有出廠合格證和試驗(yàn)報(bào)告。漿體配合比：漿體應(yīng)按試驗(yàn)確定的配合比，經(jīng)計(jì)量后攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆颍?yīng)在注漿過程中不停緩慢攪拌。注漿速度：洞體底部和頂部注漿速度宜為2050L/min，其它位置宜3070L/min。分段注漿：分段注漿間距為0.33m（垂直方向）。洞底注漿：應(yīng)增加注漿量，盡可能使洞體底部形成一個(gè)整體。洞頂注漿：為保證洞頂板的穩(wěn)定性，洞頂板附近注漿時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加注漿量。注漿前應(yīng)進(jìn)行有效封孔，保證分段注漿時(shí)各段之間不竄漿。10、施工注意事項(xiàng)：施工時(shí)應(yīng)采取分序孔的注漿方式，先外圍后內(nèi)部，先下后上的注漿施

17、工方法。在進(jìn)行洞底注漿時(shí)，土洞底部可能與溶洞相連，易受地下水影響，注漿時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：為了避免活動(dòng)地下水稀釋漿液或?qū){液帶走，底板注漿時(shí)適當(dāng)摻加水玻璃，控制漿液凝固時(shí)間在1020秒左右。分次注漿：為保證漿液不至于跑得太遠(yuǎn)，應(yīng)采用間歇定量分次注漿的方法。注漿施工時(shí)，應(yīng)在每一個(gè)溶、土洞洞體地表設(shè)置35個(gè)水準(zhǔn)觀測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，注漿前測定初始值，注漿過程中每隔1小時(shí)進(jìn)行一次監(jiān)測，絕不允許發(fā)生地面產(chǎn)生裂縫和抬升超過20mm的情況。一旦發(fā)現(xiàn)有地面產(chǎn)生裂縫和抬升超過20mm的趨勢，必須及時(shí)調(diào)整注漿壓力和注漿量。11、特殊情況處理(1)、灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，可按照下述原則進(jìn)行處理：應(yīng)及早恢復(fù)灌漿。否則應(yīng)立即沖洗袖閥管，而后恢復(fù)灌漿。若無法沖洗或沖洗無效，則應(yīng)進(jìn)行掃孔，而后恢復(fù)灌漿?；謴?fù)灌漿時(shí)，應(yīng)使用開灌時(shí)的水泥漿進(jìn)行灌注。如注入率與