溶洞处理施工方案.doc

新建贵阳至广州铁路GGTJ-6标溶洞处理方案中铁十二局集团贵广铁路第四项目部二九年四月溶洞处理施工方案一、溶洞处理目的、处理原则及重点、处理方法及施工工艺1、处理目的1）防止地表塌陷和过大沉降位于隧道顶的部分溶洞，其填充物为淤泥、砂层和粘土，而隧道道底为中、微风化石灰岩，是典型的上软下硬地层。不少溶洞呈串珠状分布于位于隧道工作面范围，由于溶洞夹板为岩层，难以形成土压平衡掘进模式。通过处理，使隧道顶的地层和工作面土体能保持稳定，防止拱顶坍塌，工作面土体流失，减少地表沉降。2）满足永久隧道结构的承载力、变形、防水要求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，以满足铁路的正常运营。2、处理原则及重点1）主要针对填充物为淤泥、松散砂层、软塑状泥炭质粘土和粉质粘土的溶洞。2）注浆加固的次序：应考虑地下水的影响，确保注浆效果，减少注浆损失。3）针对不同的溶洞形式（空洞、填充物的力学指标不同）采取不同的措施。4）尽量利用已有的补勘钻孔进行处理。5）结合施工特点和工程需要，注浆加固效果的检测重点以加固体强度控制为主。3、溶洞处理方法及相关要求根据每个钻孔溶洞的情况，对不同的溶洞采取不同的处理方法。 1）无填充溶洞和半填充溶洞处理方法对大于2m以上的无填充溶洞和半填充溶洞，先采用填砂处理，后采用注浆加固的方法。填砂处理的方法是在原钻孔附近（约0.6m）补钻一个130的投砂孔。注浆加固的方法与见后面的全填充处理方法。共有7个大于2m的无填充溶洞。对小于2m的无填充溶洞和半填充溶洞，可采用注浆填充。 2）全填充溶洞处理方法采用压力注浆的方法进行填充加固，注浆压力从低到高，间歇、反复压浆；采用以下注浆方式：（1）花管注浆：隧道两侧已埋设花管的钻探孔（2）PVC袖阀管注浆：溶洞填充均匀，加固位置可控性强，主要是新增加钻孔和隧道中间钻探孔。3）注浆材料周边孔：纯水泥浆+水玻璃；中央孔：纯水泥浆。4）注浆压力和注浆量周边孔：以相对小压力、多次数、较大量控制；压力0.21.0MPa，34次，总注浆量控制在92立方米以内。中央孔：压力按0.82.0控制，3次，总注浆量控制58立方米左右。5）注浆间歇时间每次间隔610小时。6）注浆终止标准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。4、注浆工艺流程1) 花管注浆工艺流程（1）预钻孔：在确定要注浆的位置上用工程钻机钻孔至预定深度； （2） 制作花管：在25PVC塑料管上按间隔约2025cm的距离对开两个直径5mm的小孔，上下两排孔的位置相互垂直；在小孔外面包上三层防水胶布；（3）下花管：在已完成的钻孔中下入已制作好的花管，距孔口约812m以上则接上未钻孔的PVC管； （4）封孔：在下好PVC管的钻孔中距孔口56m位置用水泥砂浆进行封孔； （5）管线连接：在封孔达到35天龄期后，将注浆压力管与花管进行连接；（6）制浆：按设计规定的水灰比制备水泥浆液；（7）注浆：启动注浆泵，压送清水，在此过程中压力逐步提高，直到冲开封胶压力回落后，泵送水泥浆液，一直注浆到设计所规定的压力并稳定为止；在此过程中可视需要或设计规定进行间歇注浆，直至符合设计要求为止。（8）做好注浆过程中各项记录：注浆时间、注浆压力、水泥用量、水灰比、注浆过程出现的特殊情况等；（9）注浆达到设计要求后，清洗管路及花管，拆除注浆管，进行下一孔的注浆。2）袖阀管注浆工艺流程（1）预钻孔：在确定要注浆的位置上用工程钻机钻孔至预定深度；（2）清孔：在已完成的钻孔中用浓泥浆进行清孔，排除粗颗粒渣土；（3）下套壳料：按设计的配合比配制好套壳料，并从孔底往上灌注套壳料至到孔口；（4）制作袖阀管：在直径50mm的PVC塑料管上按间隔35cm的距离开810个直径5mm的小孔，开孔范围长约5-8cm，各小孔的位置相互错开；在开小孔约10cm长的外面套上一层约3mm厚的橡胶膨胀圈（即袖阀），两端用防水胶布密封；（袖阀管市面上一般有成品卖，规格因厂家而异）（5）下袖阀管：在下完套壳料的钻孔中下入已制作好的袖阀管；（6）管线连接：在套壳料达到一定龄期后（约3-7天），在袖阀管内下入注浆器，注浆器的中间约20cm长开槽孔，在其上下各带有止浆塞，将注浆压力管与袖阀管内的注浆器进行连接；（7）制浆：按设计规定的水灰比制备水泥浆液；（8）开环注浆：将注浆器下至需要注浆的孔段，启动注浆泵，压送清水，在此过程中压力逐步提高，直到冲开橡胶袖阀及所对应位置的套壳，压力回落后，泵送水泥浆液，一直注浆到设计所规定的压力并稳定为止；在此过程中可视需要或设计规定进行间歇注浆，直至符合设计要求为止。（9）连续开环注浆：根据设计要求，上下移动注浆管，在需要注浆的各部位依照上述第8点的做法逐步开环注浆，直到完成所有孔段的注浆；（10）做好注浆过程中各项记录：开环位置、注浆时间、注浆压力、水泥用量、水灰比、注浆过程出现的特殊情况等；（11）注浆达到设计要求后，清洗管路及袖阀管，拆除注浆管，进行下一孔的注浆。5、溶洞处理的范围的确定1）隧道顶部溶洞位于隧道顶部时：隧道加固注浆加固的理论和经验值为：B/25.0m，也就是35m。2）隧道洞身溶洞位于隧道身时：隧道洞身和周边3m：3）隧道底部溶洞位于隧道底时：防止盾构沉陷和差异沉降：隧底5m，主要针对淤泥、软塑和松散砂层。二、溶洞处理施工顺序及施工注意事项1、施工步骤1）投砂孔施工及投砂对大于2m的未充填、半充填溶洞要进行投砂处理。投砂孔与原有溶洞钻孔间距0.6m。2）中间钻孔注浆；注浆采用跳孔施工。为保证注浆有序进行，对溶洞采用分区注浆。对每一个分区进行统一管理，原有注浆孔注浆完毕之后再进行补充钻孔施工，也可以防止串浆。3）新增加钻孔施工及注浆新增加钻孔既能够对原有钻孔的注浆效果做一个很好的检测，又能对影响较大的溶洞做一个补充处理。根据溶洞的情况。4）检测溶洞处理施工完毕之后，对处理区内进行抽水试验，根据抽水试验的结果，指导以后的掘进施工。2、施工注意事项1）确保钻孔深度满足要求，钻孔施工过程