溶洞处理技术交底1

1、长沙市轨道交通3号线一期工程土建施工项目SG-1标段技术交底(溶洞处理施工)长沙市政中铁一局长沙市轨道交通3号线一期工程SG-1标联合体项目经理部 2015年5月8日技术交底技术交底书表格编号1310项目名称中铁一局集团有限公司长沙市轨道交通3号线一期工程1标项目经理部第 页共 页交底编号工程名称长沙市轨道交通3号线一期工程土建施工项目SG-1标段设计文件图号施工部位溶洞处理施工交底日期2015年5月8日技术交底内容：一、工程概况站后折返线设计起点里程为右CK5+022.500,终点里程为右CK5+331.000，外包总长为308.50m，标准段宽20.85m，结构高9.21m。折返线主要为地

2、下单层单柱双跨和三跨箱型混凝土结构，所处地面坡度较大，小里程端低，大里程端高，两端覆土厚度分别为3.00m、5.80m，折返线采用明挖法施工。主体结构采用钢筋混凝土箱型结构，围护结构采用800mm厚地下连续墙，主体设全外包防水层。根据详勘及补勘资料显示站后折返线YDK5+020.700YDK5+050.000段、YDK5+195.400YDK5+289.500段为灰岩发育区有岩溶发育，溶洞处理前，先进行溶平面范围试探测，摸清其规模后进行吹砂夹石、注浆处理。灰岩区域连续墙施工之前，应进行超前地质钻探，以查明围护结构或基底隐伏岩溶。每幅墙上钻两孔探察，以确定是否有空洞及岩溶情况，如有空洞应立刻处理

3、，钻孔深度为地下连续墙底深2m。（具体参数详见后附表格）二、岩溶加固目的（1）满足永久结构的承载力、变形。（2）降低施工期间突水事件发生的机率。（3）降低新生溶（土）洞对车站结构稳定性的不利影响。（4）减小围护结构在施工时产生坍塌的风险。（5）预防未查明的溶洞、岩溶通道在基坑开挖时的突、涌水对基坑及周边建、构筑物的破坏。三、岩溶加固原则位于结构底板以下10m范围以内、围护结构地下连续墙墙底下2m及内外3m内的岩土面为界限，凡侵入结构底板以下10m内、围护结构地下连续墙墙底下2m及内外3m内为高风险区，反之为低风险区。 1、高风险区的岩溶处理采用地面上加固的方法，低风险区不进行岩溶处理，但低风险

4、区的土洞均需处理。 2、若底板以下全部为完整中风化灰岩地段，则底板以下8m范围为高风险区。 3、场地内围护结构施工前，应进行超前地质钻探，以查明围护结构或基坑隐伏岩溶的范围。本站以围护结构外放3m为界，如岩溶发展超过3m界，不再外探岩溶边界，该距基坑边3m平行基坑进行止浆帷幕施工。在基坑范围内的溶洞必须找出溶洞大小和高度。 4、溶洞处理钻孔要钻到溶洞底部，由底部向上进行溶洞加固，岩面注浆孔要进入岩面0.5m后开始注浆。 5、溶洞处理利用加密注浆孔进行。6、重点对基坑一定范围内的溶（土）洞充填物进行处理。四、施工范围溶（土）洞处理前，先进行溶（土）洞平面范围的试探测，尽可能摸清其规模，如探出溶洞

5、规模及数量与图纸相差较大时，应及时与现场负责人联系，以便通知监理、业主及设计人员到场确认。无特殊情况下，参照本交底及岩溶处理专册图纸处理施工中发现的溶（土）洞。1、探孔范围凡侵入高风险区（结构底板以下10m范围以内、围护结构地下连续墙墙底下2m及内外3m内）及结构底板下卧地层及厚度不满足上述岩溶加固原则第2条的溶洞均需处理；低风险区的土洞均需处理；上述原则有交叉处，按照较深的深度进行处理。低风险区不进行岩溶处理，但低风险区的土洞均需处理。（1）岩溶处理范围剖面图2、施工方法溶洞处理施工可分为两步：充填压密、灌浆。溶洞灌浆采用袖阀管注浆加固法，袖阀管采用48PVC管，袖阀管下到溶洞底面，在溶洞段

6、的管壁上钻6300花眼作为出浆孔，外包橡皮箍作为单向阀。对于高度02m的溶洞，把送浆管直接连通袖阀管，对溶洞内的充填物进行压力注浆；对于高度2m以上的溶洞，在袖阀管内下入双塞芯管，对溶洞内的充填物分层进行压力注浆，分层厚度为0.51.0m。3、充填材料、灌浆参数的选择钻孔平面布置间距为2m；钻孔直径：一般灌浆孔直径为90mm ；灌浆材料：采用32.5级普通硅酸盐水泥；对于溶洞水有流动性时，溶洞周边孔注双液浆，中部孔注单液浆。袖阀管套壳料：水泥：粘土：水1：1.5：1.88（重量比）；固管料为单液水泥浆，配比为：水：水泥1：1.5；袖阀管注浆的浆液配比：水泥：水0.5：11：1，先稀浆后稠浆。注

7、浆速度：3070L/min；注浆压力0.41.2Mpa，注浆压力从0.4Mpa逐步提高，达到注浆终压1.2MPa并继续注浆10min以上。注浆扩散半径设计为1.5m。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=2.43.4，浓度Be=3040。注浆孔布置：钻孔间距2.0m×2.0m，对于有管线和建筑物的地方施作斜孔。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。4、试探测方

8、法及顺序以揭示到溶洞或土洞的钻孔为基准点，沿垂直于线路方向每孔间隔2m施一排注浆钻孔，以基本找到洞体边界为止；如果溶、土洞范围超出车站围护结构边线以外3m，则以车站围护结构边线以外3m为界，沿线路方向施做一排注浆钻孔，每孔间隔2m以基本找到洞体边界为止；最后，根据基本探定的洞体边界施做其他钻孔。对已探明的溶（土）洞根据其大小，按2x2m的间距布置钻孔，溶（土）洞处理先对周边钻孔注双液浆，双液浆间隔注射，使溶（土）洞边界形成止浆墙，然后在止浆墙内注射单液浆进行溶洞处理。对于灰岩发育而详勘未揭示到岩溶的区域，按5x5m的间距布置钻探孔，若发现新溶洞，钻孔间距加密至2x2m布置，同时钻探孔兼做注浆孔

9、，并选择数个洞顶处钻孔兼做排气孔，排气孔每洞至少一个，间距不超过4m。单个溶洞加固区施工顺序：（1）钻孔顺序：先钻中心孔，由内向外逐步扩大钻孔探查范围。（2）灌浆顺序：由外向内进行，先对溶洞边界（加固范围线）上的钻孔进行充填灌双液浆，阻断浆液漏失通道后，再逐步加密灌浆孔，进行溶洞区中部的灌浆压密。（3）当探查发现有未充填或半充填（大体积）溶洞，需要进行投料充填的，原钻孔进行扩孔钻进，直径200，作为石料孔。原则上单个溶洞范围内的多个石料孔都完成充填后，再进行压力灌浆。（4）每个钻孔完成后，随即安装袖阀灌浆管；5、各类型溶洞处理施工方法对于处理范围内的溶洞，被充填情况可分为全充填、半充填及未充填

10、三种类型。溶洞处理的方法是静压化学灌浆法、回填砂及碎石等施工方法。（1）全充填溶洞处理通过高压注浆（灌浆）加固，使充填物被压渍、劈裂、挤压、水化、置换等物理充填和化学充填，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。灌浆采用袖阀管（PVC花管）注浆加固法。袖阀管采用48mmPVC管，袖阀管下到溶洞底面，在溶洞段的管壁上钻花眼6300作为出浆孔，外包橡皮箍作为单向阀。在袖阀管内插入双塞芯管，对溶洞内的充填物分层进行压力注浆，分层厚度为0.51.0m。（2）半填充和未填充溶洞处理采用吹砂夹石+静压化学灌浆的方法。对于洞高大于2m的半填充和无充填的溶洞，若探明的溶洞边界跨越

11、处理边界范围线，则先采用200PVC套管沿处理边界范围线施作一排注浆孔，注双液浆或加速凝剂控制边界，待外侧止浆帷幕施工完毕后，再进行内部吹砂夹石、静压灌浆处理；若探明的溶洞边界均位于处理边界范围内，则直接进行内部吹砂夹石、静压灌浆处理。内部处理时，选择探到有溶洞的钻孔，放入钢套管并固定，将注砂管（采用喷射混凝土用的黑皮胶管）放至溶洞上，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，压力稳定时，即可停止。或采用石料孔充填，钻大直径钻孔下入钢套管护壁，然后直接从孔口投入小石料充填溶洞。对于小于2m的溶洞直接灌入水泥浆进行回填，其处理工艺与全填充溶洞处理工艺相同

12、。六、施工工艺流程及操作要点1、施工工艺流程图袖阀管注浆施工工艺流程图2、袖阀管注浆施工方法（1）钻孔成孔设备和钻进方法的选择：地面注浆选用XY-100型钻机，针对较软土层采用合金钻具回转钻进方法成孔；针对硬土层和破碎岩层采用风动潜孔锤冲击钻进，该钻机重量轻，利于迁移，并有较高的钻进效率。钻机安装：底座水平，机身稳固可靠。调整钻机高度，立轴对正孔位，将钻具放入孔口管内，使孔口管、立轴和钻杆在一条直线上，用罗盘、水平尺和辅助线检测立轴方向和倾斜角度。钻孔护壁：采用优质稀泥浆护壁。当砂层较厚、孔内塌孔时，用108mm套管护孔，待孔内注入套壳料并下入袖阀管后，才将108mm套管提出孔外。（2）安装袖

13、阀管、浇注套壳料及固管止浆钻孔至设计深度并采用清水洗孔后，立即将套壳料通过钻杆泵送至孔底，自下而上灌注套壳料至孔口溢出符合浓度要求的原浆液为止。依次下入按注浆段配备的袖阀花管和芯管，下管时及时向管内加入清水，克服孔内浮力，顺畅下入至孔底。灌入封闭泥浆（即套壳料）套壳料一般以膨润土为主，水泥为辅组成，主要用于封闭袖阀管与钻孔孔壁之间的环状空间，防止灌浆时浆液到处流窜，在橡胶套和止浆塞的作用下，迫使在灌浆段范围内挤破套壳料（即开环）而进入地层。套壳料浇注的好坏是保证注浆是保证注浆成功与否的关键，它要求既能在一定的压力下，压开填料进行横向注浆，又能在高压注浆时，阻止浆液沿孔壁或管壁流出地表。套壳料要

14、求其脆性较高，收缩性要小，力学强度适宜，即要防止串浆又要兼顾开环。套壳料采用粘土和水泥配制，配比范围为水泥：粘土：水=1:1.5:1.88，浆液比重约为1.5，漏斗粘度24-26s；实际施工时应通过多组室内及现场试验，选取最佳配比。根据工程中的要求，套壳料凝固时间和强度增长速率应控制在2-5d内可灌浆。套壳用量（m3）=1.3××R（钻孔半径2-袖阀管半径2）×H注浆段高度。套壳料浇注方法：成孔后，将钻杆下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注浆段。固管止浆：在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管，在孔口上部2米孔段压入止浆固管料，直至孔口返止浓浆

15、为止。止浆固管料采用速凝水泥浆，水:水泥=1：1.5。可采用水玻璃或氯化钙作速凝剂。3、待凝要待孔口段止浆料凝固后才能灌浆。待凝时间控制在25天以内。4、开环灌浆（1）开环：灌浆的前期阶段，使用稀浆（或清水）加压开环。在加压过程中，一旦出现压力突降，进浆量剧增，表示已经“开环”。开环后即按设计配比开始正式注浆。（2）灌浆：采用双栓塞芯管进行灌浆。根据各组注浆参数表要求，从孔底自下而上进行注浆，每排孔眼作为一个灌浆段，其段长为100cm。（3）浆液采用32.5普通硅酸盐水泥，注浆时按先灌入稀浆后灌入浓浆的原则逐渐调整水灰比。开环压力为0.35mpa左右，具体数值根据现场实验调整。单液水泥浆注浆压

16、力为0.41.2Mpa，注浆压力从0.4Mpa逐步提高，达到注浆终压1.2Mpa并继续注浆10min以上。对于溶洞水有流动时，周边孔应在浆液中加入速凝剂或采用水泥水玻璃双液浆。（4）注浆次序：由外向内进行，先对溶洞边界（加固范围线）上的钻孔进行充填灌双液浆，阻断浆液漏失通道后，再逐步加密灌浆孔，进行溶洞区中部的灌浆压密。5、终灌标准：应少量多次，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。6、后备注浆措施每孔注完浆后，用20水管插入袖阀管内，泵入清水把袖阀管内残留水泥浆冲洗干净

17、，以备复注。浆管口用胶布封上，以备在以后开挖过程中，地面出现沉降时，进行重复注浆。七、特殊情况处理1 、灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗袖阀管，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆，恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。2、灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理：（1）低压浓浆限流限量间歇灌浆；（2）浆液中

18、掺加速凝剂，或采取双液注浆；3、灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌注。4、灌浆过程中，发现冒浆，漏浆，应根据具体情况采用嵌缝，表面封堵低压浓浆限流限量间歇灌浆等方法进行处理。5、成孔过程中遇到大溶洞发生塌孔：（1）如果在施工中遇到大溶洞后，如果塌孔不严重，回填片石+粘土块混合料。（2）如有整个孔坍塌，待坍塌稳定后，用粘土回填孔内至地表，压实后进行溶洞预处理，处理方法与溶洞处理方法相同。溶洞预处理完后，再重新进行造孔。6、溶洞注浆时严重跑浆（1）如果在由下注到上部时，发现注浆压力没有变化或由大变小，注浆一段时间后压力上不来，且注浆量远远大于计算量，则可以判断为该溶洞为开放性溶洞。（2）重新对溶洞边界进行探测，确定边界后，在周边再采用双液浆（水泥浆+水玻璃浆液，1：0.51：1）注一道止水帷幕，止水帷幕采用间歇、分次压浆，间歇时间610小时，分14次压浆。（3）施工止水帷幕后，再进行由外向内进行跳孔注浆。八、灌浆质量保证措施严格执行公司制定的技术管理制度和技术岗位制度，加强全面质量管理，建立健全全面质量检查监督机制和施工过