溶洞处理施工工艺

1、一、 岩溶处理施工总结1 工程概况2 溶洞发育情况3本标段溶洞处理设计方案3.1溶土洞处理原则3.2岩溶处理的目的3.3岩溶处理的施工步骤溶土洞处理施工顺序为：溶土洞处理与否判定溶土洞处理溶土洞处理效果检查岩面注浆，在不需进行溶土洞处理的高风险区段，岩面注浆可与溶土洞的处理同时进行。3.4溶、土洞加固处理的方法根据以上原则，对详勘揭示的溶、土洞进行如下加固处理：1）溶、土洞充填加固处理的原则（1）无填充溶、土洞和半填充溶、土洞对洞高大于2m且无填充或半填充溶、土洞，先进行投（吹）砂处理，后采用注浆加固的方法；投砂处理时在原钻孔附近（约0.6m）补钻两个200的投（吹）砂孔，两投（吹）砂孔中心与

2、原钻孔中心需在同一连线上，两投（吹）砂孔可相互作为出气孔。投（吹）砂后，注浆加固的方法见后面的全充填溶土洞的处理方法。投砂管建议采用200的PVC套管，投（吹）砂孔的大小也可由施工单位根据现场施工情况进行调整，达到填砂目的即可。（2）对全充填或洞高小于2m的溶、土洞，可直接进行注浆填充。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。2）注浆工艺所有注浆管采用直径48mm的袖阀管，钻孔需进入洞体下岩层0.5m，由底部向上进行溶洞加固。注浆完成后要采用水泥砂浆对注浆孔进行封孔处理。3）注浆材料周边孔：纯水泥浆+水玻璃。双液浆现场配合比试验时，应以初凝时间为指标进行控制，但应综合

3、考虑浆液的可泵性时间。双液浆配比建议为水泥：水：水玻璃1：1.38：0.29（质量比），水玻璃模数m=2.43.4（浓度Be =3040），但应进行现场配合比试验确定。中央孔：纯水泥浆，水灰比建议为1：1，具体应根据现场试验确定。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0.60.8MPa，34次，每次持续1020min。中央孔：压力按0.81.0控制，3次，每次持续1020min。注浆扩散半径按照1.5m设计。5）注浆间歇时间每次间隔610小时。6）溶、土洞处理注浆孔平面布置充填处理前，先进行溶、土洞平面范围的试探测：以揭示到溶、土洞的钻孔为基准点，沿垂直隧道方向间隔

4、2.0m施做一排注浆钻孔，以基本找到洞体边界为止；沿隧道方向施做一排注浆钻孔，间隔2.0m，以基本找到洞体边界为止；然后从中心向其他方向探孔，以基本找到洞体边界为止。若洞体为有限边界，最外排孔未见洞，则该孔不需注浆，应向内收缩一孔最为边孔，注双液浆。7）溶、土洞处理的范围的确定溶（土）洞充填加固处理的范围：盾构隧道侧壁外5米，底板下10米。另外，处于高风险区（隧道下10m以内）内的溶洞均需进行处理，包括洞体一部分位于"10线"以上、一部分位于"10m"线以下的情况。当洞体之间的岩层厚度无法满足"钻孔进入溶洞底板下0.5m"的条件时，下

5、层溶洞也应进行相应的处理。8）溶、土洞处理施工顺序要点（1）溶、土洞处理的施工顺序应遵循：探边界-填砂-注浆充填-注浆效果监测。（2）注浆施工时，应先施做止水、止浆帷幕，将处理范围内溶洞与外界洞体隔离，再处理中间区域。若在周边孔注第一次浆时，注浆量已较多，压力达不到设计要求时，周边孔与中央孔可交替注浆；（3）发现浆液流失严重时添加水玻璃速凝剂，以确保注浆效果；（4）中央区域注浆孔应跳跃施工，以防止跑浆，窜浆现象。4.1 区间溶洞处理溶洞加固区施工顺序：、钻孔顺序：以揭示到溶、土洞的钻孔为基准点，沿垂直隧道方案每孔间隔2m施一排注浆钻孔，以基本找到洞体边界为止；如果溶、土洞范围超出隧道洞身投影以

6、外3m，则以隧道洞身投影外3m为界，沿隧道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。、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浆（双液浆），阻断浆液漏失通道后，再进行中部孔灌浆，灌浆时由外向内进行跳孔注浆，以避免串浆。4.1.2 施工方法和步骤表41：半充填和无充填溶洞、全充填溶洞处理方法和步骤序号示意图说明1处理方法：对于无充填、半充填、全充填土洞、溶洞，采用袖阀管注浆方法，通过双塞芯管，分层进行压力注浆，使土、溶洞内松散充填物被水泥浆压密、渗透，形成固结体。2步骤一：1.钻孔，取岩芯勘测，判定溶洞的大小

7、、位置、深度及充填物状况；2.钻孔过程中记录各项参数，是否有掉钻、漏水等异常情况发生。3.根据钻探资料进行分析，以确定溶洞处理方法，制定合理的充填、注浆施工参数。3步骤二：1.安装袖阀注浆管，深度至溶洞底下0.5m。4步骤三：1.注入套壳料；3.地面以下1米注入止浆料。5步骤四：1.安装双塞注浆芯管；2.拌制水泥浆液；3.分层压力注浆，使溶洞充填物被压密、渗透固结。6步骤五：1.泵入清水，洗干净袖阀管；2.安装孔口保护装置；3.进行注浆质量检查，根据检查结果，判定是否要进行后备注浆；4.如注浆效果未达到设计要求，可再次进行注浆。7步骤六：1.注浆质量检查合格后，可进行封孔；2.封孔：管内注入M

8、15砂浆。4.1.3 注浆孔布置钻孔顺序：以揭示到溶、土洞的钻孔为基准点，沿垂直隧道方案每孔间隔2m施一排注浆钻孔，以基本找到洞体边界为止；如果溶、土洞范围超出隧道洞身投影以外3m，则以隧道洞身投影外3m为界，沿隧道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。孔深进入洞底以下0.5m。注浆孔布置如图42所示：4.1.4 注浆填充注浆孔采用地质钻机成孔、套壳料封孔、袖阀管进行注浆。1）、注浆参数根据注浆材料及地质条件，结合类似工程的施工经验，选用下表所示注浆参数，在施工中坚持先试后作的原则，通过试注浆对各项参数进行修正。注浆参数见表4-3

9、。图42： 钻孔布置示意图表4-3：注浆参数分类项目参数成孔孔距*排距2m×2m,正方形孔径89110mm、150mm孔深溶洞底0.5m充填物充填管孔径48mm、127mm充填料水泥浆,w:c=1:1充填料水泥浆+水玻璃, CS=10.51:1下袖阀管套壳料配合比水泥:粘土:水(重量比)=1:1.50:1.88袖阀管长度顶、底板上下0.5m为花管，顶板至地面为实管固管止浆液配合比水:水泥(重量比)=1:1.5注浆扩散半径1.5m浆液配合比单液浆：水泥浆,w:c=0.5:11:1双液浆：水泥浆：水玻璃=10.51:1开环压力0.3MPa注浆压力周边孔(双液浆)：0.10.3MPa中央孔

10、（单液浆）：0.21.0MPa注浆次数周边孔：14次（间歇时间610小时）中央孔：13次（间歇时间610小时）注浆速度顶底界2050L/min，其它部位3070L/min终灌标准达到终浆压力并继续注浆10min以上注：注浆压力暂按本表中给出的指导值，施工时可根据现场试验情况再作调整。2）、灌浆设备的选型内侧孔采用BW-150型注浆机，设置回浆管路和溢流阀，在设计范围内可调节注浆压力，当工作压力超过设计压力时，溢流阀会自动开启，油缸停止工作，起到安全保护作用。外侧采用KBY-50/70型双液注浆泵注浆。浆液搅拌采用自制的500L快速搅拌筒，转速250r/min，制浆量为6m3/h。灌浆管采用32

11、×2.5无缝钢管和32五层钢丝编织胶管，工作压力为9Mpa。3）、 施工工艺注浆施工工艺流程如图4-4所示。1、测量放样根据设计图纸和超前钻探资料在地表放出注浆孔孔位，并用木桩做好孔位标识。2、钻孔选用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。钻孔过程中采用泥浆循环护壁成孔，成孔后须立即清孔；钻孔前在齐乐路两侧每隔20m左右人工挖掘50cm宽横向管线探槽，探明管线准确位置，以防钻机损坏管线。3、泥浆配置护壁泥浆采用膨润土干粉造浆，配置好的泥浆储存在泥浆罐内。配置泥浆性能指标如表4-5所示。是是否测量放样钻 孔安放注浆管浇注套壳料第一段注浆达到要求注第二段所有段达到

12、要求结束注浆注浆作业配置浆液监控量测补 注否图4-4 注浆施工工艺流程图表4-5 泥浆性能指标表性 质比 重粘 度含砂量pH优质泥浆1.051.152025<4794、安设注浆管根据注浆要求，在溶、土洞顶板以上的部位用实管，在溶、土洞内使用花管，注浆管底部加下闷盖；将实、花管根据要求连接后，沿钻孔下到洞底0.5m。止浆系统由皮碗式止浆塞、花管、宝塔头和管堵组成，止浆塞必须采用双塞系统，而且一套塞子只能包含一环灌浆孔。5、浇注套壳料在孔内用套壳料填充，以防止注浆时返浆；注浆管顶部加上闷盖，以防止杂物和钻孔过程中的泥浆流入注浆管。套壳料配比如表4-3所示。配置好的套壳料应有以下特性：、适宜的

13、力学特性，高强度的套壳料对防止浆液串冒是有利的，但不利于开环；低强度套壳料有利于开环，却容易使浆液向上冒窜。、收缩性要好，凝固后不致于和袖阀管脱开。、脆性较高，以增加开环后的破碎程度。6、水泥浆浆液配置根据预配置浆液的体积，按水灰比计算出所需的普通水泥和水的用量；在搅拌机内加入计算好的用水量（应提前标好画线），边搅拌边加入计算好的水泥用量，搅拌均匀后倒入储浆桶内备用。7、灌浆待套壳料养护23d后进行开环。开环时注水进行试验，以检查注浆管路是否正常和判断地层的吸浆能力等，并防止堵管；灌浆量采用流量计进行计量。开环时应注意以下情况：、套壳未破坏前，泵压随时间而增大，流量则始终为零；、套壳破坏后，泵

14、压骤降。这种情况下，即便开环压力较大，也不会给受灌浆地层带来危害；、当继续施加泵压时，流量与压力的关系接近无套壳时地层的吸浆情况，因此在较小的压力下，就能产生较大的注入量。侧孔注浆采用KBY-50/70型双液注浆泵进行注浆，内侧孔采用BW-150型注浆机注浆。、注浆方式采取后退式分段注浆工艺，即在注浆带内由孔底自下而上进行注浆，每次注浆段长0.33 m，注完第一注浆段后，后退注浆芯管，进行第二注浆段的注浆；、在芯管拔出长度大于一节管长时，停注拆取该节芯管及接头，将接头接在未拔出的芯管上继续注浆，以此下去，直至完成注浆带；、注浆过程中如需暂停注浆时，必须先将水泥浆管拿出放入清水桶中，并同时将注浆

15、芯管提升0.4m，向孔内注清水后再停止注浆，这样既保持管路畅通，又保证注浆不受注水影响。、注浆过程中作好注浆工作记录表，注浆孔的注浆工作情况及注浆工序作业时间。注浆过程中随时分析和改进注浆作业；并且认真记录实际孔位、孔深、孔内地下物、涌水等，当与地质报告不符时，应采取补救措施。8、注浆顺序注浆顺序采取由外到内约束-开放型方式，即先注溶、土洞最外侧后注内侧，隔孔交替进行，以控制浆液扩散范围，保证注浆效果。其中边排孔限制注浆量，中排孔则灌至注浆压力后稳压10min为止。当孔内注浆量已达到设计值但注浆压力仍无明显上升时，停注单液浆，改注水泥浆+水玻璃双液浆。9、施工质量控制措施：材料要求：采用强度等

16、级为32.5R硅酸盐水泥，受潮结块不得使用。水泥等材料的各项技术指标应符合现行国家标准，并应附有出厂合格证和试验报告。浆体配合比：浆体应按试验确定的配合比，经计量后搅拌机充分搅拌均匀，并应在注浆过程中不停缓慢搅拌。注浆速度：洞体底部和顶部注浆速度宜为2050L/min，其它位置宜3070L/min。分段注浆：分段注浆间距为0.33m（垂直方向）。洞底注浆：应增加注浆量，尽可能使洞体底部形成一个整体。洞顶注浆：为保证洞顶板的稳定性，洞顶板附近注浆时应适当增加注浆量。注浆前应进行有效封孔，保证分段注浆时各段之间不窜浆。10、施工注意事项：施工时应采取分序孔的注浆方式，先外围后内部，先下后上的注浆施

17、工方法。在进行洞底注浆时，土洞底部可能与溶洞相连，易受地下水影响，注浆时应注意以下几点：为了避免活动地下水稀释浆液或将浆液带走，底板注浆时适当掺加水玻璃，控制浆液凝固时间在1020秒左右。分次注浆：为保证浆液不至于跑得太远，应采用间歇定量分次注浆的方法。注浆施工时，应在每一个溶、土洞洞体地表设置35个水准观测点进行监测，注浆前测定初始值，注浆过程中每隔1小时进行一次监测，绝不允许发生地面产生裂缝和抬升超过20mm的情况。一旦发现有地面产生裂缝和抬升超过20mm的趋势，必须及时调整注浆压力和注浆量。11、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，应使用开灌时的水泥浆进行灌注。如注入率与