溶洞顶板注浆加固施工方案

溶洞顶板注浆加固施工方案我从事路基工程施工快十年了，这次在南方某山区高速的填方标段施工时，碰到了一处影响路基稳定性的隐伏中型溶洞，溶洞顶板刚好位于路基填筑的承重范围内，厚度不均且裂隙发育，直接填筑肯定会留下后期沉降塌陷的隐患。我们项目部技术组结合现场实际探测数据，反复讨论修改后形成了这套溶洞顶板注浆加固施工方案，以下是完整内容。1工程概况明确现场实际情况是制定方案的基础，我们前期已经通过地质补勘和人工探洞核对了所有数据，具体情况如下。1.1项目背景本次需要加固的溶洞位于高速公路左幅填方段范围内，该段设计填方高度约12米，设计要求路基基底承载力不低于180kPa。该区域属于岩溶发育区，前期初步勘察只发现了岩溶异常，补勘后才明确了溶洞的具体范围和形态，必须对溶洞顶板进行加固处理才能进行后续填方施工。说实在的，我碰到过不少类似的项目，之前有同行图省事没处理彻底，通车没几年就出现了路基沉陷，返工花了好几倍的成本，我们从一开始就打定主意，必须把活做扎实。1.2溶洞及顶板现状这个溶洞整体沿路基横向发育，长约28米，宽约15米，溶洞内部空腔高度最高约4.2米，最低处不足1.8米。溶洞顶板为原生石灰岩，长期受岩溶侵蚀，裂隙发育十分不均匀，整体完整性差：靠近溶洞中心的位置顶板最薄，厚度只有1.8米，靠近边缘和原岩结合的位置最厚也只有5米，顶板内部还存在3条宽度超过10厘米的隐伏裂隙，我们现场做了承载力试验，最薄弱位置的承载力只有不到100kPa，远达不到设计要求，必须通过注浆填充裂隙、加固顶板，同时填充部分溶洞空腔，提高顶板的整体稳定性。2编制依据本方案不是照搬规范套出来的，所有参数都结合了现场实际情况，主要编制依据如下：2.1标准规范与设计文件包括本项目的地质勘察补勘报告、路基工程设计图纸，以及现行的公路路基施工技术规范、岩溶地区公路路基施工技术规范、建筑注浆加固技术规程等行业标准，所有工艺都符合规范的强制要求。2.2现场实际数据与经验总结除了设计文件，我们还结合了人工探洞实际测量得到的溶洞尺寸、顶板裂隙分布数据，以及我们之前在相邻标段做类似岩溶加固的施工经验，对规范要求的参数做了调整，更适配本项目溶洞的实际情况。3施工准备施工准备做不充分，开工之后肯定乱，我们把所有准备工作都落到了实处，具体安排如下：3.1技术准备首先我们组织全体技术人员和施工班组班组长，一起到现场核对了溶洞的实际范围，用全站仪放出了所有注浆孔的点位，每个点位都用钢筋加红漆做了明显标记，防止钻孔打错位置。然后我们做了全员技术交底和安全交底，我交底的时候不爱拿着稿子念，会把之前碰到的注浆不到位引发事故的例子讲给工人听，让大家真的重视起来，不是走个过场签个字，所有参与施工的人员都明确了自己的职责和要注意的细节。3.2人员准备我们安排项目技术负责人1名，全程负责技术把控和问题协调；现场施工员2名，24小时轮班盯在现场，记录每一个孔的施工数据；专职安全员1名，专门负责现场安全巡查；注浆班组8人，钻机班组4人，所有工人都有至少3年以上岩溶加固施工经验，没有用生手，避免操作失误出问题。3.3机械设备与材料准备设备方面我们准备了3台地质钻机、2台高压注浆泵、2个大容量搅拌桶，另外配好了经过校准的压力记录仪和流量计，开工前所有设备都做了全面检修，易损件都换了新的，防止施工中途掉链子耽误事。材料方面我们用的是合格的P.O42.5硅酸盐水泥，掺加15%的一级粉煤灰改善浆液和易性，所有材料都提前送到第三方机构检测，质量合格才进场，我一直觉得，注浆是埋在地下的活，材料不合格出了问题挖都挖不出来，绝对不能为了省钱省料砸了招牌。3.4现场准备我们提前修通了到施工区域的施工便道，接好了施工用水用电，在施工区域周边挖好了排水沟，防止下雨积水影响施工。水泥仓库搭在离施工点不远的高地上，做好了防雨防水，溶洞入口周边也提前清理了杂物，预留了应急疏散通道，保证出事的时候能快速撤人。4主要施工工艺这是整个方案的核心部分，我们按工艺流程一步步明确了要求，所有参数都是试注之后调整确定的，具体如下：4.1注浆孔布置我们采用梅花形布置注浆孔，整体孔间距为1.5米×1.5米，溶洞边缘区域的孔间距缩小到1.2米，因为边缘是顶板和原岩的结合面，裂隙多容易漏浆，密一点能保证加固效果。最外围我们还布置了一圈帷幕注浆孔，先注外围再注中间，把整个加固范围围起来，防止浆液跑到溶洞外面去，浪费材料还达不到加固效果。这个布置我们改了三次，一开始想定2米的间距，后来想到顶板这么薄，裂隙又多，密一点保险，多花不了多少料，总比后期返工强。4.2钻孔施工钻孔我们要求用干钻或者弱水洗钻，不能用大水量冲，防止本来就松散的顶板被水冲垮，钻孔过程中每钻进1米就记录一次岩性，碰到空腔的时候马上标记深度，终孔要求必须钻入溶洞底板以下不小于50厘米，保证浆液能填满整个空腔，不会留下空隙。钻完孔之后清理干净孔口的岩渣，下注浆管，注浆管底部要放到孔底，孔口用早强水泥浆封固，防止注浆的时候孔口漏浆。4.3注浆参数控制我们用的是水泥粉煤灰混合浆，水灰比控制在0.8:1到1:1之间，粉煤灰掺量是水泥重量的15%，这个配比的浆液流动性好，能填满细小的裂隙，结石后的强度也能满足要求。注浆压力我们控制在0.3MPa到0.5MPa之间，这个压力是我们试注的时候调出来的，一开始用0.6MPa，结果中心位置的顶板出现了轻微冒浆，差点把薄的地方顶裂，降了压力之后就正常了，压力太大容易顶破顶板，太小又注不进深部裂隙，这个区间刚好适合我们这个项目的顶板情况。4.4注浆顺序我们严格要求按先外围帷幕孔、后内部加固孔，先孔底后孔口的顺序注浆，也就是先把外围的空隙注满凝固，形成一道止浆帷幕，再注里面的孔，每个孔注浆的时候从孔底开始往上注，边注浆边慢慢拔管，保证整个孔从下到上都注满，不会留下空隙。很多新手图快，先注中间再注外围，结果浆液全顺着裂隙跑到溶洞外面去了，我们之前吃过这个亏，所以顺序绝对不能乱。4.5特殊情况处理施工中难免碰到特殊情况，我们提前定好了处理方法：如果注浆的时候压力突然下降，一直不上升，说明浆液跑远了，就暂停注浆，等1小时左右让已经注进去的浆液初步凝固，再降低压力浓浆注浆，必要的时候掺少量速凝剂；如果孔口冒浆，就用棉絮或者水泥袋堵住孔口，降低注浆压力缓慢注，还是不行就停半小时再注；如果吸浆量一直很大，注了好几个小时都没达到压力要求，就采用间歇注浆，注半小时停半小时，反复几次让浆液逐步堵住跑浆通道，实在不行就往孔里填少量细砂再继续注，这些都是我们摸出来的老办法，好用也省钱。4.6注浆结束标准每个孔注浆的时候，当注浆压力升到设定的0.5MPa，并且吸浆量小于每分钟5升之后，再稳定压力15分钟，就可以结束这个孔的注浆。拔管之后用浓水泥浆把孔填满捣实，孔口抹平，做好封孔。5质量检查与验收我们分过程检查和完工验收两步，每一步都卡严，具体要求如下：5.1过程质量检查钻孔的时候每钻完一个孔，我们都要检查孔深、孔径和孔位，偏差超过要求的重新钻，注浆的时候每一锅浆液都要测水灰比，每10分钟记录一次注浆压力和吸浆量，我每天都要泡在现场翻一遍记录，不对的地方当场整改，我这个人就是有点啰嗦，但是这种隐蔽工程，就是得多盯才能不出错。5.2完工验收注浆全部结束之后，我们等半个月让浆液完全凝固，先用地质雷达对整个加固区域做全范围扫描，看看有没有未填充的空隙，然后随机钻3个检查孔取芯，观察浆液填充结石的情况，再做顶板承载力试验，承载力达到180kPa以上才算合格，不合格的区域马上补注，直到符合要求为止。6安全与文明施工保障我们一直把安全放在第一位，不仅要对工程质量负责，也要对现场干活的工人负责，具体要求如下：6.1安全保障现场所有工人必须戴安全帽、穿反光背心，钻机开工前必须支垫稳定，防止倾倒伤人。我们安排了安全员每半小时观察一次顶板的变化，只要发现有掉块、裂缝扩大的情况，马上喊全员撤人，排查处理没问题了再复工，有一次我们探洞的时候发现一小块顶板掉渣，我们马上全部撤出来，架了临时支撑确认安全才继续，工人出来干活都不容易，我们得对人家的安全负责。另外现场用电都按要求接，电箱都装了漏电保护，雨天和大雾天就停止施工，绝不冒险。6.2文明施工现场的水泥袋、废钻杆这些杂物都集中堆放，定期清理，不随便乱扔，注浆的时候冒出来的多余浆液都收集到沉淀坑里，绝不随便流到周边的农田里，完工之后我们会把现场清理平整，恢复原来的植被，不给当地老乡留烂摊子。7应急预案我们提前准备了方木、临时支撑、对讲机、急救包等应急物资，都放在现场入口附近，万一发生顶板坍塌异常，现场施工员马上吹哨组织工人按预定疏散路线撤到安全区域，然后第一时间清点人数，有受伤的马上安排送医，再对危险区域做封闭围挡，防止无关人员进去，然后技术组重新勘察现场，调整方案之后再继续施工。