溶洞處理專項方案

1、. 目錄一 工程概況2二 施工準(zhǔn)備2三 溶洞段鉆孔施工方案33.1 片石回填33.2素混凝土回填43.3 注漿法4 機具材料的準(zhǔn)備4 注漿施工5四 溶洞段鉆孔容易出現(xiàn)的問題及解決措施6五 施工應(yīng)急處理措施65.1 施工中遇到溶土洞應(yīng)急措施65.2各種溶洞的處理措施75.3過串珠狀溶洞應(yīng)急處理措施8六 質(zhì)量保證措施96.1 施工組織管理方面的措施96.2施工技術(shù)措施9七 安全保證措施10人工費根據(jù)地質(zhì)鉆孔柱狀圖、剖面圖得出溶洞最長達18米，最高1.8米，溶洞內(nèi)基本沒有填充物質(zhì)。1 全面了解樁位地質(zhì)情況。除了原設(shè)計提供的地質(zhì)勘探報告外，施工前在有溶洞發(fā)育的地區(qū)還要進行逐樁鉆探，以便更多地掌握每個樁

2、位的地質(zhì)情況，另外還應(yīng)結(jié)合相鄰樁基的地質(zhì)鉆探情況，綜合分析以了解這一片范圍內(nèi)的地質(zhì)變化情況，并將相關(guān)地質(zhì)情況進行詳細(xì)交底。2 準(zhǔn)備相應(yīng)的鉆孔機械。樁基成孔機具主要采用旋挖鉆機。3 物資材料要儲備充分1）鋼護筒。根據(jù)地質(zhì)報告，應(yīng)儲備護筒至溶洞底口50cm左右深的鋼護筒，鋼護筒采用5mm的鋼板卷制而成，護筒內(nèi)徑比樁徑大20cm，護筒頂要高出施工水位或地下水位1.5m，并高出施工原地面0.3m。2）粘土和片石。粘土和片石按體積比按1：1配備，配備量應(yīng)根據(jù)溶洞洞深大小來計算決定，一般計算按擴散角45計算，填筑超高1m左右，但現(xiàn)場準(zhǔn)備量一般要按計算量的1.5倍儲備。3）水源準(zhǔn)備。地下庫區(qū)水源潰乏，所以現(xiàn)

3、場必須要準(zhǔn)備好充足的水源，以便在泥漿流失時迅速補漿。4 備用機械要到位當(dāng)鉆機深度接近溶洞頂部時，為了及時快速回填處理溶洞，現(xiàn)場要安排以下機械進行現(xiàn)場值班，直到溶洞處理成功為止。主要參與的工程機械有挖掘機、裝裁機、25t汽車吊機、發(fā)電機、運水車等。5 人員準(zhǔn)備當(dāng)現(xiàn)場鉆機接近溶洞頂部時，為加強協(xié)調(diào)現(xiàn)場施工，現(xiàn)場除了派遣機械操作人員值班外，還要派技術(shù)人員和主要管理人員現(xiàn)場值班，確?，F(xiàn)場施工的協(xié)調(diào)一致。三 溶洞段鉆孔施工方案3.1 片石回填1 鉆孔施工前將每樁孔位地質(zhì)情況作出交底，讓各參與施工的人員對本樁情況充分了解。2 樁基的開孔順序遵循先難后易的原則，即根據(jù)地質(zhì)鉆探報告，在小范圍采用先深后淺、先大

4、后小、先多后少的原則。3 鉆孔進深接近溶洞頂部0.5m時，應(yīng)減緩慢進尺。4 孔深離溶洞頂0.5m左右，將先準(zhǔn)備好的護筒插打到位。5 利用鉆頭將溶洞鉆穿，然后迅速補充片石、粘土和水，片石大小10-15cm為宜，片石、粘土按體積比1：1投放，同時補充水，確?？變?nèi)不塌孔，片石回填高度超出溶洞頂口高度不小于1m。6 繼續(xù)進行鉆孔，若發(fā)現(xiàn)泥漿泥失嚴(yán)重，再重復(fù)投入片石和粘土，直到將溶洞填滿，保證孔內(nèi)泥漿不滲漏。7 成孔接近溶洞底部時，繼續(xù)將護筒跟進，基本接近巖面，確保成孔安全，也確保砼澆注安全。8施工注意事項：密切注意觀察鉆機工作情況、周圍地表沉降和護筒內(nèi)水位變化，防止不正常情況發(fā)生。如發(fā)生漏漿現(xiàn)象，立即

5、處理。3.2素混凝土回填采取正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時或遇到傾斜巖面時填入低標(biāo)號混凝土，間隔一定時間后采用旋挖鉆成孔。1）混凝土標(biāo)號及配合比 混凝土可采用C20（C15、C10也可）素混凝土，為盡快提高混凝土強度，節(jié)約施工時間，應(yīng)在混凝土中摻加一定早強劑，提高素混凝土的早期強度。2）摻加方法：對于傾斜巖面，為校正孔位，回填素混凝土應(yīng)與斜巖面頂面平齊，對于溶洞處，回填頂面高于溶洞頂板50cm。3）施工注意事項：待溶洞完全填充且強度達到后方可進行樁基施工。4）主要適用范圍及優(yōu)勢：適用于中、小溶洞，有無填充物均可采用此方案。施工方法簡單，造價相對較高。3.3 注漿法注漿施工的目的是對巖溶地層

6、進行加固和堵漏樁位以滿足鉆孔樁施工條件，注漿施工的部位是樁的四周一定范圍內(nèi)具有漏漿隙或漏漿溶洞的底層。 機具材料的準(zhǔn)備 根據(jù)地質(zhì)情況選擇合適的工程地質(zhì)鉆機，施工注漿孔，每根樁補充14個地質(zhì)鉆探孔，并補充詳勘地質(zhì)資料。 選擇注漿機及相應(yīng)的注漿設(shè)備。注漿機的注漿壓力一般在0.20.7Mpa之間。 注漿物質(zhì)，一般采用強度較低的粘土水泥漿或強度較高的純水泥漿，比較而言前者分散度和親水性較好，且穩(wěn)定性大大提高；另外還可以采用灌注效果更好的丙凝漿液等化學(xué)漿液，但要考慮施工效果及經(jīng)濟比較。注漿物質(zhì)的配比由試驗確定。 其他常用設(shè)備。 注漿施工 注漿孔的布設(shè)：注漿孔一般布置在鉆孔樁中心及狀側(cè)四周一定范圍內(nèi)，當(dāng)鉆

7、探發(fā)現(xiàn)較復(fù)雜的地質(zhì)狀況或異常時，還需補充鉆孔。 確定注漿控制指標(biāo)：根據(jù)地質(zhì)情況或施工經(jīng)驗進行設(shè)計計算初步確定注漿量和注漿壓力等控制標(biāo)準(zhǔn)。 地質(zhì)鉆孔：一般采用泥漿循環(huán)鉆進，先在孔位上打入鋼護筒作為引孔，并保持一定的泥漿水頭壓力，以預(yù)防塌孔，如果在地質(zhì)松散的砂礫石層。一般采用套筒護壁，注水鉆孔，鉆進過程中一旦發(fā)現(xiàn)孔口水頭迅速下降時，則說明鉆至漏水的巖溶地層，需要進行注漿處理。 鉆孔順序，一般按先深溶洞后淺溶洞，并按每根鉆孔樁中心位置先外圍后內(nèi)側(cè)的順序進行，以利用靠內(nèi)側(cè)的孔檢驗外圍孔位的堵漏效果。鉆孔過程中，須詳細(xì)做好勘探記錄及檢測相鄰孔的注漿效果。 注漿施工一般步驟：鉆孔并觀察孔口泥漿發(fā)現(xiàn)漏漿地層

8、清洗鉆屑及孔壁的松軟料進行壓水試驗以獲得相關(guān)地層的滲透性等資料注漿。注漿施工一般采用自上而下孔口封閉分段或自上而下栓塞分段注漿法，而不采用自下而上的注漿方法，自上而下孔口封閉分段注漿法，即當(dāng)鉆至漏漿地層，封閉注漿在鉆探孔的孔口進行注漿，當(dāng)漿液終凝后繼續(xù)向下鉆進，再次發(fā)現(xiàn)漏漿的地層則重復(fù)第一次注漿的步驟，直至終孔才完成該孔注漿。這種方法的優(yōu)點是注漿時需封閉孔口，操作方便，節(jié)省時間，且滲漏地點能夠自行復(fù)灌，缺點是孔口封閉常不夠嚴(yán)密，造成漏漿或缺壓。 自上而下栓塞分段注漿方法所不同的是孔內(nèi)栓塞封堵代替直接封閉孔口，這樣堵塞更嚴(yán)密，并且能夠取得比較準(zhǔn)確的壓水資料，使用何種方法一般需要達到的效果進行選擇

9、。注漿結(jié)束前，用最大灌漿壓力閉漿30min左右。四 溶洞段鉆孔容易出現(xiàn)的問題及解決措施1 部分地質(zhì)鉆孔情況與實際有出入。由于地下溶洞形狀千奇百態(tài)，根據(jù)地質(zhì)鉆孔只能宏觀判斷溶洞的大概情況，往往施工過程中會出現(xiàn)提早鉆穿溶洞現(xiàn)象。為避免這種情況發(fā)生，要求鉆孔施工人員不但熟悉地質(zhì)鉆探報告，還要在施工過程中全面掌握現(xiàn)場動態(tài)，特別是出現(xiàn)塌孔時要慢速鉆進，同時其它準(zhǔn)備工作要準(zhǔn)備充分。2 卡鉆多數(shù)情況是溶洞頂口口徑?jīng)]有鉆圓，也可能有探頭石的情況。一般采用慢慢調(diào)整鉆進速速，提出鉆頭，再回填片石后緩慢鉆進。3 斜孔多數(shù)情況是溶洞底板面不平，導(dǎo)致鉆頭斜鉆。解決這種斜孔的方法是回填片石，也可以用水下混凝土進行封底澆注

10、，待強度達80%后再用緩慢鉆進，再次鉆進過程中要加強觀測，確保施工成功。五 施工應(yīng)急處理措施5.1 施工中遇到溶土洞應(yīng)急措施在施工中可能遇到未知的溶土洞，當(dāng)鉆穿破溶，孔內(nèi)的泥漿速度流失，造成砂層段孔壁內(nèi)外壓力失穩(wěn)而溜坍，嚴(yán)重時可引起地面塌陷。技術(shù)人員及鉆機充分掌握地質(zhì)情況，每個孔的地質(zhì)資料都發(fā)給相關(guān)人員，讓其充分了解溶洞的位置，大小等，做到?jīng)_孔時心中有數(shù)。在現(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)備足夠的小片石（直徑10-15cm）和粘土，粘土要做成泥球（15-20cm），同時組織足夠的水源。在施工過程中配備一臺裝載機，司機隨時候命。根據(jù)鉆孔進尺情況，結(jié)合孔樁所處的地質(zhì)描述圖、判斷出孔底位置是否是進入巖層，在1-1.5m范圍

11、內(nèi)緩慢進尺。在入巖后要有專人觀測護筒內(nèi)泥漿面的變化，根據(jù)鉆孔的進尺情況，如果進尺由慢突然變快，或泥漿面突然下降，這時說明擊穿了溶洞，當(dāng)遇到溶洞漏漿時，迅速鏟起片石和粘土填孔，同時集中水泵往孔內(nèi)大量補水。應(yīng)迅速補水和改變鉆進速度以防止卡鉆。如果此時出現(xiàn)斜孔，則采用塊石和粘土對斜孔部位全部回填，重新鉆孔。在溶洞內(nèi)鉆進時，根據(jù)填充物的不同，要采取不同的鉆進方法。當(dāng)充填物為軟弱粘性土或淤泥時，應(yīng)向孔內(nèi)投入粘土、片石混合物（比例1：1），沖鉆固壁；當(dāng)為砂層、卵石層時還應(yīng)提高泥漿的粘度和相對密度。只有當(dāng)泥漿漏失現(xiàn)象全部消失后才轉(zhuǎn)入正常鉆進。如此反復(fù)使鉆孔順利穿過溶洞。5.2各種溶洞的處理措施1）小型溶洞（

12、高度小于1m）或多層溶洞，可采用注漿加固的方法，通過對照地質(zhì)柱狀圖，對樁穿過的溶洞進行填充和加固。為防止?jié){液流失太遠造成浪費，應(yīng)先注入漿液與沙子（或碎石）初步達到膠結(jié)后再注漿，循環(huán)注漿多次，直至達到規(guī)定的注漿量和注漿壓力控制值為止。注漿完成后，應(yīng)在樁基范圍取芯檢驗填充效果，待溶洞完全填充且強度達到要求后方可進行樁基施工。2）較小溶洞（溶洞高度小于3m），可采用片石回填的方法。樁基施工時，采用正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時，反復(fù)投入黃土和片石，利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入溶洞和巖溶裂隙中，還可摻入水泥、燒堿和鋸末，以增大孔壁的自穩(wěn)能力。3）中、小溶洞，可采用素混凝土回填的方法。樁基施工時，采

13、用正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時或遇到傾斜巖面時填入低標(biāo)號混凝土，間隔一定時間后采用沖擊鉆成孔。重新成孔前應(yīng)在樁基范圍取芯檢驗填充效果，待溶洞完全填充且強度達到要求后方可進行樁基施工。4）對于較大溶洞、連通溶洞需要夯實回填，處理后的承載力不小于周邊地層承載力。施工方應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料，結(jié)合現(xiàn)場超前勘探情況，編制樁基溶洞處理專項施工方案，并報建設(shè)單位批準(zhǔn)后方可實施。5）如果遇到多層溶洞，先對溶洞大小和是否為串珠狀溶洞進行判定，如為串珠狀溶洞，且漏水，則直接采用鋼護筒通過，如不存在這種情況，則采取向溶洞內(nèi)直接充填片石和粘土，泥漿護壁通過。6）對于遇到特大型溶洞或半充填的溶洞，且溶洞上方有較厚的沙層

14、時，先向孔內(nèi)回灌濃泥漿，同時拋填塊石和粘土球，采用緩慢鉆砸固壁，直至漏漿現(xiàn)象消失。如果出現(xiàn)一下鉆破溶土洞頂板，泥漿突然間流失，引起整個孔坍塌嚴(yán)重，則迅速提起鉆頭，要求人員馬上離開鉆機，待不再坍塌后，對整個孔進行回填處理，先進行預(yù)處理后，重新成孔。5.3過串珠狀溶洞應(yīng)急處理措施根據(jù)現(xiàn)場成孔深度和超前地質(zhì)鉆孔的資料相對比，以及結(jié)合鉆桿鉆進速度判斷出孔樁接近溶洞頂部巖層時，提起鉆頭、鉆桿，移開旋挖鉆機，回填片石粘土后重新采用旋挖機鉆孔。用旋挖機鉆孔時，要求緩慢進尺。當(dāng)鉆穿過溶洞頂部時要緩慢進尺，鉆頭不明顯受阻礙，說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的。在施工現(xiàn)場準(zhǔn)備足夠的粘土和塊石，同時制備大量的泥漿。根據(jù)

15、超前鉆探得的串珠狀溶洞頂標(biāo)高反算出地面至第一個溶洞頂?shù)纳疃龋鶕?jù)此溶洞與鉆進深度相比較可知是否到達溶洞頂部，裝載機和小推車就位，密切注意泥漿面變化，一旦穿通溶洞后，提起鉆桿，向孔內(nèi)回灌泥漿，向孔內(nèi)回填片石和粘土，如果不發(fā)生塌陷，則用鉆機鉆孔洞內(nèi)孤石和突石，對洞底部斜巖面進行鉆進，以保證鋼護筒順利下放。過第二個溶洞按過第一個溶洞的方法過進行。注意事項：(1)過每層溶洞頂薄巖層時要采用緩慢進尺，防止一下把巖層擊穿后引起鋼護筒脫落下沉，嚴(yán)重時引起地面塌陷。(2)沖破巖層后，要及時提起鉆桿，防止塌孔引起卡鉆。(3)在溶洞內(nèi)采用低速鉆進，以防止卡鉆，同時清理洞內(nèi)的突石，夯平溶洞底部斜巖面，以保證鋼護筒在

16、下放時不會產(chǎn)生較大的偏斜。六 質(zhì)量保證措施6.1 施工組織管理方面的措施 對施工人員進行技術(shù)培訓(xùn)，制定相應(yīng)的規(guī)章制度，使施工人員有章可循，強化組織指揮，建立必要的獎懲制度。6.2施工技術(shù)措施 溶洞地質(zhì)同一般地質(zhì)相比較，其特點表現(xiàn)在它的非均質(zhì)性和非密實性，反映在鉆孔施工中的形式為：A空隙漏漿造成塌孔；B難以形成符合設(shè)計樁徑的標(biāo)準(zhǔn)圓孔；C水下砼灌注流失無法估量，容易造成斷樁。（1）漏漿、坍孔的技術(shù)對策 要求司鉆人員隨時對照地質(zhì)鉆探資料檢查孔內(nèi)水頭高度、泥漿稠度和鉆頭負(fù)荷是否正常。 長護筒跟進。 進行散拋填。將堅硬片石、粘土及水泥作成混合物，視漏漿程度反復(fù)拋填沖擊。（2）偏孔的技術(shù)對策 溶溝、溶槽、

17、巖面起伏不平。在鉆孔穿過覆蓋層或溶洞填充物接觸溶洞頂板時，鉆孔速度會明顯降低，主繩擺動大，遇此情況應(yīng)馬上提出鉆頭，拋入堅硬片石、碎石和塊狀黃土，以小沖程沖擊，待沖到原位后第二次拋入相同配備的混合物以大沖程沖擊，反復(fù)進行，直到不偏孔為止。 溶洞側(cè)壁侵入孔徑。以加入大塊片石為主，并適當(dāng)降低泥漿比重，回填后以小沖程鉆進，鉆頭平穩(wěn)后再加大沖程造孔。（3）卡鉆的技術(shù)對策 司鉆人員隨時觀察鉆機負(fù)荷和主繩擺動情況，發(fā)現(xiàn)卡鉆征兆及時提起鉆頭進行拋填處理。 在距溶洞頂板以上30-50cm處改變鉆孔沖程和沖擊次數(shù)，采用慢打輕擊，進入溶洞后反復(fù)拋填片石、黃土及水泥。 改變鉆頭形式。在原十字形鉆頭上焊圈，把十字形連接

18、起來，使之減慢鉆進速度，一次成孔并圓順。（4）掉鉆的技術(shù)對策 鉆頭龍門與鉆體區(qū)段間加工成圓弧過渡，防止斷面尺寸突變，形成薄弱部位引起應(yīng)力集中而斷裂。 在鉆孔過程中要經(jīng)常檢查鉆具、鋼絲繩、鉆頭直徑磨損程度，發(fā)現(xiàn)超限應(yīng)及時更換。（5）樁底嵌入巖層深度的保證措施 鉆頭應(yīng)用優(yōu)質(zhì)45號鑄鋼制造，幾何形狀要能避免鑄造時產(chǎn)生熱拉應(yīng)力和使用時應(yīng)力集中現(xiàn)象，現(xiàn)場補焊以履帶板、鋼軌頭做補焊材料，用鑄鋼焊條堆焊，施焊部位先預(yù)熱，由技術(shù)嫻熟的電焊工施焊，確保補焊質(zhì)量。 鉆孔各階段應(yīng)采用不同的泥漿比重及粘度。 清孔前將水泥、鋸末、燒堿、黃土混合物拋入孔內(nèi)沖擊60分鐘，使泥漿比重達到1.6以上，這對減少更換鉆頭、補焊次數(shù)，提高成孔速度極為有利。七 安全保證措施(1)旋挖鉆機施工時，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，確定處理方案；技術(shù)人員及沖孔作業(yè)人員應(yīng)充分掌握地質(zhì)情況，每個施工段的地質(zhì)資料都發(fā)給相關(guān)人員，讓其充分