某项目溶洞处理施工方案.docx

某项目溶洞处理施工方案.docx

《某项目溶洞处理施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某项目溶洞处理施工方案.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

某项目溶洞处理施工方案

溶

洞

处

理

施

工

方

案

目　录

一、工程概况　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２

二、溶洞补充勘察成果分析　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２

三、溶洞处理目的、处理原则及重点、处理方法及施工工艺　　　　　３

１、处理目的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３

２、处理原则及重点　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４

３、溶洞处理方法及相关要求　　　　　　　　　　　　　　　　　　４

４、注浆工艺流程　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６

５、溶洞处理的范围的确定　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８

四、溶洞处理施工顺序及施工注意事项　　　　　　　　　　　　　　８

１、施工步骤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８

２、施工注意事项　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０

五、工期安排　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０

溶洞处理施工方案

一、工程概况

草暖公园至小北站区间在里程：

YDK7+903.505～YDK8+052.610范围内，隧道穿越地石炭系灰岩地层。

根据初勘、详勘和溶洞补充勘察资料，隧道穿越区有较多溶洞。

溶洞处理场地位于广州市环市中路与解放北路交叉的东北角，即亚哥花园及花园外面环市路上和人行道上，地面标高9.17~13.49m，相对高差4.32m，微地貌属山麓斜坡堆积。

溶洞补充勘察阶段共分成5个施工小区，施工124钻孔，27个CT孔对。

本次设计是在补充勘察资料的基础上，结合CT，根据溶洞的空间分布、溶洞与隧道的位置关系、溶洞充填物的类型，提出溶洞具体的溶洞处理方案。

二、溶洞补充勘察成果分析

1、根据勘察情况，该段溶洞分布广，规模大，溶洞最大高度18.30m（D02）。

补充勘察的124个钻孔，70个钻孔揭示有溶洞或空洞，溶洞集中分布，右线：

YDK7+969.950～YDK7+974.951和YDK8+006.114～YDK8+026.113，左线：

ZDK7+948.222～ZDK7+963.221和ZDK8+002.060～ZDK8+017.062，溶洞竖向位置主要在隧道结构底部和结构底板以下，探到最深溶洞底标高为-31.44。

2、溶洞主要分于二、三、四区，占揭露到溶洞钻孔的95.7%，一区仅有1个钻孔揭露到溶洞，五区仅有2个钻孔揭露到溶洞；

3、在剖面上溶洞主要分布在标高为5.35～-31.44m范围内，其中以分布在标高为-1.40～-14.00m之间最为普遍；

4、在小于3.50m的140个溶洞中有72个无充填物，占51%；大于等于3.50m的27个溶洞中，4个为无充填物，占15%，其余均为半充填及全充填；

5、顶板厚小于3.00m为主，约占三分之二，大于3.00m约占三分之一；且裂隙发育，溶蚀强烈；

6、根据钻进过程中钻杆掉落，下落情况，是否返水，采上来的芯样特征，大致判断溶洞是否有充填物，半充填，全充填。

溶洞充填物较为复杂，主要有灰黑色流塑状淤泥，软粘土，泥炭质粘土，粉质粘土；可塑状的粘土，粉质粘土；硬塑状的粘土，粉质粘土；稍密状粉土,中密状粉土;松散状的中粗砂；稍密状的中粗砂；中密状的中粗砂；以上各类土均不同程度地含有灰岩碎块，岩屑。

三、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）确保盾构掘进期间的盾构机安全

位于隧道底的部分溶洞，其填充物为淤泥和松散的细砂，承载力很低（40~80Kpa），通过对溶洞处理，确保盾构机安全、顺利通过溶洞区，避免盾构机突陷等意外事故的发生。

2）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。

3）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，以满足地铁正常运营。

2、处理原则及重点

1）溶洞处理应结合补充钻孔、跨孔CT物探资料来进行。

2）防止盾构机突陷、明显上软下硬和永久结构后期沉降过大，处理的重点是隧道下部。

3）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。

4）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。

5）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。

6）尽量利用已有的补勘钻孔进行处理。

7）结合盾构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φ130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0.2~1.0MPa，3~4次，总注浆量控制在92立方米以内。

中央孔：

压力按0.8~2.0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6~10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20~25cm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8~12m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5~6m位置用水泥砂浆进行封孔；

（5）管线连接：

在封孔达到3~5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8~10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：

盾构隧道加固注浆加固的理论和经验值为：

B/2~5.0m，也就是3~5m，根据设计要求，取3m。

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。

四、溶洞处理施工顺序及施工注意事项

1、施工步骤

1）管线探测

该区域位于人行道及车道附近管线复杂，有光缆和煤气管道，对施工影响很大，由于管线非常重要，改迁工作相当复杂，设计对管线采取的是避开方式。

为确保施工过程中管线的安全，施工前仔细对管线进行探测，施工过程中联系管线业主单位负责人进行旁站。

2）止水帷幕施工

根据设计图纸的要求，先对四周向外扩张的溶洞进行注浆施工，形成一道止水帷幕，封住主要的水流通道，防止中间孔注浆过程中浆液四处扩散，对整个注浆量就可以进行控制。

根据设计图纸要求，左线外侧有三道止水帷幕：

B02—B03，C04—C05—C06，C08—C09—D01—D02；右线外侧两道止水帷幕：

B30—C32—C33—C34—C35—C36，D22—D23—D24—D25。

施工止水帷幕过程中，钻孔按2.5m进行加密。

具体顺序是先对原有钻孔进行注浆，注浆施工完成后再在原有钻孔中间增加新钻孔，新钻孔既能够对注浆效果进行检测，又能作注浆孔，加强止水帷幕的止水效果。

施工一个钻孔然后注浆，完成之后再进行下一个钻孔施工。

对新增加钻孔采用袖阀管注浆。

3）投砂孔施工及投砂

根据设计要求，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。

4）中间钻孔注浆；

止水帷幕施工完毕之后，进行中间孔注浆，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。

5）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，新增加钻孔深度见溶洞处理施工图纸。

6）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，指导以后盾构机的掘进施工。

7）地面恢复及退场

施工完毕后对场地内损坏结构物及地面进行恢复处理，主要是对地面进行填平，对破坏路面进行修复，对水池底板进行修复及进行防水处理，确保场地的顺利移交。

2、施工注意事项

1）严格按照设计图纸的要求进行施工，确保钻孔深度满足设计要求，钻孔施工过程中做好编录；

2）严格控制浆液配比，做好施工记录及各种签证记录；

3）严格控制注浆压力，加强地面监测，防止重要建筑物破坏；

4）切实进行分次注浆，控制好分次注浆量和间隔时间；

5）施工过程中如管道堵塞，及时进行清洗，严防堵管；

6）施工过程中