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1、武广客专线第一项目队第一分队作业指导书文件编号施工-004版 号穿越溶洞钻孔作业指导书页 码第 1 页共 7 页1. 目的：指导穿越溶洞地层钻孔桩的钻孔作业。2. 适应范围：适用于本标段所有穿越溶洞地层的钻孔桩的钻孔施工3. 岩溶分类: 根据地质钻探报告，桥墩位处岩溶可大致分为以下几种类型。 按层次可分为单层溶洞和串珠状溶洞；按溶洞内充填物情况可分为含填充、半填充和无填充三种；按溶洞大小及规模可分为小型溶洞，一般溶洞，大型溶洞和特大型溶洞。这里将溶洞按最后一种分法分类如表3-1示：4 溶洞处理方案4.1 地质超前钻探 所有桩基必须全部钻探，详细记录地质状况、溶洞深度，高度、填充物类型等，记录完
2、整，记录方法如表4.1-1示。技术人员、钻机操作人员充分掌握地质资料情况，各个孔位的地质形状图单独列出，发给有关人员，让他们知道溶洞的位置、大小和充填情况。对相邻两孔地质钻探资料提示的裂土层变化大的区域，应增加地质钻孔，并采用工程物探手段。使钻探与工程物探相结合，做到多种方法相互印证，排除假象。4.2一般溶洞处理 全充填溶洞普遍存在在漏水或半漏水现象，为防范钻孔时泥浆突然流失，需要对溶洞填充层作注浆处理。 溶洞注浆应从溶洞底层向上逐次进行，多层溶洞应从下层向上层进行。一般采用压注纯水泥浆的方法，利用浆体的流动性，在压力作用下，充满空间及裂隙。开启注浆泵进行注浆，控制注浆量，当注浆压力达到0.1
3、0.2MPa时，上拔注浆管，继续注浆，直至结束；注浆结束后，清洗注浆设备，防止残留浆液凝固，堵塞钻杆。编 制复 核日 期 年 月 日武广客专线第一项目队第一分队作业指导书文件编号施工-004版 号穿越溶洞钻孔作业指导书页 码第 2 页共 7 页类别溶洞特征充填物情况典型溶洞列举小型溶洞单层洞高小于2m，全填充，漏水或半漏水小型溶槽、溶沟、小裂隙等粉砂、硬塑或软塑状粘土一般溶洞洞高小于2m的半填充溶洞或25m的全填充溶洞，二层以下为状溶洞粉砂、硬塑或软塑状粘土大型溶洞二层以上串珠状有充填溶洞；5m以上全充填溶洞。粉砂、硬塑或软塑状粘土特大型溶洞大型溶洞，多层串珠状已充填或充填物差的溶洞。溶洞的规
4、模覆盖到相邻桩位或更大。无填充或填充物为流朔状表3-1溶洞分法分类表4.1-1岩溶发育情况一览表墩（台）号及桩号地质孔编 号地质状况溶洞深度填充物类型 溶洞高度顶板厚度顶板岩性记录： 复核： 日期：编 制复 核日 期 年 月 日武广客专线第一项目队第一分队作业指导书文件编号施工-004版 号穿越溶洞钻孔作业指导书页 码第 3 页共 7 页溶洞注浆设备采用 3SNS高压注浆泵，水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥。溶洞注浆工艺如下：根据地质情况在每一根桩的中心位置钻注浆孔。钻注浆孔也是对地质情况的进一步勘探，通过取芯探明溶洞的高度及填充物的详细情况。用注浆泵注浆，注浆压力控制在0.10.2MPa范围
5、，注浆速度810/min，渗透最小直径保证3.0m，以保证冲钻成孔时溶洞内有足够的固结体。注浆时注浆管必须插入填充物的底部，然后边注浆边缓慢上提，提管速度不宜太快，根据注浆速度确定，应使渗透半径控制在允许范围内。浆液选用水泥浆，水泥浆配合比为水水泥=0.81.0。若需用水泥砂浆，则配合比采用水水泥砂=110.8，需要用双液浆时，水玻璃的含量根据现场试验确定。单花管注浆，管头花管段长度为100cm，孔眼直径和间距根据现场试孔后确定，注浆管外径为70mm，比钢套管内径要小。注浆时，通过注浆泵上的PQ仪分析确定注浆的速度和结束时间，压入量根据渗透半径、固结体积来计算，公式为=R2(1-)。式中，R为
6、渗透半径;H为溶洞高度;为填充物的孔隙率;为超灌系数;为地区性经验系数;、为充填率与充填系数，。 这些参数和系数可根据现场试验确定。为防止浆液流失太远造成浪费，采用间歇注浆方式，间歇时间6h时，使得先注入的浆液与砂子(或碎石)初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定最小注浆量和注浆压力控制值为止。注完一个孔后，继续对其余孔进行注浆，后注浆的孔洞压力必须调高，最后封孔。溶洞处理完毕后，通过物检、取芯或连通试验来检测处理效果。 注浆的主要参数如下： 注浆压力：0.10.2MPa 注浆流速：810L/min浆液配比：水泥：水=0.8（0.6）：1主要注浆设备：注浆泵 3SNS水泥搅拌机 VB
7、3注浆管 75mm 无缝钢管相关连接件，仪表，仪器等。编 制复 核日 期 年 月 日武广客专线第一项目队第一分队作业指导书文件编号施工-004版 号穿越溶洞钻孔作业指导书页 码第 4 页共 7 页注浆过程中出现下列情况之一，进行间歇反复注浆：注浆孔揭露较大的空溶洞，自流注浆2m3后，孔底没有明显抬升；浆液漏失严重一次性连续注浆2m3后，注浆速率不减或压力不升高；注浆压力突然降低（含突然为零）或速率突然升高；当流量较大时，液面可以上升至孔口，但停止注浆液面又迅速下降且下降速率较大，反复注浆几次浆面没有抬升；注浆环境发现异常情况。为了保证注浆压力或注浆过程的连续性，加压注浆前进行必要的封孔措施。浆
8、体的加固范围半径应不小于3m，初次进行注浆试验可在桩中心以外2倍桩径处 探孔取芯检验注浆的加固效果，若效果不好，则需加大注浆压力或增加注浆孔。 对于半填充溶洞，注浆效果不明显或计算的压浆量过大时，则需先向溶洞内充砂，再注浆，方法是：在孔内插入钢套筒并固定，将注砂管与钢套管连接，在注浆前压砂。依据成桩直径，计算堆积体的体积，公式如下： V=3.14/3H（d+4）2+（d+4H+4）2+（d+4）（d+4H+4） 式中：d钻孔桩直径 H溶洞容洞高度将干砂用压风机压入孔内，为防止洞内风压阻止流砂，利用其它孔作为减压孔，待达到注浆的填充体积，压力稳定时，即可停止。然后按上述方法在堆积体内压浆固结。注
9、浆完成后，不得立即进行钻孔作业，一般等7天后，浆体达到一定强度方可开钻。4.3大型溶洞处理大型溶洞注浆处理方法同一般溶洞，对于较大的溶洞， 需要灌入碎石或G5砼，此时，必须要给一个直径不小于30cm的大孔。放入钢套管并固定。钢管上置碎石（砼）料斗，碎石粒径不大于20cm， 投料时振动钢管，防止堵塞。采用坍落大、具有良好的流动性的砼，并适当掺入早强剂。砼灌注采用间歇式，间歇时间控制在6人左右，将下层砼初凝灌注泥砼。如此反复，直至将整个溶洞充填满,达到一定强度后才可钻孔。对于浅埋的大型溶洞由于其发展规模大，严重影响上层地基的稳定性，钻孔时，因钻机对地层的扰动，极宜引起地面塌陷，发生安全事故。因此浅
10、埋溶洞的处理要高度重视。地质勘深中发现发育规模较大的浅埋溶洞，应增加地质探孔，摸清溶洞的覆盖面积，溶洞内注浆范围要加大，保证钻机在作业过程中地基表面的稳定。编 制复 核日 期 年 月 日武广客专线第一项目队第一分队作业指导书文件编号施工-004版 号穿越溶洞钻孔作业指导书页 码第 5 页共 7 页岩溶地层中钻孔桩施工，严禁在其附近抽取地下水，否则极易造成地面塌陷，发生安全事故。对于地表水及施工中的作业废水，也应通过地面水沟及时排走，避免从作业范围内的土层中渗入地下，也易引起地表沉降，危及生产安全。4.4特大型溶洞处理特大型溶洞具有发育规模大、层数多、溶洞内充填物性能差、地下水丰富等特征，一般用
11、填砂、灌混凝土或注浆难以解决，加之上层覆盖层为较厚的砂土液化层，在这种情况下，常规的施工工艺极难完成成孔作业，需采用多重套筒跟进法施工。对于特大型溶洞的处理，应遵循以确保施工安全为前提，增加地质超前钻探，摸清溶洞的发育规模是至关重要的，此外，钻孔作业过程中，应准备好充足的抢险物资，以备不测。套筒跟进的施工步骤：步骤1：预埋比桩径大40cm的钢护筒，长度46m。步骤2：采用比桩径大20cm的钻头钻孔，至岩层顶面。采用膨润土护壁。步骤3：用100t沉拔桩机辅助下沉比桩径大20cm的护筒至岩面。在护筒与基岩交接处浇筑与桩基同标号混凝土，封闭护筒与基岩间的间隙，混凝土浇注厚度为12m。在护筒之间压注水
12、泥浆使护筒外围空隙密实。步骤4：待混凝土在到设计强度后，采用常规溶洞区域桩基础施工方法进行成孔施工，溶洞顶板的击穿采用短进尺。溶洞击穿后，提出钻头，振动下沉护筒穿过溶洞在护筒与基岩交接处浇筑与桩基同标号混凝土，达到强度后继续钻进。步骤5：钻至下层小型溶洞顶，停止钻进，用地质钻钻一小孔，对下层溶洞进行压浆处理。步骤6：溶洞内填充固结后，继续钻进至基岩，完成钻孔采用套筒跟进法施工，费用昂贵，而且影响了成孔工效，是在其它方法难以完成的情况才采用的一种措施。实施中，应仔细研究地质勘察报告及补勘报告，确定哪些桩孔采用此法，并尽可能提前开工。5 钻孔作业5.1 钻孔前的准备工作在钻孔前，应从实际出发，以地
13、质勘察报告为准，本着先易后难的原则，先施工无溶洞或只有单只小溶洞的桩孔，等基本模。岩溶地层钻孔作业前应做好如上准备工作：1）技术人员及钻机机组人员充分掌握地质资料情况。每个孔位的地质柱状图都单独列出，并做到钻机长、现场施工员、现场施工负责人人手一份，编 制复 核日 期 年 月 日武广客专线第一项目队第一分队作业指导书文件编号施工-004版 号穿越溶洞钻孔作业指导书页 码第 6 页共 7 页让他们知道溶洞的大小、位置、充填情况、顶板厚度、是否有易塌孔地层等，没有的不准开钻。2）根据地质钻探资料和填充情况，为每根桩设计出相应的地表加固、溶洞处理方案、成孔方法及施工方案。3）准备足够的小片石、狗头石
14、（直径1020 CM）和粘土，粘土要做成泥球（1525CM）。4）准备充足的袋装水泥和水源。水源从沿线的的供水-管路接取，并设储水池。5）机械设备应准备充分。单斗挖掘机、水泵等应提前准备好。6）泥浆池要有足够大。泥浆池应不小于150m3，沉淀池也不亦过小。泥浆池、排水沟、施工场地地表需进行防水处理，防止地表水渗入地下。7）对于浅埋岩溶或地面塌陷等不良地层的桩位处严禁抽取地下水。8）对于有浅埋岩溶地层或存在地面塌陷隐患的桩孔，要先处理后再钻孔。9）对每种处理方案，都要进行分析并记录施工的效果，并不断总结经验完善施工方案，更好的指导施工。5.2 钻孔工作岩溶地层作业，以冲击正循环钻机为宜，其设备简单，操作方便，动力清耗小，机械故障少等优点，可通回填片石和粘土有效地处理岩面倾角大、溶洞和裂隙等问题，通过砸实挤密解决漏浆问题，更能有效防止塌孔。对于小型溶洞和压浆（压砂或混凝土）处理过的溶洞，在钻至溶洞顶部1m左右时，在
