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1、同赣堤防渗墙溶洞处理施工方案目录一、工程概况二、溶洞补充勘察成果分析三、溶洞处理目的、处理原则及重点、处理方法及施工工艺、处理目的、处理原则及重点、溶洞处理方法及相关要求、注浆工艺流程、溶洞处理的范围的确定四、溶洞处理施工顺序及施工注意事项、施工步骤、施工注意事项五、工期安排溶洞处理施工方案一、工程概况同赣堤防渗墙溶洞处理位于同赣堤： 1+2653+218 范围内，穿越地石炭系灰岩地层。根据初勘、复勘和溶洞补充勘察资料，该段防渗墙有较多溶洞。地面标高 47.0m，相对高差 2.5m，地貌属山麓斜坡堆积、冲积、坡积、回填等。溶洞地质勘察阶段：分设计勘察（施工 20 个钻孔）、施工地质复勘（施工
2、38 个钻孔） 2 个阶段。本次是在设计勘察资料的基础上，结合施工地质复勘，根据溶洞的空间分布、溶洞与防渗墙的位置关系、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，设计勘察溶洞最大高度12.55m（Zk304）。补充勘察溶洞最大高度21.5m（Zk007），根据钻孔揭示有溶洞或空洞，溶洞主要分布，1+600.03+000.0，溶洞竖向位置主要2、 从设计勘察、施工复勘剖面图上揭示溶洞主要分布在标高为-32.0020.00m 范围内，其中以分布在标高为-1.40-32.00m 之间最为普遍；3、 在小于 3.50m 的 14
3、0 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；4、 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；5、 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，主要是砂砾石；卵砾石，其次是灰黑色流塑状淤泥，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；以上各类土均不同程度地含有灰岩碎块，岩屑。
4、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（ 4080Kpa），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
5、、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
6、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 130 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
7、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 0.21.0MPa， 34 次，总注浆量控制在 92 立方米以内。中央孔：压力按0.82.0 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 610 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
8、机钻孔至预定深度；（ 2） 制作花管：在 25PVC 塑料管上按间隔约 2025cm 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 812m 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 56m 位置用水泥砂浆进行封孔；（ 5）管线连接：在封孔达到 35 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
9、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 810 个直径 5mm 的小孔，开孔
10、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，
11、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/25.0m，也就是 35m，根据设计要求，取3m。2）
12、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。
13、根据设计图纸要求，左线外侧有三道止水帷幕：B02B03，C04C05C06，C08C09D01D02；右线外侧两道止水帷幕： B30C32C33C34C35C36，D22D23D24D25。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
