溶洞处理施工方案.doc
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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38个钻孔)2
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140个溶洞中有72个无充填物,占
3、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。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
4、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、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
5、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
6、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:
7、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
8、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
9、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
10、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
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