溶、土洞注浆填充处理技术

溶、土洞注浆填充处理技术浅析

摘要：详细论述了溶土洞注浆施工工艺在明挖浅埋地铁工程施工中的应用，并对溶土洞施工工艺及经济姓优劣进行了简述，对后续溶土洞注浆在施工中的应用有一定借鉴作用。

关键词：溶洞、土洞、注浆、高风险区段

一、工程资料

1.工程概况：广州市轨道二、八号线延长线北延段从二号线三元里站起到达嘉禾，施工13标地处广州市白云区，主要包括上林镇～嘉禾区间、永泰～嘉禾区间明挖段、嘉禾车站和嘉禾车辆段出入段线。其中嘉禾车站为二号线的终点站，三号线的中间站，双岛四层框架结构，车站长33

2.1m；二号线上嘉区间总长1516.21m，三号线永嘉区间总长977.1m；嘉禾车辆段出入段线长为655m。合同总价值4.668亿元，合同工期546天，全部采用明挖法施工。

2：地形地貌：所在的场地为农田、菜地，现有环境较开阔，场地平坦，施工条件便利。场地西侧有一南北走向的河涌与出入段线平行，河面距出、入段线围蔽施工场地的最近距离约23m，施工所占场地内还有一条110kv高压电缆和一条4m宽既有松园路与出、入段线交叉。

3、地质特点：区间及车站穿越地层主要为中粗砂层、冲洪积粘性土层、可朔状残积土层、硬朔状残积土层。下伏基岩为栖霞组灰岩地层，岩溶发育。地下水主要为松散层孔隙水和岩溶裂隙水，基岩水位变化很不稳定。

二、溶、土洞处理的原则及方法

1、溶、土洞处理的原则

1）对于高风险区段的溶、土洞充填加固，按照以下原则执行：（1）无填充溶、土洞和半填充溶、土洞

对洞径大于2m且无填充溶、土洞和半填充溶、土洞，先进行吹砂处理，后采用注浆加固的方法；投砂处理时在原钻孔附近（约0.6m）补钻两个φ200的投砂孔，两投砂孔中心与原钻孔中心需在同一连线上，两投砂孔可相互作为出气孔。投砂后，注浆加固的方法见后面的全充填处理方法。投砂管采用φ200的pvc套管。投砂孔布置见图1和图2所示。

对小于2m的无填充溶、土洞和半填充溶、土洞，可直接采用注浆填充。

（2）全充填溶、土洞或洞径小于2m的溶、土洞

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。

2、注浆工艺

所有钻孔采用袖阀管注浆。

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0.6～0.8mpa，

3～4次。

中央孔：压力按0.8～1.0控制，3次。

注浆扩散半径按照1.5m设计。

5、注浆间歇时间

每次间隔6～10小时。

6、溶洞处理注浆孔平面布置

充填处理前，先进行溶、土洞平面范围的试探测：以揭示到溶、土洞的钻孔为基准点，沿垂直隧道方向间隔2.0m施做一排注浆钻孔，以基本找到洞体边界为止；注浆孔布置见图1和图2所示。

7、溶洞处理施工顺序要点

（1）先施做止水、止浆帷幕，将处理范围内溶洞与外界溶洞隔离，再处理中间区域；

（2）先加固水源一侧，发现浆液流失严重时添加速凝剂，以确保注浆效果；

（3）中间区域补充孔应跳跃施工，以防止跑浆，窜浆现象；（4）应先对洞径大于2m的无填充、半填充溶洞填砂处理，然后再进行其他溶洞注浆填充处理。

8、灌浆加固效果检查

（1）检测方法

①采用钻孔取芯，做抗压试验为主，抽水试验为辅；

②对加固地层做原位标贯试验。

（2）检测标准

①土洞：采用随机原位标贯试验，标贯击数应不小于10击；

②溶洞：采用随机钻孔取芯，做抗压试验，无侧限抗压强度≥

0.15mpa。

三、施工情况

1 、钻孔

（1）钻孔采用gy-1a型钻机，钻孔直径89～110mm。针对较软土层采用三页钻头钻进成孔，针对硬土层和破碎岩层采用金钢钻头钻进。

（2）钻孔顺序：以揭示到溶、土洞的详勘钻孔为基准点，沿垂直隧道方案每孔间隔2m施一排注浆钻孔，以基本找到洞体边界为止。钻孔深度为洞底以下0.5m，如果洞底以下0.5m范围内出现泐新的溶洞，则探出新溶洞的边界一并处理；最后，根据基本探定的洞体边界施做其他钻孔。孔深进入洞底以下0.5m。

（3）钻孔过程中采用泥浆循环护壁成孔。在钻至设计溶、土洞顶板以上 1m时开始取芯，取至设计溶、土洞底板以下0.5m。通过取出的芯样可判断出溶、土洞的位置、高度和填充物特征。

2 、浇注套壳料

（1）套壳料采用p.o32.5r水泥和粘土拌制，施工配合比为水泥：粘土：水=1：1.5：1.88，浆液比重约为1.5，粘度24-26s。

（2）套壳料采用水泥浆搅拌筒拌制。

（3）套壳料浇注：钻孔结束后，进行清孔，接着将拌制好的套壳料采用gy-1a型钻机钻杆从孔底压入，利用套壳料比重比泥浆大

的特点，将孔内泥浆全部置换到孔外，套壳料充满整个孔内。

3 、安放袖阀管

（1）袖阀管采用φ48的管径，根据注浆要求，在溶、土洞顶板以上的部位用实管，在溶、土洞内使用花管，袖阀浆管底部加下闷盖，顶部加上闷盖；

（2）止浆系统由皮碗式止浆塞、花管、宝塔头和管堵组成，止浆塞必须采用双塞系统，而且一套塞子只能包含一环灌浆孔。（3）套壳料浇注完成后，在孔内下袖阀管。袖阀管接长采用套管用胶粘连接，在下管过程中为减小袖阀管的浮力，可在管内注入清水；

（4）袖阀管沿钻孔下到溶、土洞底以下0.5m，并露出地表0.3～0.5m；

（5）袖阀管安放完成后，孔内地表以下1m范围内采用m7.5砂浆作为止浆料进行封堵。

4 、注浆

（1）单注浆配置

水泥浆拌制采用p.o32.5r水泥，水灰比为1：1，即每方单液浆配合比为水泥769kg、水769kg；

（2）双液浆配置

经多次现场配比试验，最终确定双液浆配比：

①水泥浆拌制采用p.o32.5r水泥，水灰比为1：1；

②在现场将玻美度为40°的水玻璃稀释至16°；