旋挖溶洞地层施工方案(补充介绍)

旋挖溶洞地层施工方案

在溶洞区钻孔，泥浆易发生漏泄，而使孔内泥浆标高突然下降，会导致孔内护壁失效，引发塌孔的事故。溶洞内填充物松散，已坍塌，若溶洞的容积太大极易造成灌注混凝土量严重超方，处理不恰当对于设备来说，会造成埋钻，卡钻，埋杆的事故。所以，在每根遇到溶洞的桩时要详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型，制定相应的施工方案。对于每种处理方案，都要进行仔细计算，遇到大溶洞时，必须请监理工程师和设计单位核查，明确处理方案，并报监理批准后实施。

根据溶洞的高度、洞内冲填物情况，对溶洞采取不同的处理方法。主要有：抛填、注浆固结、灌注混凝土建筑、套放钢护筒等。下面就针对几种溶洞形式作出简要施工方案介绍供做参考。（1）溶洞范围小，高度小于1m，没有充填物或洞内注满水的，若发生塌孔，先向孔内注水提高水位，然后将粘土和片石装入编织袋沉入孔底，，土袋数量根据漏浆多少而定，使溶洞内填充满，形成护壁后，再继续施工。

（2）对于溶洞的高度在1~3m，且洞内为填充或半填充装填的溶洞，当发现泥浆液面急速下降时，说明溶洞打通，在加注泥浆至孔口后，向孔内头方粘土袋，另加投袋装水泥及片石，用钻斗在孔内搅拌，是通东边形成水泥浆碎石护壁，水泥浆将片石空隙初步堵塞后，静置24小时，待水泥达到初凝状态后继续钻进施工穿过溶洞。

（3）对于溶洞高度大于3m的多层大溶洞来说，可将旋挖配套于搓管机联合施工，采用下全钢护筒沉入溶洞底部，进行护壁，此施工方法在钢护筒部分可不使用泥浆护壁进行干成孔，灌注完成后根据需要看是否要拔出护筒。使用全钢护筒可能会增加成本但相对于在孔内填充混凝土还是相对经济的。对于某些孔位高于3m的溶洞，但在抛填石块后能成孔的，但不能灌注水下混凝土的，可采用在溶洞位置的钢筋笼上焊接壁厚4mm护筒，随钢筋笼一起放入，在浇筑水下混凝土。

以上就是几种旋挖在遇到溶洞地质后的常用处理方法。

对上述方案详细阐述解释如下：

一、旋挖钻机石灰岩溶洞地层的常见问题

因钻进时受力不均而发生掰齿、钻头损坏等

斜岩面或半边岩钻进产生孔斜

穿越溶洞顶板发生卡钻

空溶洞、裂隙发育地质发生漏浆

溶洞之上地层因溶洞层漏浆发生的塌孔或不稳定的溶洞填充层发生的塌孔

溶洞灌注大量超方

二、施工准备

在前期勘测中溶洞情况掌握准确与否直接关系到施工方案的选择、施工成本及施工工期，因此凡是有溶洞发育的区域，必须保证每孔一勘。根据地勘结果中溶洞发育的不同情况，采取不同的施工方案，做好钻孔前的准备，保证钻孔时心里有数。

三、防止钻头损伤过大及掰齿

钻进溶洞前钻齿需要加固，钻头各部件需要经常检查是否有焊缝开裂的情况，在溶洞地层中钻进，采用“低钻速、变加压”的钻进原则，可尽量避免掰齿、钻头损伤等事故。四、孔斜预防

钻进溶洞地层时需要使用筒钻和捞沙斗配合钻进，先由筒钻钻进形成导向并制造自由面，再由捞沙斗钻进捞渣，避免孔斜。

同时可考虑加高钻斗的高度，以加强导向，预防孔斜。

操作上，采用轻加压或自重加压钻进的方式，直到钻头全部吃入岩层后再正常钻进，预防孔斜。

五、卡钻预防

可在施工前在方头筋板上补焊导向板，避免钻头从方头顶部至钻筒顶部之间可能与岩体接触的部位从上至下有明显的台阶，最大限度保证平滑过渡。

若筋板有足够强度的情况下，也可以在其中一组对角筋板上焊截齿，截齿朝向卡钻的岩体，靠钻齿切削卡钻部分岩石，提出钻头。

六、漏浆处理

为应对漏浆，首先需尽量准备估计地下溶洞的大概容积，然后保证泥浆池的容浆量至少为溶洞容积的两倍以上，泥浆泵和补水用的水泵的型号比常规的都要大，以保证漏浆时快速补浆和补水，同时需准备足够的填充物置于待钻孔附近，挖机型号至少为200以上，保证填充速度。

填充物材料：

加水的膨润土、锯末、黏土、水泥的软塑状混合体。

片石+打包的散状黏土，片石大小要考虑所用钻斗的进土口大小，片石最好为泥岩块，且避免硬度过大。

块状胶泥，这种材料不透水且塑性、黏性均很好，填充后用钻斗反钻压实，可充分填充溶洞空间，再次钻进也不易发生塌孔。

钻孔时发现孔内泥浆缓慢下降，应及时补浆，且提出钻头，向孔内加填充物，放入钻头，钻机浮动反转将填充物1挤入岩石裂隙，以阻断泥浆流失。

若泥浆面快速下降，漏浆太快，散填难以达到目的，应及时大量补浆补水，且快速提出钻头，将填充物2或3在短时间内大方量投入，放入钻头浮动反转，直至泥浆液面不再下降。七、灌注大量超方处理

对于矮溶洞（小于1米），且在溶洞所在深度处，周围的桩孔没有溶洞分布的，成孔后直接灌注混凝土填充，有小量超方是正常的。

当溶洞稍高时（大于1米小于4米）或该溶洞所在深度处周围桩孔有溶洞分布的，且溶洞分布深度较浅的（如在15米以内），可用填充物2或3将空溶洞填充后再次钻进。

对于高溶洞（大于4米）的，以上填充物难以将空溶洞填充完整，且回填效率低，施工繁琐，可回填水泥砂浆或低标号混凝土，待其初凝后方可钻此钻进。这就要求溶洞之上地层在此期间不会发生塌孔。且溶洞中若存在富水情况，要充分考虑水泥砂浆填充后可能被大量地下水稀释而影响凝固效果。

对于相互连通的溶洞组（可以通过相邻桩孔溶洞的分布深度是否有相互重合的部分来判断），桩孔施工可按组施工。先将溶洞相互连通的一组桩孔统一钻进到溶洞底，然后统一回填，相互之间压实，这样可以保证将连通溶洞填充完整，最大限度地节省混凝土。按组施工需要计算好这一组桩孔施工完毕的时间，确保桩孔灌注前孔壁稳定。

八、沉渣处理

保证泥浆质量。下钢筋笼前必须使用清底钻头清渣，保证下钢筋笼后立即灌注，最大限度减少桩孔防止时间。常规措施无法清渣彻底时，可用气举反循环工艺。