某项目溶洞处理施工方案

溶洞处理施工方案

目录

一、工程概况２

二、溶洞补充勘察成果分析２

三、溶洞处理目的、处理原则及重点、处理方法及施工工艺３１、处理目的３２、处理原则及重点４３、溶洞处理方法及相关要求４４、注浆工艺流程６５、溶洞处理的范围的确定８四、溶洞处理施工顺序及施工注意事项８１、施工步骤８２、施工注意事项１０五、工期安排１０

溶洞处理施工方案

一、工程概况

草暖公园至小北站区间在里程：YDK7+903.505～YDK8+052.610范围内，隧道穿越地石炭系灰岩地层。根据初勘、详勘和溶洞补充勘察资料，隧道穿越区有较多溶洞。溶洞处理场地位于广州市环市中路与解放北路交叉的东北角，即亚哥花园及花园外面环市路上和人行道上，地面标高9.17~13.49m，相对高差4.32m，微地貌属山麓斜坡堆积。

溶洞补充勘察阶段共分成5个施工小区，施工124钻孔，27个CT 孔对。本次设计是在补充勘察资料的基础上，结合CT，根据溶洞的空间分布、溶洞与隧道的位置关系、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，溶洞最大高度18.30m（D02）。补充勘察的124个钻孔，70个钻孔揭示有溶洞或空洞，溶洞集中分布，右线：YDK7+969.950～YDK7+974.951和YDK8+006.114～YDK8+026.113，左线：ZDK7+948.222～ZDK7+963.221和ZDK8+002.060～ZDK8+017.062，溶洞竖向位置主要在隧道结构底部和结构底板以下，探到最深溶洞底标高为-31.44。

2、溶洞主要分于二、三、四区，占揭露到溶洞钻孔的95.7%，一区仅有1个钻孔揭露到溶洞，五区仅有2个钻孔揭露到溶洞；

3、在剖面上溶洞主要分布在标高为5.35～-31.44m范围内，其中以分布在标高为-1.40～-14.00m之间最为普遍；

4、在小于3.50m的140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；

5、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；

6、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，主要有灰黑色流塑状淤泥，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；中密状的中粗砂；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（40~80Kpa），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φ130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：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0.2~1.0MPa，3~4次，总注浆量控制在92立方米以内。

中央孔：压力按0.8~2.0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6~10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20~25cm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8~12m 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5~6m位置用水泥砂浆进行封孔；

（5）管线连接：在封孔达到3~5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