一、岩溶处理施工总结
1 工程概况 2 溶洞发育情况
3本标段溶洞处理设计方案
3.1溶土洞处理原则 3.2岩溶处理的目的 3.3岩溶处理的施工步骤
溶土洞处理施工顺序为：溶土洞处理与否判定→溶土洞处理→溶土洞处理效果检查→岩面注浆，在不需进行溶土洞处理的高风险区段，岩面注浆可与溶土洞的处理同时进行。
3.4溶、土洞加固处理的方法
根据以上原则，对详勘揭示的溶、土洞进行如下加固处理： 1）溶、土洞充填加固处理的原则 （1）无填充溶、土洞和半填充溶、土洞
对洞高大于2m且无填充或半填充溶、土洞，先进行投（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（吹）砂孔，两投（吹）砂孔中心与原钻孔中心需在同一连线上，两投（吹）砂孔可相互作为出气孔。投（吹）砂后，注浆加固的方法见后面的全充填溶土洞的处理方法。投砂管建议采用Φ200的PVC套管，投（吹）砂孔的大小也可由施工单位根据现场施工情况进行调整，达到填砂目的即可。
（2）对全充填或洞高小于2m的溶、土洞，可直接进行注浆填充。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
所有注浆管采用直径48mm的袖阀管，钻孔需进入洞体下岩层0.5m，由底部向上进行溶洞加固。注浆完成后要采用水泥砂浆对注浆孔进行封孔处理。
3）注浆材料
周边孔：纯水泥浆+水玻璃。双液浆现场配合比试验时，应以初凝时间为指标进行控制，但应综合考虑浆液的可泵性时间。双液浆配比建议为水泥：水：水玻璃＝1：1.38：0.29（质量比），水玻璃模数m=2.4～3.4（浓度Be =30～40），但应进行现场配合比试验确定。
中央孔：纯水泥浆，水灰比建议为1：1，具体应根据现场试验确定。 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，每次持续10～20min。
中央孔：压力按0.8~1.0控制，3次，每次持续10～20min。 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、土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；沿隧道方向施做一排注浆钻孔，间隔2.0m，以基本找到洞体边界为止；然后从中心向其他方向探孔，以基本找到洞体边界为止。若洞体为有限边界，最外排孔未见洞，则该孔不需注浆，应向内收缩一孔最为边孔，注双液浆。
7）溶、土洞处理的范围的确定
溶（土）洞充填加固处理的范围：盾构隧道侧壁外5米，底板下10米。另外，处于高风险区（隧道下10m以内）内的溶洞均需进行处理，包括洞体一部分位于\"10线\"以上、一部分位于\"10m\"线以下的情况。当洞体之间的岩层厚度无法满足\"钻孔进入溶洞底板下0.5m\"的条件时，下层溶洞也应进行相应的处理。
8）溶、土洞处理施工顺序要点
（1）溶、土洞处理的施工顺序应遵循：探边界--填砂--注浆充填--注浆效果监测。 （2）注浆施工时，应先施做止水、止浆帷幕，将处理范围内溶洞与外界洞体隔离，再处理中间区域。若在周边孔注第一次浆时，注浆量已较多，压力达不到设计要求时，周边孔与中央孔可交替注浆；
（3）发现浆液流失严重时添加水玻璃速凝剂，以确保注浆效果； （4）中央区域注浆孔应跳跃施工，以防止跑浆，窜浆现象。
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4.1 区间溶洞处理
4.1.1溶洞加固区施工顺序：
①、钻孔顺序：以揭示到溶、土洞的钻孔为基准点，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；如果溶、土洞范围超出隧道洞身投影以外3m，则以隧道洞身投影外3m为界，沿隧道方向施做一排注浆钻孔，每孔间隔2m，以基本找到洞体边界为止；最后，根据基本探定的洞体边界施做其他钻孔。
②、灌浆顺序：由外向内进行，先对溶洞边界(加固范围线)上的钻孔进行充填灌浆（双液浆），阻断浆液漏失通道后，再进行中部孔灌浆，灌浆时由外向内进行跳孔注浆，以避免串浆。
4.1.2 施工方法和步骤
表4－1：半充填和无充填溶洞、全充填溶洞处理方法和步骤
压力注浆示意图 通高压注浆泵双塞芯管注浆止浆料袖阀注浆管注入套壳料钻孔分层压密注浆双塞溶洞序号 说明 处理方法： 对于无充填、半充填、全充填土洞、溶洞，采用袖阀管注浆方法，通过双塞芯管，分层进行压力注浆，使土、溶洞内松散充填物被水泥浆压密、渗透，形成固结体。 1 步骤一： 1.钻孔，取岩芯勘测，判定溶洞的大小、位置、深度及充填物状况； 2.钻孔过程中记录各项参数，是否有掉钻、漏水等异常情况发生。 3.根据钻探资料进行分析，以确定溶洞处理方法，制定合理的充填、注浆施工参数。 2 钻孔溶洞 2
序号 示意图 说明 步骤二： 1.安装袖阀注浆管，深度至溶洞底下0.5m。 袖阀注浆管钻孔3 分层压密注浆双塞溶洞 止浆料袖阀注浆管注入套壳料步骤三： 1.注入套壳料； 3.地面以下1米注入止浆料。 4 钻孔溶洞 压力注浆通高压注浆泵双塞芯管注浆止浆料袖阀注浆管注入套壳料钻孔分层压密注浆双塞溶洞5 步骤四： 1.安装双塞注浆芯管； 2.拌制水泥浆液； 3.分层压力注浆，使溶洞充填物被压密、渗透固结。 步骤五： 加盖保护1.泵入清水，洗干净袖阀管； (后备注浆使用)2.安装孔口保护装置； 止浆料3.进行注浆质量检查，根据检查结果，判定袖阀注浆管是否要进行后备注浆； 注入套壳料4.如注浆效果未达到设计要求，可再次进行钻孔注浆。 6 溶洞 3
序号 示意图 说明 封孔步骤六： 1.注浆质量检查合格后，可进行封孔； 2.封孔：管内注入M15砂浆。 7 溶洞 4.1.3 注浆孔布置
钻孔顺序：以揭示到溶、土洞的钻孔为基准点，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；如果溶、土洞范围超出隧道洞身投影以外3m，则以隧道洞身投影外3m为界，沿隧道方向施做一排注浆钻孔，每孔间隔2m，以基本找到洞体边界为止；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。注浆孔布置如图4—2所示：
4.1.4 注浆填充
注浆孔采用地质钻机成孔、套壳料封孔、袖阀管进行注浆。
1）、注浆参数
根据注浆材料及地质条件，结合类似工程的施工经验，选用下表所示注浆参数，在施工中坚持先试后作的原则，通过试注浆对各项参数进行修正。注浆参数见表4-3。
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图4－2： 钻孔布置示意图
表4-3：注浆参数
分类 项目 孔距*排距 成孔 孔径 孔深 充填管孔径 充填物 充填料 充填料 套壳料配合比 下袖阀管 袖阀管长度 固管止浆液配合比 扩散半径 浆液配合比 开环压力 注浆 注浆压力 注浆次数 注浆速度 终灌标准 参数 2m×2m,正方形 89~110mm、150mm 溶洞底0.5m 48mm、127mm 水泥浆,w:c=1:1 水泥浆+水玻璃, C∶S=1∶0.5~1:1 水泥:粘土:水(重量比)=1:1.50:1.88 顶、底板上下0.5m为花管，顶板至地面为实管 水:水泥(重量比)=1:1.5 1.5m 单液浆：水泥浆,w:c=0.5:1～1:1 双液浆：水泥浆：水玻璃=1∶0.5~1:1 0.3MPa 周边孔(双液浆)：0.1~0.3MPa 中央孔（单液浆）：0.2~1.0MPa 周边孔：1~4次（间歇时间6~10小时） 中央孔：1~3次（间歇时间6~10小时） 顶底界20~50L/min，其它部位30~70L/min 达到终浆压力并继续注浆10min以上 注：注浆压力暂按本表中给出的指导值，施工时可根据现场试验情况再作调整。
2）、灌浆设备的选型
内侧孔采用BW-150型注浆机，设置回浆管路和溢流阀，在设计范围内可调节注浆压力，当工作压力超过设计压力时，溢流阀会自动开启，油缸停止工作，起到安全保护作用。外侧采用KBY-50/70型双液注浆泵注浆。
浆液搅拌采用自制的500L快速搅拌筒，转速250r/min，制浆量为6m3/h。 灌浆管采用φ32×2.5无缝钢管和φ32五层钢丝编织胶管，工作压力为9Mpa。
3）、 施工工艺
注浆施工工艺流程如图4-4所示。 1、测量放样
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根据设计图纸和超前钻探资料在地表放出注浆孔孔位，并用木桩做好孔位标识。 2、钻孔
选用XY-100型钻机，针对较软土层采用合金钻具回转钻进方法成孔。钻孔过程中采用泥浆循环护壁成孔，成孔后须立即清孔；钻孔前在齐乐路两侧每隔20m左右人工挖掘50cm宽横向管线探槽，探明管线准确位置，以防钻机损坏管线。
3、泥浆配置
护壁泥浆采用膨润土干粉造浆，配置好的泥浆储存在泥浆罐内。配置泥浆性能指标如表4-5所示。
测量放样 钻 孔 安放注浆管 配置浆液 浇注套壳料 注浆作业 否 监控量测 第一段注浆达到要求 是 注第二段 …… 所有段达到要求 是 结束注浆 否 补 注 图4-4 注浆施工工艺流程
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表4-5 泥浆性能指标表
性 质 优质泥浆 4、安设注浆管
比 重 1.05~1.15 粘 度 20~25 含砂量 <4 pH 7~9 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，注浆管底部加下闷盖；
将实、花管根据要求连接后，沿钻孔下到洞底0.5m。
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。
5、浇注套壳料
在孔内用套壳料填充，以防止注浆时返浆；注浆管顶部加上闷盖，以防止杂物和钻孔过程中的泥浆流入注浆管。套壳料配比如表4-3所示。
配置好的套壳料应有以下特性：
①、适宜的力学特性，高强度的套壳料对防止浆液串冒是有利的，但不利于开环；低强度套壳料有利于开环，却容易使浆液向上冒窜。
②、收缩性要好，凝固后不致于和袖阀管脱开。 ③、脆性较高，以增加开环后的破碎程度。 6、水泥浆浆液配置
根据预配置浆液的体积，按水灰比计算出所需的普通水泥和水的用量；
在搅拌机内加入计算好的用水量（应提前标好画线），边搅拌边加入计算好的水泥用量，搅拌均匀后倒入储浆桶内备用。
7、灌浆
待套壳料养护2~3d后进行开环。开环时注水进行试验，以检查注浆管路是否正常和判断地层的吸浆能力等，并防止堵管；灌浆量采用流量计进行计量。
开环时应注意以下情况：
①、套壳未破坏前，泵压随时间而增大，流量则始终为零；
②、套壳破坏后，泵压骤降。这种情况下，即便开环压力较大，也不会给受灌浆地层带来危害；
③、当继续施加泵压时，流量与压力的关系接近无套壳时地层的吸浆情况，因此在较小
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的压力下，就能产生较大的注入量。
侧孔注浆采用KBY-50/70型双液注浆泵进行注浆，内侧孔采用BW-150型注浆机注浆。 ①、注浆方式采取后退式分段注浆工艺，即在注浆带内由孔底自下而上进行注浆，每次注浆段长0.33 m，注完第一注浆段后，后退注浆芯管，进行第二注浆段的注浆；
②、在芯管拔出长度大于一节管长时，停注拆取该节芯管及接头，将接头接在未拔出的芯管上继续注浆，以此下去，直至完成注浆带；
③、注浆过程中如需暂停注浆时，必须先将水泥浆管拿出放入清水桶中，并同时将注浆芯管提升0.4m，向孔内注清水后再停止注浆，这样既保持管路畅通，又保证注浆不受注水影响。
④、注浆过程中作好注浆工作记录表，注浆孔的注浆工作情况及注浆工序作业时间。注浆过程中随时分析和改进注浆作业；并且认真记录实际孔位、孔深、孔内地下物、涌水等，当与地质报告不符时，应采取补救措施。
8、注浆顺序
注浆顺序采取由外到内约束-开放型方式，即先注溶、土洞最外侧后注内侧，隔孔交替进行，以控制浆液扩散范围，保证注浆效果。
其中边排孔限制注浆量，中排孔则灌至注浆压力后稳压10min为止。当孔内注浆量已达到设计值但注浆压力仍无明显上升时，停注单液浆，改注水泥浆+水玻璃双液浆。
9、施工质量控制措施：
材料要求：采用强度等级为32.5R硅酸盐水泥，受潮结块不得使用。水泥等材料的各项技术指标应符合现行国家标准，并应附有出厂合格证和试验报告。
浆体配合比：浆体应按试验确定的配合比，经计量后搅拌机充分搅拌均匀，并应在注浆过程中不停缓慢搅拌。
注浆速度：洞体底部和顶部注浆速度宜为20~50L/min，其它位置宜30～70L/min。 分段注浆：分段注浆间距为0.33m（垂直方向）。
洞底注浆：应增加注浆量，尽可能使洞体底部形成一个整体。
洞顶注浆：为保证洞顶板的稳定性，洞顶板附近注浆时应适当增加注浆量。 注浆前应进行有效封孔，保证分段注浆时各段之间不窜浆。 10、施工注意事项：
施工时应采取分序孔的注浆方式，先外围后内部，先下后上的注浆施工方法。在进行洞底注浆时，土洞底部可能与溶洞相连，易受地下水影响，注浆时应注意以下几点：
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为了避免活动地下水稀释浆液或将浆液带走，底板注浆时适当掺加水玻璃，控制浆液凝固时间在10～20秒左右。
分次注浆：为保证浆液不至于跑得太远，应采用间歇定量分次注浆的方法。
注浆施工时，应在每一个溶、土洞洞体地表设置3～5个水准观测点进行监测，注浆前测定初始值，注浆过程中每隔1小时进行一次监测，绝不允许发生地面产生裂缝和抬升超过20mm的情况。一旦发现有地面产生裂缝和抬升超过20mm的趋势，必须及时调整注浆压力和注浆量。
11、特殊情况处理
(1)、灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：
应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗袖阀管，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。恢复灌浆时，应使用开灌时的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。
(2)、灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理： ①、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆； ②、采取双液注浆；
③、灌注稳定浆液或混合浆液。
(3)、灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌注。
(4)、灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。
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