特大溶洞洞底處理施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道穿越特大溶洞施工的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特大溶洞洞底處理施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在隧道施工時會遇到穿越溶洞的情況，在穿越特大溶洞的時候，常規(guī)的施工方法往往不能處理，或者處理成本很高，或者處理后工程質(zhì)量不能保證。
[0003]例如:某隧道開挖施工過程中，揭示巨型溶腔，其溶腔底高程平均低于線路設(shè)計軌面約45m，溶洞大廳采用混凝土回填的方式進(jìn)行溶洞處理，溶洞回填底部經(jīng)鉆探存在溶洞，基底以下20?30m范圍內(nèi)串珠狀溶洞發(fā)育，基底承載力無法滿足要求。
[0004]溶洞大廳基底加固施工難度大，施工空間受限，環(huán)境復(fù)雜，巖溶發(fā)育，局部呈串珠狀串珠狀溶洞鉆孔后易塌孔，鋼管粧施工難度較高。由于注漿加固工程量大、工期緊張且地質(zhì)條件復(fù)雜，在注漿加固施工之前，利用常規(guī)的普通鉆進(jìn)和跟管鉆進(jìn)進(jìn)行工藝性試驗，鉆進(jìn)時多次發(fā)現(xiàn)鉆孔后不能及時安裝鋼管導(dǎo)致塌孔后鋼管無法安裝的情況；在鉆孔時采用每鉆進(jìn)一節(jié)鉆桿長度后及時跟進(jìn)一節(jié)套管的方式，雖然避免了塌孔的發(fā)生，但是仍然存在注漿無壓力的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有加固施工方法不能適用于特大溶洞的問題，提供了一種特大溶洞洞底處理施工方法。
[0006]本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn):一種特大溶洞洞底處理施工方法，采用跟管鉆進(jìn)工藝，在鉆進(jìn)過程中同步跟進(jìn)套管，將套管穿過易坍塌地層，將其隔住，跟管鉆進(jìn)至溶洞部位停止鉆進(jìn)后采用細(xì)石混凝土進(jìn)行回填，回填完成后繼續(xù)鉆進(jìn)。
[0007]具體步驟如下:
I )、輔助坑道施工，具體如下:
1.1)于隧道進(jìn)口左線線路右側(cè)設(shè)置一施工導(dǎo)洞，單面下坡，坡度52.94%。，采用無軌單車道運輸，斷面內(nèi)凈空尺寸為5.0m (寬)X6.0m (高)；
1.2)施工導(dǎo)洞進(jìn)入溶腔后接溶腔底部，坑底面與碎石土地面齊平；
1.3)施工導(dǎo)洞洞口段及底部與溶腔相交段采用模筑襯砌，其余地段采用錨噴襯砌，IV級圍巖設(shè)置拱墻型鋼鋼架加強支護(hù)，V級圍巖采用拱部注漿小導(dǎo)管及拱墻型鋼鋼架加強支護(hù)；
1.4)施工導(dǎo)洞采用錨噴構(gòu)筑法施工，光面爆破，IV、V級圍巖地段臺階法開挖；
1.5)清除碎石土前，在施工導(dǎo)洞井底前15 X 15m范圍外先施作三排Φ 76鋼管粧保持軟土堆穩(wěn)定，鋼管粧嵌入不小于lm，ImX Im交錯布置，逐級挖開洞口 15mX 15m范圍內(nèi)軟土，暫時堆積于邊坡以外20m的穩(wěn)定土層上；
1.6)對溶腔底碎石土進(jìn)行清除的過程中，整體分級清除，每級高度不超過2m，保證施工安全；
2)、施工場地清理:隧底以下溶洞的軟土部分進(jìn)行清除，清理至基巖表層后，為Φ76鋼管注漿加固提供工作平臺；
3)、鉆孔施工:采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)，在潛孔錘的下端加接一偏心鉆具，當(dāng)鉆具下到孔底后，順時針方向旋轉(zhuǎn)時，擴孔器從中心偏離出來，與鉆頭同步旋轉(zhuǎn)，結(jié)果鉆出的孔徑套于套管外徑，套管隨著鉆頭的前進(jìn)而隨之下降，即實現(xiàn)跟管鉆進(jìn)；當(dāng)鉆進(jìn)至穩(wěn)定地層，套管已隔住坍塌地層時，提升偏心鉆具:將鉆具逆時針方向旋轉(zhuǎn)一下，擴孔器在鉆頭中心軸偏心的作用下向中心收攏，通過套管將偏心鉆具提出孔外，再換用普通潛孔錘鉆進(jìn)穩(wěn)定地層至設(shè)計孔深；鉆進(jìn)過程中遇到溶洞時采用細(xì)石混凝土進(jìn)行回填，待混凝土終凝后繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)直至鉆進(jìn)至設(shè)計孔底標(biāo)高；
4)、鋼花管施工:
4.1)鋼花管制作:采用Φ76鋼管加工制作，管壁鉆注漿孔，孔徑8?10mm，孔間距10?20cm，呈梅花形布置，前端加工成錐形，便于鋼管的安裝，尾部長度不小于30?40cm，作為不鉆孔的止?jié){段，鋼花管單根長度為6m，按照鉆孔深度加工相應(yīng)長度的鋼管，鋼管壁端頭1cm進(jìn)行套絲處理，管結(jié)之間采用專用套管連接；
4.2)鋼花管安裝:鉆孔結(jié)束后及時安裝鋼花管，避免施工震動造成塌孔；采用人工配合鉆機安裝鋼花管，鋼花管的連接采用套管連接，安裝完成后及時封管，同時安排注漿所用進(jìn)、出漿管，及時注漿加固，鋼花管制作時外露長度不小于30?40cm，以便連接孔口閥門和管路；注漿管安放好后，在注漿管管口加上孔口蓋，以防止雜物進(jìn)入；
5)、封孔:
5.1)注漿主要針對土石分界面、巖溶通道、土洞充填加固處理，注漿鉆孔揭示有溶洞或較大開度溶蝕裂隙發(fā)育時，采用孔口管加止?jié){塞動態(tài)阻塞封孔，孔口管深入孔口以下深度不小于50cm ；
5.2)對于鉆探過程中及沖洗后仍能返水的鉆孔，孔口采用濃水泥漿或水泥砂漿一次性封閉；所述濃水泥漿或水泥砂漿為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識；
5.3)當(dāng)注漿鉆孔未揭示有溶洞或較大開度溶蝕裂隙發(fā)育時，采用水泥砂漿一次性封孔，封孔段入巖長度不小于50cm ;注漿鉆孔揭示有溶洞或較大開度溶蝕裂隙發(fā)育時，采用孔口管加止?jié){塞動態(tài)阻塞封孔，孔口管入巖深度不小于50cm ;
5.4)動態(tài)阻塞法封孔孔口管采用OllOPVC給水管，公稱壓力(PN)不小于1.5Mpa ;封孔段用水泥漿澆注密實，護(hù)孔段設(shè)置為花管，花管孔眼呈梅花型號布置，直徑5_，孔眼間距3.5cm ；
5.5)終孔驗收后及時進(jìn)行封孔作業(yè)，封孔水泥漿或水泥砂漿終凝后進(jìn)行注漿作業(yè)；
6)、注漿:
6.1)以純水泥楽為主的單液注楽材料，水泥采用42.5級普通娃酸鹽水泥，水灰比為
0.6:1?1:1 ;開始注漿時采用稀漿灌注，當(dāng)灌入量較大時采用濃一級的漿液灌注；
6.2)孔口安裝壓力表，注漿壓力一般為0.2?0.3Mpa，終注壓力0.3?0.5Mpa ;注漿安裝帶打印功能的自動流量計裝置；
6.3)終注條件為:在終注壓力下連續(xù)注漿1min的注入率不大于5L/min時，終止注漿； 6.4)注漿量由注漿段巖溶裂隙率、注漿半徑和充填、漏失情況按加固體積的10%確定；
6.5)對土洞、空溶洞或半充填溶洞，回填細(xì)石混凝土后再進(jìn)行注漿處理；
6.6)對溶蝕裂隙發(fā)育、連通性好、漏液嚴(yán)重，注漿時摻入粉土或粉煤灰，粉土摻入量〈水泥重量的10%，粉煤灰摻入量為水泥重量的20%?50%。
[0008]特殊情況處理:
1)注漿必須連續(xù)進(jìn)行，因故中斷，找出注漿中斷原因，盡快采取處理措施，及早恢復(fù)；
2)注漿過程中分序施工；出現(xiàn)串漿現(xiàn)象，應(yīng)對串漿孔同時進(jìn)行注漿處理；
3)注漿過程中有冒漿、繞塞返漿等現(xiàn)象發(fā)生，暫停注漿，盡快采取處理措施，處理完后立即恢復(fù)注漿；
4)對垮孔嚴(yán)重的溶蝕破碎帶、充填粗粒土的溶洞等實施跟管鉆進(jìn)極為困難的注漿鉆孔，可采用自上而下注漿法復(fù)鉆施工，嚴(yán)禁使用泥漿等影響注漿加固效果的方法護(hù)壁鉆進(jìn);
5)漿液漏失嚴(yán)重，局部使用雙液注漿堵漏時，先據(jù)試驗確定水玻璃與漿液體積比，水玻璃濃度35?40Be丨，模數(shù)2.4?3.4 ;
6)當(dāng)采用回填細(xì)石混凝土或摻入其他填充物處理后注漿量仍然較大時，可采用間歇注漿處理。
[0009]所述注漿過程中采用孔口管動態(tài)阻塞法。所述帶打印功能的自動流量計裝置，每孔均打印水泥漿量小票，作為歸檔資料。
[0010]本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:某隧道巖溶整治D2K473+530?+600段采用圬工回填進(jìn)行溶洞處理，溶洞大廳底部采用鋼花管進(jìn)行基底加固。溶洞大廳底部地層破碎、巖溶發(fā)育、易坍塌，十分復(fù)雜，采用常規(guī)鉆進(jìn)方法鉆進(jìn)效率低下，在工藝性試驗中采用了跟管鉆進(jìn)技術(shù)，在鉆進(jìn)過程中同步跟進(jìn)套管，將套管穿過易坍塌地層，將其隔住，有利于后面的穩(wěn)定地層施工與鋼管安裝。采用該方法大大提高了工效，減少了成本，節(jié)約了時間。通過該工地施工可以證明，跟管鉆進(jìn)技術(shù)對于易坍塌的復(fù)雜地層施工是行之有效，可以在類似該地質(zhì)條件的邊坡防護(hù)、基底加固處理工程中普遍采用。
[0011]在鋼花管注漿施工過程中施工工程中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求的工序進(jìn)行注漿施工，采用全自動注漿記錄儀進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)單孔注漿量過大或長時間無壓力的情況采用間歇注漿或調(diào)整漿液配合比的方式及時進(jìn)行處理，同時確保注漿壓力及注漿量的要求，保證了注漿加固的效果。通過對比比現(xiàn)有施工工藝節(jié)約鉆孔工期，在注漿時較現(xiàn)有方法可以減少水泥漿用量并縮短注漿加固時間，估算在施工約5萬米的鋼花管注漿加固過程中節(jié)約工期25天。
【附圖說明】
[0012]圖1為實施例隧道巖洞橫斷面示意圖，圖2為實施例中特大溶洞巖溶整治平面圖。
[0013]圖中:1-C25砼護(hù)拱；2-C25砼回填；3_錨網(wǎng)噴防護(hù)；4_洞回填；5_左線線路中線；6-隧道中線；7_右線線路中線。
【具體實施方式】
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