巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，步驟包括：第一步、溶洞情況調(diào)查；第二步、抽排巖溶水；第三步、溶洞內(nèi)初次填料；第四步、初次雙液注漿加固；第五步、二次填料和二次雙液注漿加固；第六步、在完成水泥水玻璃雙液注漿封閉整個(gè)邊界后，再采用水泥漿進(jìn)行壓密注漿，至達(dá)到停止注漿的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；第七步、當(dāng)注漿結(jié)束拔出注漿管后，立即用M7.5號(hào)水泥砂漿封孔；封孔完畢后，位于此注漿孔周邊的溶洞即完成了封閉；第八步、溶洞治理效果檢查。本發(fā)明能夠減少水泥漿用料、縮短水泥水玻璃漿液凝結(jié)時(shí)間、提高施工效率、保護(hù)周邊環(huán)境、保證注漿漿體凝結(jié)后的強(qiáng)度、確保工程安全進(jìn)行。
【專利說明】巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑工程【技術(shù)領(lǐng)域】的施工方法，具體地，涉及一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般進(jìn)行地下連續(xù)墻施工時(shí)，都需要泥漿來護(hù)壁，防止槽壁坍塌。但在石灰?guī)r溶地區(qū)進(jìn)行地下連續(xù)墻施工時(shí)，成槽時(shí)使用的護(hù)壁泥漿和混凝土常常因附近存在著地下洞穴而流失。這不但造成了工程材料的大量浪費(fèi)，而且影響地下連續(xù)墻槽壁的質(zhì)量。為使得地下連續(xù)墻的承載力和變形能滿足要求，必須對(duì)其周圍的巖溶洞室進(jìn)行封閉、加固處理，并預(yù)防溶洞、土洞進(jìn)一步發(fā)展，有效地降低建成后運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]通過了解國內(nèi)各工程實(shí)例中實(shí)際施工情況，并結(jié)合對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的研究，對(duì)于巖溶工程地質(zhì)問題的處理主要有清除填堵法、梁跨越法、強(qiáng)夯法、灌注法、深基礎(chǔ)法、旋噴加固法等等。對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索后發(fā)現(xiàn)，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110119797.3，發(fā)明名稱:一種巖溶注漿加固止水施工方法；以及專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010508249.5，發(fā)明名稱:袖閥管注漿加固施工方法，以上文獻(xiàn)均為利用單向注漿的袖閥管對(duì)溶洞進(jìn)行注漿加固，但是都未針對(duì)在地下連續(xù)墻附近的溶洞進(jìn)行有效處理，未提及在地下連續(xù)墻周邊的注漿孔的布置密度與深度確定方法，也不能保證護(hù)壁泥漿和混凝土不流失，因此亟需一種在地下連續(xù)墻附近封閉溶洞改進(jìn)后的有效的施工方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中注漿配比理論依據(jù)不足、造成護(hù)壁泥漿和混凝土的大量浪費(fèi)、污染周邊環(huán)境等主要缺陷，并且針對(duì)地下連續(xù)墻附近區(qū)域存在巖溶地質(zhì)問題。該方法能夠減少水泥漿用料，節(jié)約工程資源，縮短水泥水玻璃漿液凝結(jié)時(shí)間，提高施工效率，保護(hù)周邊環(huán)境，保證注漿漿體凝結(jié)后的強(qiáng)度，確保工程安全進(jìn)行。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，所述方法包括如下步驟:
[0006]第一步、溶洞情況調(diào)查:利用鉆孔法打設(shè)勘察鉆孔，確定溶洞的分布位置與大小、各自的巖溶侵蝕程度，分析初始注漿孔的地層及巖溶和裂隙情況，判斷溶洞所處的地下水環(huán)境及富水性。
[0007]優(yōu)選地，所述鉆孔法是利用三角形鉆塔和地質(zhì)鉆機(jī)設(shè)備打設(shè)勘察鉆孔，采取巖芯后對(duì)巖芯進(jìn)行完整性及連續(xù)性分析的巖溶地區(qū)地質(zhì)勘探方法。
[0008]優(yōu)選地，所述勘察鉆孔距離地下連續(xù)墻外側(cè)Im處沿地下連續(xù)墻分布，所述勘察鉆孔間距為10m，所述勘察鉆孔深度為地下連續(xù)墻最深深度再加2m。
[0009]第二步、抽排巖溶水:根據(jù)第一步確定的溶洞的富水性，存在大量巖溶水填充的溶洞采用步驟①抽排巖溶水；溶洞內(nèi)含巖溶水少采用步驟②進(jìn)行抽排，具體的:[0010]①存在大量巖溶水填充的溶洞:通過初始注漿孔利用水泵抽排溶洞中的巖溶水，同時(shí)注意觀測溶洞中水位的變化:若水位變化，將溶洞內(nèi)的巖溶水抽排干凈；若抽水過程中水位不變化，應(yīng)立即停止抽排，并在該初始注漿孔周邊增加追加注漿孔。
[0011]優(yōu)選地，所述初始注漿孔是調(diào)查溶洞情況時(shí)的勘察鉆孔。
[0012]優(yōu)選地，所述追加注漿孔是在初始注漿孔周邊所增加的注漿孔，其與所述初始注漿孔的位置呈梅花型布置，所述追加注漿孔間距為2.0m且離地下連續(xù)墻0.5m。
[0013]②溶洞內(nèi)含巖溶水少:通過初始注漿孔利用水泵將溶洞中的巖溶水抽排干凈。
[0014]第三步、溶洞內(nèi)初次填料:根據(jù)第二步中巖溶水抽排程度，對(duì)于巖溶水抽排干凈的溶洞，采取壓力吹灌的方式通過初始注漿孔向溶洞內(nèi)進(jìn)行初次填料，所填料為細(xì)砂或者粒徑為10-30_的砂石；對(duì)于巖溶水未抽排干凈的溶洞，采取壓力吹灌的方式通過初始注漿孔及追加注漿孔向溶洞內(nèi)進(jìn)行初次填料，所填料為粒徑為50-100_的石料；初次填料高度為溶洞高度的一半。
[0015]優(yōu)選地，所述壓力吹灌是填料通過漏斗和套管，借助水壓至少為0.2MPa的水流進(jìn)入溶洞的溶洞注漿前的預(yù)處理方法。
[0016]第四步、初次雙液注漿加固:填料后在每個(gè)注漿孔處進(jìn)行水泥水玻璃雙液漿注漿加固。
[0017]優(yōu)選地，所述水泥水玻璃雙液漿的配比是水泥漿與水玻璃的體積比為4:1，且水玻璃比重為1.125g/ml，水泥漿水灰質(zhì)量配比為0.8:1，水泥漿拌制采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，注漿壓力控制在0.1-0.4MPa，注漿速度為30-70L/min ;所述水泥水玻璃雙液漿注漿體積為初次填料體積的三分之二，以保證其封閉初次填料的整個(gè)邊界。
[0018]第五步、二次填料和二次雙液注漿加固:待漿液與填料凝結(jié)形成固體后，重復(fù)第三步直至填充物充滿溶洞高度，重復(fù)第四步進(jìn)行雙液漿注漿封閉整個(gè)邊界。
[0019]第六步、在完成水泥水玻璃雙液注漿封閉整個(gè)邊界后，再采用水泥漿進(jìn)行壓密注漿，達(dá)到停止注漿的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)則停止注漿，否則清孔后進(jìn)行再次注漿。
[0020]優(yōu)選地，所述壓密注漿是利用不大于0.5MPa的壓力，灌入濃度大、配合比為1:1的水泥漿；所述壓密注漿開始時(shí)漿液先充填大的空隙，然后在壓力下滲入周圍土體孔隙。
[0021]優(yōu)選地，所述停止注漿的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為兩種情況，當(dāng)滿足以下任意一種即可停止注漿:①注漿鉆孔基巖完整，注漿孔口壓力維持在0.2-0.5MPa，且連續(xù)30分鐘，吸漿量小于40L/min ;②多次注漿，孔口壓力超過115MPa，而且單孔注漿量達(dá)到平均注漿量115-210倍，且進(jìn)漿量明顯減少。
[0022]第七步、當(dāng)注漿結(jié)束拔出注漿管后，立即用水泥砂漿封孔；封孔完畢后，位于該注漿孔周邊的溶洞即完成了封閉。
[0023]第八步、溶洞治理效果檢查:工作結(jié)束后2-3周內(nèi)，用鉆孔法在初始注漿孔周圍Im距離內(nèi)隨機(jī)鉆取I個(gè)追加勘察鉆孔，檢查巖溶封閉情況；如有封閉不完全的溶洞，再利用該追加勘察鉆孔，按第三步至第七步對(duì)溶洞進(jìn)行再次封閉，直到地下連續(xù)墻周邊區(qū)域的溶洞完全封閉。
[0024]優(yōu)選地，所述封閉不完全的溶洞是根據(jù)鉆探取芯后芯樣的完整程度小于85%的溶洞。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:[0026]本發(fā)明針對(duì)基坑地下連續(xù)墻附近區(qū)域存在巖溶地質(zhì)問題，提供一種適用于在基坑地下連續(xù)墻附近封閉各種類型的溶洞的施工方法，有效地縮短施工時(shí)間，提高施工效率，并確保基坑在本發(fā)明處理后，提升后續(xù)施工工序的安全性，節(jié)約水泥漿用量且極大地保護(hù)環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的注漿方法工序示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的注漿布孔平面示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的再次追加注漿布孔平面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032]本實(shí)施例提供一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，用于某場地?cái)M建一地鐵車站，車站外包總長度為200m，地下連續(xù)墻深度為12.5m，區(qū)域內(nèi)巖溶發(fā)育充分，基坑地下連續(xù)墻周圍需采用封閉溶洞的施工方法對(duì)巖溶地質(zhì)進(jìn)行處理，保證后續(xù)施工安全有效地進(jìn)行，注漿施工方法步驟如圖1所示，具體施工步驟簡述如下:
[0033]第一步，溶洞情況調(diào)查
[0034]離地下連續(xù)墻外側(cè)Im距離，利用三角形鉆塔和地質(zhì)鉆機(jī)設(shè)備打設(shè)14.5m深的勘察鉆孔，發(fā)現(xiàn)溶洞位置約在地面以下12m深度的位置，有較多的巖溶水，地下水位約為11.5m。
[0035]第二步，抽排巖溶水
[0036]通過勘察鉆孔，即初始注漿孔向外抽排溶洞內(nèi)的巖溶水，觀察其巖溶水的水位變化，發(fā)現(xiàn)持續(xù)抽取水位約30min之后，地下水位始終維持在地面以下11.5m，沒有明顯下降；停止抽排巖溶水，并在初始注漿孔附近向地下連續(xù)墻方向增設(shè)追加注漿孔，如圖2所示，追加注漿孔直徑為100mm，距離地下連續(xù)墻0.5m，追加注漿孔相互之間的距離為2m。
[0037]第三步，溶洞內(nèi)初次填料
[0038]通過向初始注漿孔和追加注漿孔灌填粒徑為50_100mm的石料，填料高度為溶洞
高度的二分之一。
[0039]第四步，初次雙液注漿加固
[0040]在每個(gè)注漿孔進(jìn)行水泥水玻璃雙液漿注漿封閉邊界，其中:水泥水玻璃雙液漿的配比是水泥衆(zhòng)與水玻璃的體積比為4:1,水玻璃比重為1.125g/ml,水泥衆(zhòng)水灰質(zhì)量配比為
0.8:1，水泥漿拌制采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，注漿壓力控制在0.1-0.4MPa，注漿速度控制在50L/min左右。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中也可以是30_70L/min中的任意注漿速度。
[0041]第五步，二次填料和二次雙液注漿加固
[0042]約15分鐘后，漿液與石料凝結(jié)成具有一定強(qiáng)度的固體，重復(fù)第三步再次向初始注漿孔和追加注漿孔灌填粒徑為50-100_的石料，將整個(gè)溶洞填滿；然后重復(fù)第四步在每個(gè)注漿孔進(jìn)行水泥水玻璃雙液漿注漿加固封閉邊界。
[0043]第六步，采用水泥漿進(jìn)行壓密注漿，水泥漿水灰比為1:1，注漿壓力為0.3MPa ;發(fā)現(xiàn)該注漿孔口壓力維持在0.4MPa，連續(xù)35分鐘吸漿量小于40L/min，注漿鉆孔基巖完整，滿足停止注漿的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，即停止注漿。
[0044]第七步，當(dāng)注漿結(jié)束拔出注漿管后，立即用M7.5號(hào)水泥砂漿封孔；封孔完畢后，位于此注漿孔周邊的溶洞即完成封閉。
[0045]第八步，溶洞治理效果檢查:
[0046]工作結(jié)束后2-3周內(nèi)，用鉆孔法在初始注漿孔周圍Im距離內(nèi)隨機(jī)鉆取I個(gè)追加勘察鉆孔，檢查發(fā)現(xiàn)該處巖溶鉆探取芯后芯樣的完整程度為50%，說明該處溶洞未被封閉；如圖3所示，重復(fù)第三步至第七步利用該追加勘察鉆孔對(duì)此處的溶洞進(jìn)行封閉處理，直到地下連續(xù)墻周邊區(qū)域的溶洞完全封閉。
[0047]本實(shí)施例所述的一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，針對(duì)地下連續(xù)墻在巖溶地區(qū)中的施工特點(diǎn)，有效防止護(hù)壁泥漿滲漏至周圍巖溶洞穴，比未采取本專利技術(shù)時(shí)計(jì)算泥漿用量減少約45%，有效防止混凝土滲漏至周圍地下洞穴、保護(hù)周邊環(huán)境，并且加快施工進(jìn)程，顯著提高了工程的經(jīng)濟(jì)效益。
[0048]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 第一步，溶洞情況調(diào)查:利用鉆孔法打設(shè)勘察鉆孔，確定溶洞的分布位置與大小、各自的巖溶侵蝕程度，分析初始注漿孔的地層及巖溶和裂隙情況，判斷溶洞所處的地下水環(huán)境及富水性； 第二步，抽排巖溶水:根據(jù)第一步確定的溶洞的富水性，存在大量巖溶水填充的溶洞采用步驟①抽排巖溶水；溶洞內(nèi)含巖溶水少采用步驟②進(jìn)行抽排，具體的: ①存在大量巖溶水填充的溶洞:通過初始注漿孔利用水泵抽排溶洞中的巖溶水，同時(shí)注意觀測溶洞中水位的變化:若水位變化，將溶洞內(nèi)的巖溶水抽排干凈；若抽水過程中水位不變化，立即停止抽排，并在該初始注漿孔周邊增加追加注漿孔； ②溶洞內(nèi)含巖溶水少:通過初始注漿孔利用水泵將溶洞中的巖溶水抽排干凈； 第三步，溶洞內(nèi)初次填料:根據(jù)第二步中巖溶水抽排程度，對(duì)于巖溶水抽排干凈的溶洞，采取壓力吹灌的方式通過初始注漿孔向溶洞內(nèi)進(jìn)行初次填料，所填料為細(xì)砂或者粒徑為10-30_的砂石；對(duì)于巖溶水未抽排干凈的溶洞，采取壓力吹灌的方式通過初始注漿孔及追加注漿孔向溶洞內(nèi)進(jìn)行初次填料，所填料為粒徑為50-100_的石料；初次填料高度為溶洞高度的一半； 第四步，初次雙液注漿加固:填料后在每個(gè)注漿孔處進(jìn)行水泥水玻璃雙液漿注漿加固； 第五步，二次填料和二次雙液注漿加固:待漿液與填料凝結(jié)形成固體后，重復(fù)第三步直至填充物充滿溶洞高度， 重復(fù)第四步進(jìn)行雙液漿注漿封閉整個(gè)邊界； 第六步，在完成水泥水玻璃雙液注漿封閉整個(gè)邊界后，再采用水泥漿進(jìn)行壓密注漿，達(dá)到停止注漿的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)則停止注漿，否則清孔后進(jìn)行再次注漿； 第七步，當(dāng)注漿結(jié)束拔出注漿管后，立即用水泥砂漿封孔；封孔完畢后，位于該注漿孔周邊的溶洞即完成了封閉； 第八步，溶洞治理效果檢查:工作結(jié)束后2-3周內(nèi)，用鉆孔法在初始注漿孔周圍Im距離內(nèi)隨機(jī)鉆取I個(gè)追加勘察鉆孔，檢查巖溶封閉情況；如有封閉不完全的溶洞，再利用該追加勘察鉆孔，按第三步至第七步對(duì)溶洞進(jìn)行再次封閉，直到地下連續(xù)墻周邊區(qū)域的溶洞完全封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，其特征在于，步驟一中，所述鉆孔法是利用三角形鉆塔和地質(zhì)鉆機(jī)設(shè)備打設(shè)勘察鉆孔，采取巖芯后對(duì)巖芯進(jìn)行完整性及連續(xù)性分析的巖溶地區(qū)地質(zhì)勘探方法；所述勘察鉆孔距離地下連續(xù)墻外側(cè)Im處沿地下連續(xù)墻分布，所述勘察鉆孔間距為10m，所述勘察鉆孔深度為地下連續(xù)墻最深深度再加2m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，其特征在于，步驟二中，所述初始注漿孔是調(diào)查溶洞情況時(shí)的勘察鉆孔；所述追加注漿孔是在初始注漿孔周邊所增加的注漿孔，其與所述初始注漿孔的位置呈梅花型布置，所述追加注漿孔間距為2.0m且離地下連續(xù)墻0.5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，其特征在于，步驟三中，所述壓力吹灌是填料通過漏斗和套管，借助水壓至少為0.2MPa的水流進(jìn)入溶洞的溶洞注漿前的預(yù)處理方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，其特征在于，步驟四中，所述水泥水玻璃雙液漿的配比是水泥漿與水玻璃的體積比為4:1，且水玻璃比重為1.125g/ml，水泥漿水灰質(zhì)量配比為0.8:1，水泥漿拌制采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，注漿壓力控制在0.1-0.4MPa，注漿速度為30-70L/min ;所述水泥水玻璃雙液漿注漿體積為初次填料體積的三分之二，以保證其封閉初次填料的整個(gè)邊界。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，其特征在于，步驟六中，所述壓密注漿是利用不大于0.5MPa的壓力，灌入1:1的水泥漿；所述壓密注漿開始時(shí)漿液先充填大的空隙，然后在壓力下滲入周圍土體孔隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，其特征在于，步驟六中，所述停止注漿的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為兩種情況，當(dāng)滿足以下任意一種即可停止注漿:①注漿鉆孔基巖完整，注漿孔口壓力維持在0.2-0.5MPa，且連續(xù)30分鐘，吸漿量小于40L/min ;②多次注漿，孔口壓力超過115MPa，而且單孔注漿量達(dá)到平均注漿量115-210倍，且進(jìn)漿量明顯減少。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種巖溶地層地下連續(xù)墻槽壁附近溶洞封閉的施工方法，其特征在于，步驟八中，所述封閉不完全的溶洞是根據(jù)鉆探取芯后芯樣的完整程度小于85%的溶洞。.
【文檔編號(hào)】E02D3/12GK103437339SQ201310322941
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】朱小藻, 郭銀波, 高憲民, 李輝, 沈水龍, 許燁霜, 曹依雯, 范志高, 周洪東, 劉銳, 李曉亮, 蘇周勃, 孫國輝, 劉啟政, 顧長明, 吳瑋 申請(qǐng)人:中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司, 上海交通大學(xué)