旋挖在溶洞地層施工方案

近日有行業(yè)同仁在微信中提到在溶洞地層旋挖成孔中的相關(guān)問(wèn)題。今天就和各位行業(yè)同仁探討下旋挖溶洞地層施工方案。在溶洞區(qū)鉆孔，泥漿易發(fā)生漏泄，而使孔內(nèi)泥漿標(biāo)高突然下降，會(huì)導(dǎo)致孔內(nèi)護(hù)壁失效，引發(fā)塌孔的事故。溶洞內(nèi)填充物松散，已坍塌，若溶洞的容積太大極易造成灌注混凝土量嚴(yán)重超方，處理不恰當(dāng)對(duì)于設(shè)備來(lái)說(shuō)，會(huì)造成埋鉆，卡鉆，埋桿的事故。所以，在每根遇到溶洞的樁時(shí)要詳細(xì)記錄地質(zhì)狀況、溶洞深度、高度、填充物類型，制定相應(yīng)的施工方案。對(duì)于每種處理方案，都要進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算，遇到大溶洞時(shí)，必須請(qǐng)監(jiān)理工程師和設(shè)計(jì)單位核查，明確處理方案，并報(bào)監(jiān)理批準(zhǔn)后實(shí)施。

根據(jù)溶洞的高度、洞內(nèi)沖填物情況，對(duì)溶洞采取不同的處理方法。主要有：拋填、注漿固結(jié)、灌注混凝土建筑、套放鋼護(hù)筒等。下面就針對(duì)幾種溶洞形式作出簡(jiǎn)要施工方案介紹供做參考。

(1)溶洞范圍小，高度小于1m，沒(méi)有充填物或洞內(nèi)注滿水的，若發(fā)生塌孔，先向孔內(nèi)注水提高水位，然后將粘土和片石裝入編織袋沉入孔底，，土袋數(shù)量根據(jù)漏漿多少而定，使溶洞內(nèi)填充滿，形成護(hù)壁后，再繼續(xù)施工。

(2)對(duì)于溶洞的高度在1~3m，且洞內(nèi)為填充或半填充裝填的溶洞，當(dāng)發(fā)現(xiàn)泥漿液面急速下降時(shí)，說(shuō)明溶洞打通，在加注泥漿至孔口后，向孔內(nèi)頭方粘土袋，另加投袋裝水泥及片石，用鉆斗在孔內(nèi)攪拌，是通東邊形成水泥漿碎石護(hù)壁，水泥漿將片石空隙初步堵塞后，靜置24小時(shí)，待水泥達(dá)到初凝狀態(tài)后繼續(xù)鉆進(jìn)施工穿過(guò)溶洞。

(3)對(duì)于溶洞高度大于3m的多層大溶洞來(lái)說(shuō)，可將旋挖配套于搓管機(jī)聯(lián)合施工，采用下全鋼護(hù)筒沉入溶洞底部，進(jìn)行護(hù)壁，此施工方法在鋼護(hù)筒部分可不使用泥漿護(hù)壁進(jìn)行干成孔，灌注完成后根據(jù)需要看是否要拔出護(hù)筒。使用全鋼護(hù)筒可能會(huì)增加成本但相對(duì)于在孔內(nèi)填充混凝土還是相對(duì)經(jīng)濟(jì)的。對(duì)于某些孔位高于3m的溶洞，但在拋填石塊后能成孔的，但不能灌注水下混凝土的，可采用在溶洞位置的鋼筋籠上焊接壁厚4mm護(hù)筒，隨鋼筋籠一起放入，在澆筑水下混凝土。

以上就是幾種旋挖在遇到溶洞地質(zhì)后的常用處理方法。對(duì)上述方案詳細(xì)闡述解釋如下：

一、旋挖鉆機(jī)石灰?guī)r溶洞地層的常見(jiàn)問(wèn)題

1、因鉆進(jìn)時(shí)受力不均而發(fā)生掰齒、鉆頭損壞等2、斜巖面或半邊巖鉆進(jìn)產(chǎn)生孔斜3、穿越溶洞頂板發(fā)生卡鉆4、空溶洞、裂隙發(fā)育地質(zhì)發(fā)生漏漿5、溶洞之上地層因溶洞層漏漿發(fā)生的塌孔或不穩(wěn)定的溶洞填充層發(fā)生的塌孔

6、溶洞灌注大量超方

二、施工準(zhǔn)備

在前期勘測(cè)中溶洞情況掌握準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到施工方案的選擇、施工成本及施工工期，因此凡是有溶洞發(fā)育的區(qū)域，必須保證每孔一勘。根據(jù)地勘結(jié)果中溶洞發(fā)育的不同情況，采取不同的施工方案，做好鉆孔前的準(zhǔn)備，保證鉆孔時(shí)心里有數(shù)。

三、防止鉆頭損傷過(guò)大及掰齒

鉆進(jìn)溶洞前鉆齒需要加固，鉆頭各部件需要經(jīng)常檢查是否有焊縫開(kāi)裂的情況，在溶洞地層中鉆進(jìn)，采用“低鉆速、變加壓”的鉆進(jìn)原則，可盡量避免掰齒、鉆頭損傷等事故。

四、孔斜預(yù)防

鉆進(jìn)溶洞地層時(shí)需要使用筒鉆和撈沙斗配合鉆進(jìn)，先由筒鉆鉆進(jìn)形成導(dǎo)向并制造自由面，再由撈沙斗鉆進(jìn)撈渣，避免孔斜。同時(shí)可考慮加高鉆斗的高度，以加強(qiáng)導(dǎo)向，預(yù)防孔斜。操作上，采用輕加壓或自重加壓鉆進(jìn)的方式，直到鉆頭全部吃入巖層后再正常鉆進(jìn)，預(yù)防孔斜。

五、卡鉆預(yù)防

可在施工前在方頭筋板上補(bǔ)焊導(dǎo)向板，避免鉆頭從方頭頂部至鉆筒頂部之間可能與巖體接觸的部位從上至下有明顯的臺(tái)階，最大限度保證平滑過(guò)渡。若筋板有足夠強(qiáng)度的情況下，也可以在其中一組對(duì)角筋板上焊截齒，截齒朝向卡鉆的巖體，靠鉆齒切削卡鉆部分巖石，提出鉆頭。

六、漏漿處理

為應(yīng)對(duì)漏漿，首先需盡量準(zhǔn)備估計(jì)地下溶洞的大概容積，然后保證泥漿池的容漿量至少為溶洞容積的兩倍以上，泥漿泵和補(bǔ)水用的水泵的型號(hào)比常規(guī)的都要大，以保證漏漿時(shí)快速補(bǔ)漿和補(bǔ)水，同時(shí)需準(zhǔn)備足夠的填充物置于待鉆孔附近，挖機(jī)型號(hào)至少為200以上，保證填充速度。

填充物材料：

1、加水的膨潤(rùn)土、鋸末、黏土、水泥的軟塑狀混合體。

2、片石+打包的散狀黏土，片石大小要考慮所用鉆斗的進(jìn)土口大小，片石最好為泥巖塊，且避免硬度過(guò)大。

3、塊狀膠泥，這種材料不透水且塑性、黏性均很好，填充后用鉆斗反鉆壓實(shí)，可充分填充溶洞空間，再次鉆進(jìn)也不易發(fā)生塌孔。

鉆孔時(shí)發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿緩慢下降，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿，且提出鉆頭，向孔內(nèi)加填充物，放入鉆頭，鉆機(jī)浮動(dòng)反轉(zhuǎn)將填充物1擠入巖石裂隙，以阻斷泥漿流失。

若泥漿面快速下降，漏漿太快，散填難以達(dá)到目的，應(yīng)及時(shí)大量補(bǔ)漿補(bǔ)水，且快速提出鉆頭，將填充物2或3在短時(shí)間內(nèi)大方量投入，放入鉆頭浮動(dòng)反轉(zhuǎn)，直至泥漿液面不再下降。

七、灌注大量超方處理

對(duì)于矮溶洞(小于1米)，且在溶洞所在深度處，周圍的樁孔沒(méi)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。

當(dāng)溶洞稍高時(shí)(大于1米小于4米)或該溶洞所在深度處周圍樁孔有溶洞分布的，且溶洞分布深度較淺的(如在15米以內(nèi))，可用填充物2或3將空溶洞填充后再次鉆進(jìn)。

對(duì)于高溶洞(大于4米)的，以上填充物難以將空溶洞填充完整，且回填效率低，施工繁瑣，可回填水泥砂漿或低標(biāo)號(hào)混凝土，待其初凝后方可鉆此鉆進(jìn)。這就要求溶洞之上地層在此期間不會(huì)發(fā)生塌孔。且溶洞中若存在富水情況，要充分考慮水泥砂漿填充后可能被大量地下水稀釋而影響凝固效果。

對(duì)于相互連通的溶洞組(可以通過(guò)相鄰樁孔溶洞的分布深度是否有相互重合的部分來(lái)判斷)，樁孔施工可按組施工。先將溶洞相互連通的一組樁孔統(tǒng)一鉆進(jìn)到溶洞底，然后統(tǒng)一回填，相互之間壓實(shí)，這樣可以保證將連通溶洞填充完整，最大限度地節(jié)省混凝土。按組施工需要計(jì)算好這一組樁孔施工完畢的時(shí)間，確保樁孔灌注前孔壁穩(wěn)定。

八、沉渣處理

保證泥漿質(zhì)量。下鋼筋籠前必須使用清底鉆頭清渣，保證下鋼筋籠后立即灌注，最大限度減少樁孔防止時(shí)間。常規(guī)措施無(wú)法清渣徹底時(shí)，可用氣舉反循環(huán)工藝。