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1、溶洞處理施工方案目錄一、工程概況二、溶洞補充勘察成果分析三、溶洞處理目的、處理原則及重點、處理方法及施工工藝、處理目的、處理原則及重點、溶洞處理方法及相關要求、注漿工藝流程、溶洞處理的范圍的確定四、溶洞處理施工順序及施工注意事項、施工步驟、施工注意事項五、工期安排溶洞處理施工方案一、工程概況草暖公園至小北站區間在里程：YDK7+903。505YDK8+052。610范圍內，隧道穿越地石炭系灰巖地層。根據初勘、詳勘和溶洞補充勘察資料,隧道穿越區有較多溶洞。溶洞處理場地位于廣州市環市中路與解放北路交叉的東北角，即亞哥花園及花園外面環市路上和人行道上,地面標高9.1713.49m，相對高差4。32m2、,微地貌屬山麓斜坡堆積.溶洞補充勘察階段共分成5個施工小區，施工124鉆孔,27個CT孔對。本次設計是在補充勘察資料的基礎上,結合CT，根據溶洞的空間分布、溶洞與隧道的位置關系、溶洞充填物的類型，提出溶洞具體的溶洞處理方案.二、 溶洞補充勘察成果分析1、 根據勘察情況，該段溶洞分布廣，規模大，溶洞最大高度18.30m（D02)。補充勘察的124個鉆孔，70個鉆孔揭示有溶洞或空洞，溶洞集中分布,右線：YDK7+969.950YDK7+974.951和YDK8+006。114YDK8+026。113,左線:ZDK7+948.222ZDK7+963.221和ZDK8+002。060ZDK8+017。3、062，溶洞豎向位置主要在隧道結構底部和結構底板以下，探到最深溶洞底標高為31。44.2、 溶洞主要分于二、三、四區，占揭露到溶洞鉆孔的95.7%，一區僅有1個鉆孔揭露到溶洞,五區僅有2個鉆孔揭露到溶洞；3、 在剖面上溶洞主要分布在標高為5。35-31.44m范圍內，其中以分布在標高為-1.40-14.00m之間最為普遍;4、 在小于3。50m的140個溶洞中有72個無充填物，占51%；大于等于3.50m的27個溶洞中，4個為無充填物，占15%，其余均為半充填及全充填；5、 頂板厚小于3。00m為主，約占三分之二，大于3.00m約占三分之一;且裂隙發育，溶蝕強烈；6、 根據鉆進過程中鉆桿掉落，4、下落情況,是否返水，采上來的芯樣特征,大致判斷溶洞是否有充填物，半充填，全充填。溶洞充填物較為復雜,主要有灰黑色流塑狀淤泥，軟粘土,泥炭質粘土,粉質粘土；可塑狀的粘土，粉質粘土；硬塑狀的粘土，粉質粘土;稍密狀粉土， 中密狀粉土;松散狀的中粗砂；稍密狀的中粗砂；中密狀的中粗砂；以上各類土均不同程度地含有灰巖碎塊，巖屑。三、溶洞處理目的、處理原則及重點、處理方法及施工工藝1、處理目的1）確保盾構掘進期間的盾構機安全位于隧道底的部分溶洞，其填充物為淤泥和松散的細砂，承載力很低(4080Kpa），通過對溶洞處理，確保盾構機安全、順利通過溶洞區,避免盾構機突陷等意外事故的發生.2)防止地表塌陷和過大沉降5、位于隧道頂的部分溶洞，其填充物為淤泥、砂層和粘土，而隧道道底為中、微風化石灰巖，是典型的上軟下硬地層。不少溶洞呈串珠狀分布于位于隧道工作面范圍，由于溶洞夾板為巖層,難以形成土壓平衡掘進模式。通過處理，使隧道頂的地層和工作面土體能保持穩定，防止拱頂坍塌，工作面土體流失，減少地表沉降。3）滿足永久隧道結構的承載力、變形、防水要求溶洞填充物和灰巖地層承載力有很大的差別.通過對地層處理，提高該處地層的承載力，減小不同地層之間的差異沉降，減少管片滲漏，以滿足地鐵正常運營。2、處理原則及重點1）溶洞處理應結合補充鉆孔、跨孔CT物探資料來進行。2）防止盾構機突陷、明顯上軟下硬和永久結構后期沉降過大，處理的重6、點是隧道下部。3）主要針對填充物為淤泥、松散砂層、軟塑狀泥炭質粘土和粉質粘土的溶洞。4)注漿加固的次序：應考慮地下水的影響，確保注漿效果，減少注漿損失。5）針對不同的溶洞形式（空洞、填充物的力學指標不同)采取不同的措施.6)盡量利用已有的補勘鉆孔進行處理。7）結合盾構施工特點和工程需要，注漿加固效果的檢測重點以加固體強度控制為主。3、溶洞處理方法及相關要求根據每個鉆孔溶洞的情況，對不同的溶洞采取不同的處理方法. 1）無填充溶洞和半填充溶洞處理方法對大于2m以上的無填充溶洞和半填充溶洞，先采用填砂處理，后采用注漿加固的方法。填砂處理的方法是在原鉆孔附近（約0.6m）補鉆一個130的投砂孔。注漿加7、固的方法與見后面的全填充處理方法。共有7個大于2m的無填充溶洞.對小于2m的無填充溶洞和半填充溶洞，可采用注漿填充。 2)全填充溶洞處理方法采用壓力注漿的方法進行填充加固，注漿壓力從低到高,間歇、反復壓漿；采用以下注漿方式：(1）花管注漿：隧道兩側已埋設花管的鉆探孔(2）PVC袖閥管注漿:溶洞填充均勻，加固位置可控性強,主要是新增加鉆孔和隧道中間鉆探孔。3）注漿材料周邊孔：純水泥漿+水玻璃；中央孔：純水泥漿。4）注漿壓力和注漿量周邊孔：以相對小壓力、多次數、較大量控制；壓力0.21.0MPa，34次，總注漿量控制在92立方米以內.中央孔:壓力按0。82.0控制，3次，總注漿量控制58立方米左右8、。5）注漿間歇時間每次間隔610小時。6)注漿終止標準注漿終壓達到設計終壓,注漿量達到設計注漿量的80% ;或雖未達到設計終壓， 但注漿量已達到設計注漿量， 即可結束本孔注漿。4、注漿工藝流程1） 花管注漿工藝流程（1）預鉆孔：在確定要注漿的位置上用工程鉆機鉆孔至預定深度; （2） 制作花管：在25PVC塑料管上按間隔約2025cm的距離對開兩個直徑5mm的小孔,上下兩排孔的位置相互垂直；在小孔外面包上三層防水膠布;（3）下花管：在已完成的鉆孔中下入已制作好的花管，距孔口約812m以上則接上未鉆孔的PVC管； （4）封孔：在下好PVC管的鉆孔中距孔口56m位置用水泥砂漿進行封孔; （5）管線連9、接：在封孔達到35天齡期后，將注漿壓力管與花管進行連接；（6）制漿：按設計規定的水灰比制備水泥漿液；（7）注漿：啟動注漿泵,壓送清水,在此過程中壓力逐步提高，直到沖開封膠壓力回落后，泵送水泥漿液，一直注漿到設計所規定的壓力并穩定為止；在此過程中可視需要或設計規定進行間歇注漿，直至符合設計要求為止。(8)做好注漿過程中各項記錄：注漿時間、注漿壓力、水泥用量、水灰比、注漿過程出現的特殊情況等;（9）注漿達到設計要求后，清洗管路及花管，拆除注漿管,進行下一孔的注漿.2）袖閥管注漿工藝流程（1）預鉆孔:在確定要注漿的位置上用工程鉆機鉆孔至預定深度;(2）清孔：在已完成的鉆孔中用濃泥漿進行清孔，排除粗顆10、粒渣土；（3）下套殼料：按設計的配合比配制好套殼料，并從孔底往上灌注套殼料至到孔口；（4)制作袖閥管:在直徑50mm的PVC塑料管上按間隔35cm的距離開810個直徑5mm的小孔，開孔范圍長約58cm，各小孔的位置相互錯開；在開小孔約10cm長的外面套上一層約3mm厚的橡膠膨脹圈（即袖閥),兩端用防水膠布密封;（袖閥管市面上一般有成品賣,規格因廠家而異）（5）下袖閥管：在下完套殼料的鉆孔中下入已制作好的袖閥管；(6）管線連接：在套殼料達到一定齡期后（約3-7天），在袖閥管內下入注漿器，注漿器的中間約20cm長開槽孔,在其上下各帶有止漿塞，將注漿壓力管與袖閥管內的注漿器進行連接;（7）制漿：按設11、計規定的水灰比制備水泥漿液;(8)開環注漿：將注漿器下至需要注漿的孔段，啟動注漿泵，壓送清水，在此過程中壓力逐步提高，直到沖開橡膠袖閥及所對應位置的套殼，壓力回落后，泵送水泥漿液,一直注漿到設計所規定的壓力并穩定為止；在此過程中可視需要或設計規定進行間歇注漿,直至符合設計要求為止.（9）連續開環注漿：根據設計要求，上下移動注漿管，在需要注漿的各部位依照上述第8點的做法逐步開環注漿,直到完成所有孔段的注漿；（10)做好注漿過程中各項記錄：開環位置、注漿時間、注漿壓力、水泥用量、水灰比、注漿過程出現的特殊情況等；（11）注漿達到設計要求后,清洗管路及袖閥管，拆除注漿管，進行下一孔的注漿。5、溶洞處12、理的范圍的確定1）隧道頂部溶洞位于隧道頂部時:盾構隧道加固注漿加固的理論和經驗值為：B/25.0m，也就是35m,根據設計要求，取3m。2）隧道洞身溶洞位于隧道身時：隧道洞身和周邊3m：3）隧道底部溶洞位于隧道底時:防止盾構沉陷和差異沉降：隧底5m,主要針對淤泥、軟塑和松散砂層。四、溶洞處理施工順序及施工注意事項1、施工步驟1）管線探測該區域位于人行道及車道附近管線復雜，有光纜和煤氣管道，對施工影響很大，由于管線非常重要，改遷工作相當復雜，設計對管線采取的是避開方式.為確保施工過程中管線的安全，施工前仔細對管線進行探測,施工過程中聯系管線業主單位負責人進行旁站。2）止水帷幕施工根據設計圖紙的要13、求,先對四周向外擴張的溶洞進行注漿施工，形成一道止水帷幕，封住主要的水流通道，防止中間孔注漿過程中漿液四處擴散，對整個注漿量就可以進行控制。根據設計圖紙要求，左線外側有三道止水帷幕:B02B03，C04C05C06，C08C09D01D02；右線外側兩道止水帷幕：B30C32C33C34C35C36，D22D23D24D25。施工止水帷幕過程中,鉆孔按2.5m進行加密。具體順序是先對原有鉆孔進行注漿，注漿施工完成后再在原有鉆孔中間增加新鉆孔，新鉆孔既能夠對注漿效果進行檢測，又能作注漿孔，加強止水帷幕的止水效果.施工一個鉆孔然后注漿，完成之后再進行下一個鉆孔施工。對新增加鉆孔采用袖閥管注漿。3）14、投砂孔施工及投砂根據設計要求,對大于2m的未充填、半充填溶洞要進行投砂處理。投砂孔與原有溶洞鉆孔間距0。6m。4）中間鉆孔注漿；止水帷幕施工完畢之后，進行中間孔注漿,注漿采用跳孔施工。為保證注漿有序進行，對溶洞采用分區注漿。對每一個分區進行統一管理，原有注漿孔注漿完畢之后再進行補充鉆孔施工，也可以防止串漿。5）新增加鉆孔施工及注漿新增加鉆孔既能夠對原有鉆孔的注漿效果做一個很好的檢測，又能對影響較大的溶洞做一個補充處理。根據溶洞的情況，新增加鉆孔深度見溶洞處理施工圖紙.6)檢測溶洞處理施工完畢之后,對處理區內進行抽水試驗，根據抽水試驗的結果,指導以后盾構機的掘進施工。7）地面恢復及退場施工完畢后15、對場地內損壞結構物及地面進行恢復處理,主要是對地面進行填平，對破壞路面進行修復,對水池底板進行修復及進行防水處理，確保場地的順利移交。2、施工注意事項1)嚴格按照設計圖紙的要求進行施工，確保鉆孔深度滿足設計要求，鉆孔施工過程中做好編錄；2)嚴格控制漿液配比，做好施工記錄及各種簽證記錄；3)嚴格控制注漿壓力，加強地面監測，防止重要建筑物破壞；4）切實進行分次注漿,控制好分次注漿量和間隔時間;5）施工過程中如管道堵塞,及時進行清洗，嚴防堵管；6)施工過程中對異常情況及時向上級匯報，及時進行處理；7）施工過程中加強安全管理，尤其用電安全和防落物.具體施工措施見技術交底五、工期安排由于前期圖紙會審過程中用去大量的時間，借地時間至2005年12月15日截止，工期相當緊張.為保證能按期完成施工，在施工過程中采用兩班輪換制，在施工過程中加強管理，切實保證設備完好，人員充足，材料及時。