溶洞处理施工方案

一工程概况建设单位：连州市宝盈房地产开发有限公司设计单位：广东工业大学建筑设计院有限公司勘察单位：核工业衡阳第二地质工程勘察院 监理单位：清远卓越工程建设监理有限公司 施工单位：广东宏业建筑工程公司连州宝盈广场位于连州大道人民路原北湖影剧院，建筑场地东面与肯德基等已建 四层楼房相距约6.00米，东南角与东门中路相距约6.00米；南面与已建七层楼房相 距约6.00米，东南角与荷香街相邻；西面与荷香街相邻；北面与连州大道相距约8.00 米。连州大道在场地北面经过，场区交通便利。场地原已铺设砼面，原地貌属残坡积 地貌。勘察时地面标高为0.20m0.30m，高差为0.10m，地面基本平坦。二、工程地质情况根据本工程地质钻探、主厂区场地勘察深度控制范围内的地基，场地内岩土分层 自上而下简述为：1、素填土（Qmi）：分布于场地地表，揭露层厚0.7m6.0m，平均厚度2.27米， 浅褐灰色，稍湿，松散状，主要有碎石砂粒及粘性土组成，底部为耕植土，局部见旧 建筑物基础。2、残坡积粉质粘土（Qei+pi）：呈中一巨厚层状分布于场地，揭露层厚0.58.6m， 平均厚度2.84米，层顶埋深0.75.5m，层顶标高-5.2m-0.4m，土黄、浅黄色，成 分以粉粒为主，含少量粉砂，局部夹粉土，湿一很湿，可塑状，土质粘塑性一般。3、微风化石灰岩（C）：场地中各钻孔揭露到本层，钻孔揭露厚度为7.5m18.58m （含溶洞），层顶埋深2.0m13.00m，相应标高-12.70-2.80m。岩石呈浅灰、灰色，隐晶质结构，中厚层构造，岩芯呈短柱状局部块状，局部裂隙发育，部分钻孔揭露至 此层时漏水，岩石坚硬，锤击声脆，岩体基本质量等级为III级。4、根据地质勘察已探明溶洞（钻孔号分别为ZK1、ZK4、ZK19、ZK35、ZK37、ZK40、 ZK-42、ZK-45、ZK-49、ZK-69、ZK5-78），同时根据目前基坑开挖的揭露情况，在基 坑BC、CD.DD1.DD2.EFG.IAB段均有溶洞出露，溶洞无充填、掉钻或充填软粘土，钻 进过程中溶洞严重漏水漏浆，其走向、范围尚未探清楚；溶洞分布、埋藏孔深段、洞高、充填物及钻进情况等详见下表孔号顶板标高（m）顶板埋深（m）溶洞高度溶洞顶板厚度充填情况主要填充物漏水情况备注ZK1-10.2010.501.002.50全充填软塑状粘性土不漏水稳定性一般ZK4-8.709.002.500.50全充填软塑状粘性土不漏水稳定性较差ZK19-8.308.600.303.60全充填软塑状粘性土不漏水较稳定ZK35-8.208.506.504.60全充填软塑状粘性土不漏水稳定性一般ZK37-19.2019.502.0015.20无充填空洞漏水较稳定ZK40-4.104.403.001.60全充填软塑状粘性土不漏水稳定性差-11.5011.803.204.40全充填软塑状粘性土不漏水稳定性一般ZK42-12.2012.502.509.30无充填空洞漏水较稳定ZK45-8.308.503.002.50全充填软塑状粘性土不漏水稳定性差ZK49-12.2012.502.009.50全充填软塑状粘性土不漏水较稳定ZK69-15.2015.501.002.50全充填软塑状粘性土不漏水稳定性一般ZK78-8.208.500.404.30全充填软塑状粘性土不漏水较稳定三、溶洞地质危害分析及处理方案3.1、溶洞特点溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水 和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不 同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依，千姿百态、陡峭秀丽的山峰 和奇异景观的溶洞。3.2、溶洞的地质危害分析溶洞面标高起伏差异大，大小变化不一，且无一定的规律。因此，在有溶洞的地 区建造建筑物就要十分慎重处理，特别是高层建筑就要更应该慎之又慎。本工程溶洞 对基坑及周边环境影响主要有以下几个方面。（1）溶洞易形成贯通，与附近河流形成水力联系，一旦基坑围护结构隔水失效， 易导致基坑失稳。（2）溶洞部位承载力差，易使基坑内支撑结构失稳（IAB,ED段）。（3）溶洞区岩板承载力不足，易被支护桩顶穿从而导致基坑路面系统崩塌，排水 等引起的支护桩沉降可引发土钉、锚索因剪切失效，影响基坑稳定性。（4）溶洞区岩体承载力差，易引起主体不均匀沉降，给后期主体及附属构筑物使 用带来安全隐患。3.3溶洞处理范围（1）溶洞的分类溶洞按其填充物的特性分为以下3类：全空溶洞，溶洞内无任何充填物或者绝大 部分空间被地下水充填；部分充填溶洞，溶洞内部分被淤泥或其它力学性质较差的岩 土充填；完全充填溶洞，溶洞被粉土、黏土或其它力学性能较好的岩土充填。（2）溶洞的处理范围基坑周边：沿支护桩四周4米的范围内布置地质钻孔，特殊地段场地不足时，可 加大注浆量，钻孔深度深入基坑底不小于1m，布孔间距为1.2mX 1.2m梅花型布置。（3）溶洞的处理方案结合工程的实际情况，如遇较大溶洞，或溶洞无充填物时可采用钻孔下管灌注C20 素混凝土进行充填，同时预埋袖阀管深入基坑不小于1m进行后注浆，以确保桩底岩 层有足够的承载力，避免因下部连串溶洞的顶板岩体承载力不足而引起桩沉降。如溶洞为粘土充填或其它力学性质较好岩土充填时（完全充填）可采用袖阀管注 浆，深度为深入基坑不小于1米，同时需布置排气孔，以使空气、水及淤泥充填物等 返浆排出。采用1： 1水泥浆，注浆压力控制在0.5MPa以内。如溶洞为部分充填时，可向溶洞内填细砂或颗粒较小的砂石料，填充时采取压力 吹填方式，然后进行注浆加固，注浆采用1： 1水泥浆，压力控制在0.3MPa内。四、溶洞处理施工1、处理步骤（1）预处理区测量放点（2）探明施工，确定溶洞范围(3) 对以探明溶洞的探孔下袖阀管或PVC管(4) 对溶洞进行灌填施工(5) 验收检测2、施工流程(1) 测量放线首先根据地质资料及基坑开挖溶洞的揭露情况，对拟加固处理区按1.2X 1.2m间 距将各钻孔位定出，并打设钢筋作为标志。(2) 钻机就位进行钻机成孔施工前施工场地周围因事先进行平整，然后移动钻机至要施工的钻 孔处，钻机用木枋垫平稳，保证在成孔施工过程中钻机不会有较大的晃动而影响成孔 的质量，最后用罗盘仪调整好钻杆的垂直度以保证钻孔垂直，再调节钻机位置，使钻 头对准所要施工的孔位。(3) 探孔施工钻机就位后即可进行探孔施工，探孔采用XY-100型地质钻机，钻孔孔径中110mm， 孔径误差不大于5mm，钻孔位置的平面尺寸误差不得大于50mm，成孔的倾斜度不超过 1.0%。钻机采用泥浆循环、护壁成孔和清孔，如遇特殊岩土时需下套管钻机，防止塌 孔。成孔深度要求进入溶洞底岩层不少于1.0m，深入基坑底不小于1m，取以上两个 深度的较大值作为钻孔深度的控制值。进入岩层时开始抽芯，以抽芯长度确定入岩深 度。(4) 封孔口待钻机钻到设计位置后，在孔内埋设中100mmPVC管，管口用麻袋封堵，以免进 入杂物堵塞，以备后期进行混凝土回填，如为全充填式溶洞则从钻杆内向孔内注入封 壳料。封壳料采用水泥、粘土混合浆，配合比为水泥：粘土：水=1:1.5： 1.88, 3 天龄期抗压强度约为0.3Mpa。(5) 排气孔施工为保证注浆或灌注素砼的质量，在探明溶洞或土洞后每一个填充孔必须布置一个 有效的排气孔，保证注浆或灌注素砼的顺利进行。排气孔成孔施工与探孔施工方法一 致，成孔完成后下一条中75PVC管至溶洞顶口处，PVC管管口预先用水泥袋封住，避 免在下管过程中泥浆进入管内堵塞管路，在注浆或灌注素砼前用高压空气将排气孔疏通。PVC管下入长度以正好进入溶洞顶板为宜，不宜伸入溶洞洞体过长以保证排气孔 能有效排出气体，因此在补勘孔施工过程中应做好记录，探明溶洞顶板及底板的埋深。（6）泥浆固化处理：成孔过程中，泥浆应排放到固定的贮浆池，沉淀、排水后，加入适量 的水泥进行固化处理，然后外运。3、施工工艺（1）混凝土回填施工待排气孔施工完毕后，在探孔处进行混凝土回填，混凝土强度为水下C20，塌落 度控制范围为120180，因PVC管孔径较小，为避免堵塞，宜采用塌落度为160，待 排气孔返出浓水泥浆后十分钟不下沉及可终止灌注。因部分溶洞漏水，为避免混凝土 水泥浆因流失而造成强度不足，以及避免基坑底部存在连串溶洞等情况，回填前应现 将袖阀管预埋至基坑底1米以下深度，以备后期补强注浆。布孔示懿混凝土灌注孔，下100PVC管，成孔口径为110袖闹管50塑料管.成孔口径为110专盈广场溶洞也回埴示意图(2)袖阀管注浆a：待注入封壳料后，应立即将制作好的塑料袖阀管插至孔底，并尽量使袖阀管垂直和位于孔的中央。b：待封壳料的强度达到0.3Mpa后，可开始第一轮次注浆，水泥用量为设计注浆 量的50%。采用带有双向密封装置的专用注浆枪注浆，注浆从下而上逐环进行，浆液 水灰比为1.0，注浆压力应控制在0.5MPa以内，如溶洞为部分充填时，压力应控制在 0.3MPa以内，全孔注浆段注浆完成后，把铝塑管插至袖阀管底，用清水把袖阀管内的残留浆液清洗干净。c：待凝12小时后，可开始第二轮次注浆，水泥用量为设计注浆量的30%。注浆 方法同第一轮次注浆，浆液的水灰比调整为0.8。d：待凝12小时后，可开始第三轮次注浆，水泥用量为设计注浆量的20%。注浆 方法同第一轮次注浆，浆液的水灰比调整为0.8。e：注浆施工过程应做好相应的施工记录，对钻孔深度、每轮次注浆压力、每轮次 注浆量、每轮次注浆时间和总注浆量等参数进行详细记录。及时整理资料，经常分析 对比相邻注浆孔和相邻排注浆孔的注浆流量、注浆压力和注浆量等参数，根据各参数 的变化情况估计注浆效果。对注浆过程中存在的问题，及时进行分析处理。f：注意事项 注浆过程中，应对地面、周围建筑物、地下管线、基坑进行沉降、倾斜、变形和位移观测。 进行不同水灰比的小样配比试验，确定0.8： 11： 1的材料用量，便于施工工 艺控制。 施工时应受水文地质条件的影响，因及时调整浆液配比。 注浆过程中严格按照试验配比控制水泥浆比例，避免对注浆质量产生影响。 针对地下溶洞，严格执行先探后施工顺序。 施工布孔时应查明地下管道分布，钻孔位置应适当的调整位置避开管道及构筑 物。 施工过程中必须针对含有溶岩水的溶洞进行填充与压浆处理，隔断地下岩溶水 的水力联系，避免溶洞中的岩溶水与周边建筑物下部岩溶水形成连通，从而因基坑降 水导致坑外建筑物的地基沉降，进而导致建筑物的破坏，引发地质灾害。排气孔VOPVC管,成孔口径为110袖阀管网料管顶孔口径为110五、施工组织方案1、施工管理体制制度:本项目采用项目经理负责制管理,施工管理架构如下表:2、施工机械组织，本工程组织设备如下表，工程施工主要机械表:序项目设备名称型号数量备注1钻机XY-100N4台2泵150PWN4台3、材料组织计划项目部设专负责材料的采购，保证施工进度及现场要求。4、总用电量200KW5、工期:按业主指定工期完成。6、检测方法按28天强度为准，也可考虑14天龄期检测。方法：钻孔抽蕊，观察土体及溶洞顶板密实情况及标准贯入度检测。六、质量保证措施1、严格遵守和执行有关的质量规范.2、严格按项目管理体系进行施工管理.3、施工按各部门意见严格执行.4、施工前,根据设计要求，报审施工组织计划.5、每台设备进场，做好设备报验和调试，对浆管接头和管体进行气密性检测。6、施工前进行认真的技术交底和安全教育7、做好材料准备，每批水泥必须按规范送检合格后使用.8、严格标定孔位，误差V50mm.9、调节好钻机垂直度，偏差1%10、施工时要求设备参数达到设计的要求.11、施工中，出现中途停机，灌浆重新开始，以保证施工效果.12、浆液按设计标准配制.13、施工人员全部持证上岗，保证施工人员技术素质.七、安全施工措施1、为切实保证施工人员安全，树立”安全第一，预防为主”的思想，根据国家建 设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施.2、建立安全保证体系，除企业已有的机构外，工地设置安全机构，工程项目设立 安全小组，班组设安全员，形成一个健全的安全保证体系，工地的安全管理机构负责 工地日常的安全工作，定期组织安全检查，对不符合要求的要及时发出整改通知指导 工程项目部和班组安全员的工作，对违章作业者进行批评教育和处罚.3、优化安全技术组织措施，包括以改善施工劳动条件，防止伤亡事故和职业病为 目的的一切技术措施，如积极改进施工工艺和操作方法，改善劳动条件,减轻劳动强度, 消除危险因素，机械设备应没有安全装置.4、机械操作人员必须持证上岗，各种作业人员应配带相应的安全防护用具及劳保 用品，严禁操作人员违章作业,管理人员违章指挥.5、施工中所用机械，电器设备必须达到国家安全防护标准，自制设备，设施应通过 安全检验,一切设备应经过工前性能检验合格后方可使用，并由专人负责,严格执行交 班制度，并按规定定期检查保养.6、凡进入现场的一切人员，均要戴安全帽，正确使用”三宝”，要配合公司安全 月检工作,工程项目部要实行周检，项目点要日检，施工中抽检，及时消防安全隐患.7、严格执行各项安全操作规程，施工前要进行安全交底，每月定期进行安全教育, 加强工人的安全意识教育.8、上落基坑的通道，应搭设安全遮拦，在主要出入口处挂醒目的安全防火宣传语 牌.9、现场施工用高低压设备及线路，严禁电线随地走,所有电箱应有门，有锁，有危 险标志，严格执行施工现场临时用电安全技术规范的规定.10、在施工过程中，对地面沉降，支护位要定期观察，监控.11、各种机械要有专人负责维修，保养.12、使用机械时,操作员要密切注意机上仪器，仪表.指针是否超出安全范围，机体 是否有异常振动及发出异响，出现问题应进行停电关机处理.13、设备基础必须平稳，牢固，支撑措施必须齐全，不得使用临时支撑，高大机械在 多风季节前设缆风绳.八、文明施工措施1、为避免施工现场混乱现象，现场文明施工划区域派专人负责落实岗位责任制， 搞好环境卫生工作.2、施工现场必须按施工平面图进行布置，不能随意改变.3、工地现场入口设置现场标志牌，明确各区域负责范围，不定时检查和督促.4、现场材料进场道路保持畅通无阻，排水畅通,无积水，场地整洁，材料堆放整齐, 无施工垃圾.九、附有关地质资料及基础平面图1、土洞分布平面图（业主未提供）2、钻孔柱状图