溶洞砂漿灌注施工方案一、工程概況本工程為溶洞地基處理項目，位于碳酸鹽巖分布區(qū)域，場地地層自上而下依次為：人工雜填土（厚0.5-2.0m）、粉質(zhì)黏土（厚2.0-5.0m）、石灰?guī)r（中風化-微風化）。根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，場地內(nèi)共揭露溶洞38處，溶洞洞高0.2-13m，其中洞高大于3m的大型溶洞12處，主要分布在場地中部及西南區(qū)域。溶洞充填狀態(tài)分為全充填（35%）、半充填（42%）和空洞（23%），填充物主要為軟塑狀黏性土、松散砂粒及灰?guī)r碎屑。場地地下水位埋深1.5-6.7m，地下水類型為巖溶裂隙水，具有較強的流動性和連通性。本工程采用水泥砂漿灌注法處理溶洞地基，處理范圍包括：基礎底面以下3m范圍內(nèi)所有溶洞基坑圍護結(jié)構底標高以下2m范圍內(nèi)溶洞樁基礎持力層影響范圍內(nèi)溶洞二、地質(zhì)狀況2.1巖土體特征人工雜填土：灰褐色，松散結(jié)構，主要由黏性土及建筑垃圾組成，厚度0.5-2.0m，承載力特征值fak=80kPa。粉質(zhì)黏土：褐黃色，硬塑狀態(tài)，干強度中等，韌性中等，厚度2.0-5.0m，fak=180kPa，壓縮模量Es=6.5MPa。石灰?guī)r：灰黑色，隱晶質(zhì)結(jié)構，中厚層狀構造，中風化段巖體完整性系數(shù)0.55-0.75，微風化段完整性系數(shù)0.80-0.90，飽和單軸抗壓強度30-50MPa。2.2溶洞發(fā)育特征平面分布：溶洞呈不規(guī)則分布，線巖溶率5%-55%，其中西南區(qū)域巖溶發(fā)育強烈，鉆孔見洞率達62.5%。垂向分布：溶洞主要發(fā)育在地表以下8-25m范圍內(nèi)，其中10-15m深度段為溶洞密集區(qū)。洞體形態(tài)：以橢圓形（長徑2-8m）和不規(guī)則形為主，部分溶洞具有分支結(jié)構，最大洞高13m（ZK28號孔）。充填特征：全充填溶洞：主要填充軟塑狀黏性土，含水量35%-45%，孔隙比1.0-1.2半充填溶洞：充填物為黏性土與灰?guī)r碎塊混合物，碎塊含量30%-50%空洞：無充填物，存在明顯的水氣空間，鉆探時出現(xiàn)嚴重漏漿現(xiàn)象2.3水文地質(zhì)條件地下水類型：松散層孔隙水（主要賦存于砂土層）和巖溶裂隙水（主要賦存于灰?guī)r裂隙及溶洞中）。水位特征：穩(wěn)定地下水位埋深1.5-6.7m，水位年變幅1.0-2.5m。水力聯(lián)系：巖溶水與上層孔隙水存在一定水力聯(lián)系，地下水徑流方向為由西北向東南，滲透系數(shù)k=5.2×10-3-8.5×10-2m/d。三、施工方案3.1施工準備3.1.1技術準備編制詳細施工組織設計及專項施工方案，進行專家論證進行現(xiàn)場勘察，復核溶洞分布位置及范圍編制注漿孔位平面布置圖，進行技術交底進行砂漿配合比試驗，確定最優(yōu)配合比3.1.2材料準備水泥：采用P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，進場需提供出廠合格證及檢驗報告，每200t進行一次抽樣送檢。砂：采用中砂，細度模數(shù)2.3-3.0，含泥量≤3%，泥塊含量≤1%。石子：采用5-10mm碎石，含泥量≤1%，泥塊含量≤0.5%，針片狀顆粒含量≤15%。水：采用飲用水，pH值6.5-7.5，不含有害物質(zhì)。外加劑：采用高效減水劑，摻量為水泥用量的0.8%-1.2%。3.1.3機械設備準備設備名稱型號規(guī)格數(shù)量用途地質(zhì)鉆機XY-1004臺注漿孔鉆進注漿泵HJB-32臺砂漿灌注攪拌機JS5001臺砂漿攪拌全站儀TS061臺測量放線水準儀DSZ21臺標高控制注漿管Φ50×3.5mm500m注漿通道袖閥管Φ76mm300m分段注漿3.2溶洞處理分類及措施3.2.1按溶洞大小分類處理小型溶洞（洞高≤1.5m）采用花管灌注水泥漿水灰比：先0.8-1.0（稀漿），后0.5-0.6（濃漿）注漿壓力：0.5-2.0MPa中型溶洞（1.5m＜洞高≤3m）采用袖閥管注漿注漿材料：42.5R水泥漿，摻加10%-15%粉煤灰注漿壓力：2.0-3.0MPa大型溶洞（洞高＞3m）采用水泥砂漿+素混凝土灌注先灌注M10水泥砂漿，注漿壓力6-8MPa當砂漿灌注量超過20m3仍未充滿時，改用C15素混凝土灌注3.2.2按充填狀態(tài)分類處理全充填溶洞采用袖閥管注漿，注漿孔間距1.5-2.0m注漿材料：水泥漿（水灰比0.5-0.6）注漿順序：先外圍后內(nèi)部，跳孔施工半充填溶洞先進行清孔，采用高壓水沖洗灌注M10水泥砂漿，注漿壓力3-5MPa設置排氣孔，確保充填密實空洞采用"先粗后細"填充法：先填入塊石（粒徑20-30cm）至洞高1/3處灌注C15素混凝土至洞高2/3處頂部30cm采用M10水泥砂漿灌注密實3.3注漿孔布置孔位布置原則以溶洞中心為基準點，按梅花形布置小型溶洞：單孔注漿，孔位偏差≤50mm中型溶洞：3-4個注漿孔，孔距1.0-1.5m大型溶洞：5-7個注漿孔，孔距1.5-2.0m，周邊設置排氣孔注漿孔結(jié)構孔徑：上部130mm，下部91mm孔深：進入溶洞底板以下1.0-1.5m垂直度：偏差≤1%3.4施工工藝3.4.1袖閥管注漿施工工藝鉆孔：采用地質(zhì)鉆機鉆進，鉆孔至設計深度清孔：用清水沖洗鉆孔，直至返水清澈下袖閥管：將袖閥管放入孔內(nèi)，管底密封，管外環(huán)形空間填入級配砂封口：孔口用速凝水泥漿封堵，長度0.5-1.0m注漿：采用分段注漿，每段長度0.5-1.0m，自下而上進行拔管：注漿完成后，緩慢拔出注漿芯管，清洗備用3.4.2水泥砂漿灌注工藝流程漿液制備配合比：水泥:砂:石子:水=1:2.5:1.5:0.5攪拌時間：≥2min漿液溫度：5-35℃流動性：坍落度180-220mm灌注過程控制注漿管埋入深度：始終保持在漿液面以下1.0m注漿速度：15-25L/min壓力控制：初始壓力0.5MPa，逐漸升至設計壓力間歇注漿：當壓力驟降或注漿量突增時，暫停注漿30min后復注結(jié)束標準達到設計注漿壓力并穩(wěn)定30min注漿量達到理論計算量的90%以上相鄰孔出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象3.5施工順序總體順序：先外后內(nèi)、先大后小、先深后淺分區(qū)分段：將場地劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個施工區(qū)，分區(qū)流水施工溶洞處理順序：第一層（地下25-20m）→第二層（20-15m）→第三層（15-10m）→第四層（10-5m）每個分層先處理周邊溶洞，后處理內(nèi)部溶洞相鄰溶洞處理間隔時間≥24h四、質(zhì)量控制4.1原材料質(zhì)量控制水泥、砂、石子等原材料進場必須有出廠合格證，并按規(guī)定進行抽樣送檢每批水泥檢驗項目包括：細度、凝結(jié)時間、安定性、強度砂子檢驗項目包括：顆粒級配、含泥量、泥塊含量石子檢驗項目包括：顆粒級配、含泥量、泥塊含量、針片狀顆粒含量外加劑應檢驗其減水率、泌水率比、抗壓強度比等指標4.2施工過程質(zhì)量控制鉆孔質(zhì)量控制孔位偏差：≤50mm孔斜率：≤1%孔深偏差：+50mm，-0mm孔徑：符合設計要求，不得小于設計值注漿參數(shù)控制注漿壓力：按設計值控制，誤差±0.1MPa注漿量：每孔注漿量與理論計算值偏差≤10%漿液配比：嚴格按試驗配合比執(zhí)行，每班至少檢測2次注漿時間：單孔連續(xù)注漿，因故中斷時間≤30min施工記錄詳細記錄每孔的鉆進情況、溶洞位置及高度記錄注漿開始時間、結(jié)束時間、注漿壓力變化過程記錄漿液配比、注漿量、外加劑摻量等參數(shù)每孔填寫注漿施工記錄表，并有質(zhì)檢員簽字確認4.3質(zhì)量檢測標準貫入試驗：注漿結(jié)束28天后進行，檢測點數(shù)量為注漿孔數(shù)的10%抽芯檢測：每50個注漿孔取1個檢測孔，芯樣采取率≥80%聲波測試：對大型溶洞進行聲波測試，波速≥3500m/s壓水試驗：檢查注漿體滲透性，滲透系數(shù)k≤1×10-5cm/s承載力檢測：采用平板載荷試驗，承載力特征值≥250kPa4.4質(zhì)量通病防治注漿壓力不足原因：漿液濃度過大、注漿管堵塞、溶洞體積過大防治措施：調(diào)整漿液配比、清洗注漿管、采用雙液注漿漿液流失嚴重原因：溶洞與周邊裂隙連通、地下水流速過快防治措施：先灌注速凝漿液、采用間歇注漿、縮小孔距地表隆起原因：注漿壓力過大、注漿量過多防治措施：控制注漿壓力、減少單次注漿量、增加注漿孔五、安全措施5.1施工安全管理建立健全安全生產(chǎn)責任制，配備專職安全員施工前進行安全技術交底，特種作業(yè)人員持證上崗定期開展安全檢查，每周至少1次全面安全檢查配備必要的安全防護用品，包括安全帽、安全帶、防護眼鏡等5.2鉆孔施工安全鉆機安裝平穩(wěn)，鉆架應牢固可靠，避免傾倒鉆孔時嚴格控制鉆進速度，防止卡鉆、埋鉆鉆進過程中密切注意孔內(nèi)水位變化，發(fā)現(xiàn)異常立即停鉆鉆孔棄渣及時清理，堆放距離孔口≥2m5.3注漿施工安全注漿泵及管路系統(tǒng)安裝牢固，接頭密封可靠注漿前進行試運轉(zhuǎn)，檢查注漿泵壓力是否正常注漿過程中，嚴禁將手伸入注漿管內(nèi)處理注漿故障時，必須先關閉注漿泵，釋放管路壓力5.4防水、防坍塌措施場地周邊設置排水溝，防止雨水流入基坑對空洞較大的溶洞，先進行臨時支護，防止坍塌注漿過程中監(jiān)測地面沉降，沉降速率超過5mm/d時停止注漿配備應急抽水設備，防止突水事故5.5應急措施突水事故立即停止施工，啟動應急抽水設備采用雙液注漿（水泥-水玻璃）快速封堵通知設計單位調(diào)整處理方案地面塌陷立即撤離施工人員和設備采用砂袋回填塌陷坑，防止擴大查明塌陷原因，制定處理方案機械傷害立即切斷電源，組織搶救傷員保護事故現(xiàn)場，分析事故原因采取防范措施，防止類似事故再次發(fā)生六、施工進度計劃6.1施工工期總工期45天，具體安排如下：施工準備：5天測量放線：2天注漿施工：35天（分區(qū)流水施工）質(zhì)量檢測：3天6.2進度保證措施合理安排施工順序，采用分區(qū)流水作業(yè)配備足夠的施工設備和人員，確保連續(xù)施工加強材料管理，保證原材料及時供應做好機械設備維護保養(yǎng)，提高設備完好率建立進度考核制度，實行獎懲措施七、環(huán)境保護措施施工場地設置圍擋，高度≥2.5m，減少揚塵擴散施工道路硬化處理，并定期灑水降塵攪拌機設置沉淀池，廢水經(jīng)處理后排放建筑垃圾分類回收，及時清運出場控制施工噪音，夜間22:00至次日6:00不得進行強噪音作業(yè)注漿材料妥善保管，防止泄漏污染土壤八、監(jiān)測措施8.1監(jiān)測內(nèi)容地面沉降監(jiān)測：布設15個沉降觀測點，監(jiān)測頻率1次/天地下水位監(jiān)測：設置8個水位觀測孔，監(jiān)測頻率1次/2天注漿壓力監(jiān)測：每孔注漿過程中實時監(jiān)測壓力變化周邊建筑物變形監(jiān)測：對距離施工區(qū)30m范圍內(nèi)建筑物進行沉降觀測8.2監(jiān)測預警值地面沉降：累計沉降≤50mm，日沉降≤5mm地下水位：單日變化≤1m建筑物沉降：傾斜率≤0.0028.3監(jiān)測數(shù)據(jù)處理監(jiān)測數(shù)據(jù)及時整理分析，繪制變化曲線當監(jiān)測值接近預警值時，及時預警并采取措施監(jiān)測結(jié)果每周報送監(jiān)理和設計單位