溶洞注浆处理技术交底说课材料.doc

广州地铁
技术交底记录
D1-4
工程名称
广州市轨道交通三号线
北延12标【矮岗站】土建工程
分部工程
施工准备
分 项
工程名称
溶洞充填注浆处理
技术交底内容：
一、溶洞分布情况
根据地质补勘资料，矮岗站及站后折返线施工区域内的石灰岩地层存在岩溶溶洞等不良地质情况。
溶洞分布及相应施工钻孔如下表：
表1 溶洞分布及相应施工钻孔布置
溶洞编号
勘察孔
编号
物探推测分布面积
(m×m)
埋深范围
(m-m)
灌浆孔
φ130(个)
溶洞1
补1
待测定
17.10-17.80m
待定
补1加2
待测定
16.90-18.40
待定
补1加4
待测定
16.80-18.30
待定
说明：
正在进行补勘加密孔补1#加3、加4孔的钻探，以对该地段溶洞的发育、分布情况作进一步分析认定。
2007年12月19日《广州地铁三号线北延段岩溶处理专家组专题会议》上对溶洞处理提出指导意见：1、灰岩岩面在明挖基坑边线平面位置3m、竖向结构底板以下10m范围内属于高风险地带，所在范围内的岩溶溶洞必须进行注浆处理；2、注浆方式：岩溶溶洞周边采用双液浆，中部采用单液浆；先在周边注浆形成帷幕堵住其地下水通道，再对中心地带注浆。3、注浆孔平面分布按照2000mm×2000mm网格状控制整个溶洞的大小。4、充填注浆处理须在围护结构和主体施工之前进行。
现根据上述要求和有关地质的勘察资料、补充勘察资料以及设计图纸要求制定溶洞处理措施。
二、溶洞处理
2.1溶洞处理目的
2.1.1通过对溶洞处理，确保围护结构和主体施工安全，避免沉陷等意外事故的发生。
2.1.2溶洞填充物和灰岩地层承载力有很大的差别。通过对地层处理，提高该处地层的承载力，减小不同地层之间的差异沉降。
2.2施工方法
溶洞处理施工可分为两步：充填压密、灌浆。
溶洞灌浆采用袖阀管注浆加固法，袖阀管采用φ50 PVC管(管壁厚4mm，耐压值≥7.5MPa)，袖阀管下到溶洞底面，在溶洞段的管壁上钻φ6@300花眼作为出浆孔，外包橡皮箍作为单向阀。对于高度0～2m的溶洞，把送浆管直接连通袖阀管，对溶洞内的充填物进行压力注浆；对于高度2m以上的溶洞，在袖阀管内下入双塞芯管，对溶洞内的充填物分层进行压力注浆，分层厚度为0.5～1.0m。

图1 钻孔平面布置示意图

图2 钻孔立面布置示意图
2.3充填材料、灌浆参数的选择
钻孔平面布置间距为2m；
钻孔直径：一般灌浆孔直径为90mm ；
灌浆材料：采用32.5R级普通硅酸盐水泥；溶洞周边孔注双液浆，中部孔注单液浆。
袖阀管套壳料：水泥：粘土：水——1：1.5：1.88（重量比）；
固管料为单液水泥浆，配比为：水：水泥——1：1.5；
袖阀管注浆的浆液配比：水泥：水——1：1～0.5：1，先稀浆后稠浆。
注浆速度：30～70L/min；
注浆压力0.4～2.0Mpa， 灌浆终止压力1.5～2.0Mpa。
如发现地下有水流通道，孔内漏浆严重时，可掺入适量的的水玻璃作为速凝剂。水泥浆与水玻璃体积比C:S=1:(0.5～1)，其中：水玻璃：浓度为45Be＇，模数n=2.4～2.8。
2.4灌浆设备的选型
采用BW-150型注浆机，设置回浆管路和溢流阀。注浆泵主要性能要求：流量80L/min，最大压力4.5MPa，动力11KW，重量300kg。浆液搅拌采用自制的450L快速搅拌筒，转速250r/min，制浆量为6～10m3/h。灌浆管采用φ32×2.5无缝钢管和φ32五层高压钢丝编织胶管，工作压力为9MPa。
2.5浆液搅拌站、泵站设置
现场设水泥浆搅拌站集中供浆，集中制浆站宜制备纯水泥浆液，铺设φ50镀锌铁管输送至各灌浆点，输送泵采用BW-250浆泵。各灌浆点设移动式搅拌筒、灌浆泵设备，在测定来浆密度后调制使用。
浆泵站布置在交通便利、高程适中的平地上，并且紧邻水泥仓，以便于材料供应 ；送浆管路不宜过长，以减小输浆管路的压力损失。

图3 灌浆施工平面布置示意图
2.6施工顺序
整体施工顺序：按施工进展方向、溶洞分布里程，划分成多个工点依次展开施工。
单个工点施工顺序：按溶洞发育情况，划分成多个溶洞加固区，同时展开施工。
单个溶洞加固区施工顺序：
① 钻孔顺序：先钻中心孔，由内向外逐步扩大钻孔探查范围。
② 单个溶洞范围内的多个钻孔都完成，查明溶洞的大小后再进行压力灌浆。
③ 每个钻孔完成后，随即安装袖阀灌浆管；
④ 灌浆顺序：由外向内进行，先对溶洞边界(加固范围线)上的钻孔进行充填灌浆，阻断浆液漏失通道后，再逐步加密灌浆孔，进行溶洞区中部的灌浆压密。
2.7溶洞灌浆技术措施
2.7.1钻孔
(1) 成孔设备和钻进方法的选择：
选用XY-100型钻机，针对较软土层采用合金钻具回转钻进方法成孔；针对硬土层和破碎岩层采用风动潜孔锤冲击钻进。
(2) 钻机安装：
底座水平，机身稳固可靠。调整钻机高度，立轴对正孔位，将钻具放入孔口管内，使孔口管、立轴和钻杆在一条直线上，用罗盘、水平尺和辅助线检测立轴方向和倾斜角度。
(3) 钻孔护壁：
采用优质稀泥浆护壁。当砂层较厚、孔内容易出现塌孔时，用φ108mm套管护孔，待孔内注入套壳料并下入袖阀管后，再将φ108mm套管提出孔外。
(4) 钻孔注意下事项：
钻孔布置须避开地下管线和既有建筑物基础。
2.7.2安装袖阀管、浇注套壳料及固管止浆
（1）钻孔至设计深度后并采用清水洗孔后，立即将套壳料通过钻杆泵送至孔底，自下而上灌注套壳料至孔口，直至溢出符合浓度要求的原浆液为止。
（2）依次下入按注浆段配备的袖阀花管和芯管，下管时及时向管内加入清水，克服孔内浮力，顺畅下入至孔底。
（3）套壳料采用粘土和水泥配制，配比范围为水泥：粘土：水=1:1.5:1.88，浆液比重约为1.5，漏斗粘度24-26s；实际施工时应通过多组室内及现场试验，选取最佳配比。根据工程中的要求，套壳料凝固时间和强度增长速率应控制在2-5d内可灌浆。
（4）袖阀外花管采用φ50的聚氯乙烯塑料管，在管子注浆段上每隔30cm钻一排（3-4个）孔眼，孔眼直径6mm。针对每排孔眼，在管子外面套上一段长10cm厚1-2mm紧贴的橡皮箍并加以固定。
（5）固管止浆：在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管，在孔口上部2m孔段压入止浆固管料，直至孔口返止浓浆为止。止浆固管料采用速凝水泥浆，水:水泥=1：1.5。可采用水玻璃或氯化钙作速凝剂。
2.7.3待凝
要待孔口段止浆料凝固后才能灌浆。待凝时间控制在2～5d以内。
2.7.4开环灌浆
① 开环：灌浆的前期阶段，使用稀浆（或清水）加压开环。在加压过程中，一旦出现压力突降，进浆量剧增，表示已经“开环”。开环后即按设计配比开始正式注浆。
② 灌浆：采用双栓塞心管进行灌浆。根据各组注浆参数表要求，从孔底自下而上进行注浆，每排孔眼作为一个灌浆段，段长为100cm。
③ 注浆液采用32.5R普硅水泥，注浆时按先灌入稀浆后灌入浓浆的原则逐渐调整水灰比。开环压力为0.35MPa。正常注浆压力为0.4-0.8MPa。注浆压力控制在0.4～2.0MPa以内，并由下而上逐渐减小，视具体情况分别采用或作适当调整。
④ 注浆次序：注浆采用跳孔施工，以防发生串浆现象。
⑤ 间歇注浆：全孔段注浆完成后，间歇一段时间再进行第二次注浆，间歇时间控制在10～30min之内。
2.7.5终灌标准
① 当地层中有了足够的注入浆量且注入量小于15L/分钟时；
② 当注浆压力达到设计值或超过2MPa无法注入时；
③ 发现被加固建筑物有上抬的趋势时，立即停止注浆；
④ 发生串浆或浆液漏失严重时，立即停止注浆。
2.7.6后备注浆措施
每孔注完浆后，用φ20水管插入袖阀管内，泵入清水把袖阀管内残留水泥浆冲洗干净，以备复注。
2.8特殊情况处理
灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：
2.8.1应及早恢复灌浆，否则应立即冲洗袖阀管，而后恢复灌浆。
2.8.2若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。
2.8.3恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。
2.8.4恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。
灌浆过程中，发现冒浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。
三.总体施工部署
3.1工期安排
计划溶洞充填注浆处理所需总工期为35d，施工期间可根据工程进度需要，适当增减施工设备、人员的投入，以满足工期要求。工程施工控制指标见下表
表2施工进度指标表
序号
项目
进度指标(每天)
工作日
1
φ90钻孔施工
2孔
4
2
灌浆施工
150m3
3.2设备、机械配置计划
表3主要施工机械、设备配置表
序号
设备名称
数量(台套)
规格型号
主要工作性能指标
一
钻孔设备

1
钻机
3
XY-100
直孔钻进
2
泥浆泵
3
BW-50

二
灌浆设备

3
灌浆泵
2
BW-150

4
搅浆机
2
450L
4.5 KW
3.3施工人员的配备
表4 施工作业人员一览表
工作类别
配备人数
备注
施工队长
1
配备一名施工班长
专业技术人员
1

材料员
1

焊工
1
配备一名施工班长
钻孔班
20人
配备一名施工班长
注浆班
15人
配备一名施工班长
杂工
5人
配备一名施工班长
3.4材料计划
按实际发生数量为准，使用的材料为：水泥、速凝剂和PVC袖阀管。
四、灌浆质量保证措施
严格执行公司制定的技术管理制度和技术岗位制度，加强全面质量管理，建立健全全面质量检查监督机制和施工过程质量保证体系，采用“信息管理、动态施工”的科学施工方法，确保工程保质、保量，按时完成。
4.1按施工方案做好各项施工前的准备工作；
4.2做好技术交底工作。工程项目技术负责人对施工员、机组队长进行技术交底，确保施工按方案要求进行；
4.3做好各种施工机械的保养、检修工作，保证施工过程中机械设备的正常运转；
4.4根据设计图纸测放出注浆孔位，开工前专人复核检查；
4.5严格掌握好水泥用量，注浆施工时，应尽量保证各孔注浆量均衡；
4.6钻孔机对准孔位，调整垂直度，保证垂直成孔；
4.7在施工过程发现异常情况应及时汇报，以便采取措施解决问题，严禁盲目施工；
4.8认真填写好施工记录表及施工日记。
五、安全保证措施
5.1严格执行国家现行有关的安全施工规定。
5.2野外工作开始前，必须召开由有关人员参加公司生产安全会议，强化有关人员的安全意识，再进场施工。
5.3管理负责人及安全员应经常到施工现场检查安全工作，发现不安全因素，应及时采取措施予以消除。
5.4设备操作人员要严格按操作规程进行安全文明施工。
六、环境保护措施
6.1用砖砌用泥浆池，防止钻孔时泥浆外溢，污染周围地面。同时用膨润土制作高性能泥浆，减少泥浆的用量。
6.2施工所产生的废浆、废水必须经有效沉淀预处理并达到城市污水排放标准，方可排放，不得直接向场地排放。
6.3尽量在白天进行施工，同时选择低噪音的设备，避免施工噪音对周边环境产生不良的影响。
附件：1、补勘及补勘加密孔布置图
2、补1#及补1#加2钻勘岩样图
交底单位：
广州市轨道交通三号线北延段12标项目经理部
交底人：

2007年 12月 24日
交底对象：
广州市轨道交通三号线北延段12标项目经理部2分部
受交底人：

2007年12月24日
一式三份，施工队一份，项目部存档两份。