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某溶洞处理施工方案-secret

工程地点：广州市 坦沙桥中中路西侧

建设单位：广州 村经济联合社

施工单位：广州中 工程公司

编制部门：项目部 审批部门：

某大厦工程施工组织设计方案.doc编 制 人： 编制日期：

审 核 人： 审核日期：

审 批 人： 审批日期：

施工组织设计（方案）报审表

工程名称：新建办公、商务中心 GD2202002□□

(7)中华液晶城办公楼及商务中心地质勘察报告及超前钻报告。

二、 工程概况及场地周边环境

2 场地工程地质及水文地质条件

2.1场区工程地质条件

根据勘察资料，本场区勘察深度范围内岩土可划分为回填土层 (Qml)、海陆交互相及陆相冲积层(Qmc+al)、残积层(Qel)，基岩为白垩系上统大朗山组（K2d2）。现自上而下描述如下：

(1)人工填土层：以杂填土为主，杂色，由碎石、砖块、砂及 粘性土组成，结构松散，层厚1.00～。

(2)海陆交互相及陆相冲积层：根据冲积层的沉积韵律分为两大层，第一个沉积旋回为第2层，包括淤泥、粉细砂中粗砂；第二个旋回层为第3层，包括淤泥、灰黄灰白色粉细砂、中粗砂、砾砂及黄色粘土粉质粘土。

(3)残积土层第4层粘土、粉质粘土，局部为粉土，褐色，含多量细砂，为原岩风化残积土。

(4)白垩系上同白垩系上统大朗山组基岩以（泥质）粉砂岩、细砂岩、岩灰岩为主，局部分布拥有泥岩、泥灰岩及砾岩，岩性种类繁多，岩性复杂。根据岩石风化程度分为强风化、中等风化和微风化。

2.2场区水文地质条件

场地地下水按含水介质特征划分，第四系砂土层赋存孔隙水，基岩赋存基岩裂隙水，淤泥（淤泥质土）、冲击成因粘土、粉质粘土、残疾粉质粘土渗透性能较差，属弱含水层或近似隔水层；细中砂、粗、砾砂，透水性较好，整个场地呈厚层状分布，是主要的富水层位，地下水量丰富。

岩溶裂隙发育，连通性较好，裂隙水水量丰富。红色碎屑岩裂隙水的发育与基岩裂隙是否发育有关，裂隙发育地段，地下水较为丰富。基岩裂隙水与上部砂土层孔隙水水力联系密切。

第3层灰白黄色砂土层其上有较厚的淤泥、淤泥质土，或粉质粘土近似相对隔水层时，孔隙水具有承压性质。场地毗邻珠江，地下水主要受大气降水几珠江水的渗透补给，并向珠江径流排泄，勘察期间，实测钻孔地下水位0.80～4，场地地下水水量丰富，连通性好，并与周边河流有很密切联系。

根据调查，基坑3倍开挖尝试范围内基本没有重要建构筑物，拟建场地内的建筑物均已拆除，具体如下：

基坑北侧连线距用地红线约，已超过3倍基坑开挖深度。

基坑东侧边线距离桥中中路边约，已超过3 倍基坑开挖深度。

基坑南侧连线距用地红线边约，距离规划路边约，均已超过3 倍基坑开挖深度。

基坑西侧连线距用地红线边约，红线外21～有多栋1层砖混建筑物，地铁6号线区间隧道在红线外侧呈南北向大致平行于用地红线，距离基坑边约42～66米。绝大部分已超出地铁保护50m范围。

三 、土溶洞处理目的、方法及技术要求

土、溶洞处理的目的是使土、溶洞的空腔能填充密实，充填物能够与周围环境固结成为一个整体，且具有一定的强度，切断洞体与地下水、溶隙水的联系，使其不再发育，以保证地基的稳定性和建筑物的安全。土洞处理的目的是使处理后的土体强度提高，减少地基沉降量，确保地基的稳定性，同时也可以保证桩基工程的安全、顺利施工。

采用高压灌注砂浆（或低标号混凝土）、袖阀管注浆、花管注浆相结合的处理方法；

(1)对于全充填型土、溶洞采用袖阀管注浆处理方法；

(2)对于半充填或未充填型土、溶洞且洞高小于或等1.5m采花管注浆处理方法；

(3)对于半充填或未充填型土、溶洞且洞高大于或等1.5m采用泵注砂浆（或低标号混凝土）与花管注浆相结合的处理方法，即采用混凝土输送泵将砂浆M10（或低标号C15混凝土）由钻孔通过导管直接注入洞中，再利用花管注入水泥浆以填充洞的顶板、底板处的薄弱环节以及低标号混凝土灌注盲区，使洞内充填物与洞壁固结成为一个整体。

灌注砂浆（混凝土）、袖阀管注浆、花管注浆适用范围如下表：

(1)在每个基础桩位布置1～2个注浆孔。当布置一个注浆孔时，孔位位于基础桩的中心位置；当布置两个注浆孔时，孔位沿基础桩南北向中心线布置，孔距1.50m；

(2)基础桩桩号为2、4、7、9、12、13、21、29、30、32、35、41、51、53、59、198的注浆孔灌注水砂浆或素砼；基础桩桩号为3、5、6、11、15、17、19、20、22、24、33、34、36、38、40、44、45、46、47、48、54、60、74、186、220、271、283、284、285、286、291、292、294的注浆孔采用花管灌注水泥浆或双液浆；基础桩桩号为1、10、14、16、18、25、26、27、31、39、49、57、95、247的注浆孔采用袖阀管灌注水泥浆或双液浆；

(3)在岩溶发育地段相应的支护桩位置布设注浆孔，注浆孔号至北向南依自为：B1～B65，共65条。

注浆孔布置及编号图见附图1。

4 注浆施工工艺设计要求

注浆总体施工顺序遵循“先外后里、先大后小、先砼后浆”的原则：

（1）岩溶注浆施工在主体结构和支护桩施工之前进行；

（2）注浆应在钻孔完成并安装完注浆管或套管后进行；

（3）先注砂浆孔，后注水泥浆孔；

（4）先注基坑周边孔，再注基坑内的结构桩孔。

（5）对于基坑内其余注浆孔，宜先施工周边相邻多个注浆孔并注浆，后施工中间的注浆孔，并采用间隔跳跃方式注浆。

（6）对多层溶洞要先处理下层溶洞再处理上层的。

（7）根据现场情况，拟将现场以场地中央为界分为南、北两区同时施工，具体施工顺序见下表。（可根据现场施工情况作动态调整）

在正式注浆前，现场应进行注浆试验。根据设计要求的水泥用量等指标，最终确定注浆压力、水泥用量、配合比、注浆次数等施工参数。再以此获得的相关参数作为施工控制参数进行正式施工。

四、 土、溶洞处理施工工艺及流程

1 砂浆或低标号砼施工工艺及流程

适用范围：洞高≥1.5m且无充填或半充填的土、溶洞；

利用高压混凝土泵通过导管直接将砂浆或低标号混凝土注入土、溶洞中，直至达到设计要求，再通过排气孔利用花管进行补浆，二次充填固结洞体顶底板及低标号混凝土四周未充填密实的部位，使充填物和洞壁胶结形成密实的整体。泵送低标号混凝土施工工艺基本工序可分为：泥浆护壁成孔及扩孔、安装导管及固管、低标号混凝土拌制及灌注等步骤，具体施工工艺流程图见下图（图4.1—1）。

测量员根据待处理土洞上代表钻孔的坐标确定土洞的中心位置，作好标记，测定施工前的地面标高，将测量放样结果报建设方、监理批准。根据放样结果就近搭建临设，运进设备，确定材料堆放场所。

按施工勘察报告及设计图纸进行布置钻孔，并做好标记。

钻孔施工采用XY－100型钻机，注浆孔用φ127mm钻头泥浆护壁钻进，排气孔用φ89mm钻头泥浆护壁钻进，采用钢护筒护孔，并一边施工，一边判定土、溶洞边界（结合剖面变化判定）。

在施工前，现场技术人员要熟悉场地岩（土）层发育情况和土洞物探成果，了解待处理土洞代表钻孔柱状图，土洞的顶、底界埋深，厚度。所有钻孔均要作好成孔记录（土、溶洞的顶、底界埋深，厚度、充填情况及充填物性质，基岩段要取芯并编录，钻孔泥浆返浆或漏浆情况等），填写“钻孔原始记录表”，确定土洞的面积、体积、充填情况，原始记录必须真实准确。

在在钻进过程中，若揭露溶洞洞高大于3.0m的孔为，可直接灌注素砼，若发现溶洞

已被相邻注浆孔灌浆时充填，根据充填情况，若为全充填时，选用袖阀管注浆，反之，选用花管注浆。

钻孔成孔后安装Ф108mm注浆导管，导管进入溶洞底以上0.3～0.5m或进入溶洞顶板以下0.3～0.5m，并高出地表面约50cm，高出地面导管在导管头焊接法兰，防止导管掉入孔内。然后在孔口以下1米范围内浇注砂浆固定导管、充填导管与孔壁的间隙，防止泵送砂浆（混凝土）过程中导管移位，并将管口与地泵输送管连接。

PVC管直径为75mm， 壁厚为3.6mm,在溶洞部位每隔20cm对开2个直径为2～3cm孔洞。将已制作好的PVC管置于排气孔内。

搭建搅拌站，搅拌砂浆。砂浆的强度为M10，配合比通过试验室确定。素砼采用商品C15混凝土，通过地泵泵送。

(7)泵送砂浆（或素砼）

终注标准：直到达到设计压力，灌满为止。注浆完毕后，采用纯水泥浆，用花管通过排气孔进行补浆，注浆压力为0.5～1.0MPa。

施工工艺技术参数见一览表（表4.1—4）

注浆施工结束后，起拔套管并及时将孔口封堵。

2 串孔、多层溶洞等特殊溶洞的注浆方法及技术措施

遇到特殊溶洞如大溶洞，应事先做好准备，做到心中有数，在事故发生时，做到不慌不乱，同时采取事先准备的应急措施，进行处理。应查明原因，采取具体有效的技术措施，预先估算并储备足够的商品混凝土，灌注时，需低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆或掺加速凝剂等方式处理。在灌注素砼时，配合双液浆进行灌注。或跳孔注浆，待相邻孔内浆液达到终凝后，再继续施工。若施工现场还未能阻止串孔、坍塌，应会同相关方，共同商讨应对措施，使得问题得以及时解决。

对于多层溶洞：先用φ150mm钻头泥浆护壁钻进至岩面，下入φ146mm套管，再用φ130mm钻头钻进至最底层溶洞，并超过最底层溶洞0.5m，下入108mm的导管注砂浆，注浆时，自下而上，按照洞高分布规律，依次提升注浆导管，逐级灌满。

3 袖阀管注浆施工工艺及流程

适用范围：①土洞中的全充填部分；②全充填的溶洞。

袖阀注浆（即双套筒双柱塞注浆）施工工艺是目前一种比较先进的注浆工艺，其适应性强，对砂层、粉土、淤泥层等均能达到较好的注浆加固效果。能进行定深、定量、分序、分段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆法、压（挤）密注浆法与渗入注浆法的优点。

袖阀管注浆法使用的注浆工具为“袖阀管”，袖阀管为内径50～60mm、一次性使用的塑料管，由两部分组成，注浆段为带射浆孔的花管，注浆段以上为实管。花管每隔33cm（即每米3组）钻一组（6～8个孔）射浆孔，射浆孔呈梅花形布设，其外为长5～8cm的橡皮袖阀包裹。袖阀管注浆法的基本施工工序可分为泥浆护壁成孔、浇注 套壳料、下袖阀管及固管止浆、注浆等步骤。袖阀管结构及具体施工工艺流程图见下图。

以中心点为基点进行布孔，各孔做好标记。采用XY－1型钻机，移机就位，对中后，φ91mm钻头泥浆护壁钻进。终孔深度要求：基础桩位孔深应不小于超前钻揭露最底层溶洞底0.5m；支护桩位孔深：B1～B7号注浆孔为35m, B8～B12号注浆孔为39m, B13～B17号注浆孔为34m, B18～B22号注浆孔为39m, B22～B27号注浆孔为48m, B28～B35号注浆孔为27m, B36～B41号注浆孔为32m, B42～B46号注浆孔为38m, B47～B65号注浆孔为

30m。（若揭露溶洞洞高超过1.5m且无充填或半充填，扩孔至130mm灌注水泥浆或素砼；洞高≤1.5m且无充填或半充填的溶洞采用花管注水泥浆）

在注浆段范围内（溶洞顶、底板之间）要浇注套壳料（粘土水泥浆），用来防止袖阀注浆管在注浆过程中变形、变位或损坏，并能保证水泥浆通过袖阀注浆管。要求套壳料收缩性小，脆性较高，早期强度高。套壳料的耗损、扩散系数取1.3。

①.套壳料用量(m3)＝1.3π【（r12 (钻孔半径)－r22 (袖阀管半径）】×h(注浆段高度)。

②.套壳料配合比为水泥：粘土：水＝1：1.50：1.88（重量比）。

制作方法:量取94kg水加入搅拌罐中,再加入75kg粘土（称重）；强力搅拌后再加入一袋水泥（50kg）搅拌均匀即可。

③.套壳料浇注：将钻杆下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内，直至注浆段高度以上0.2m处为止。

袖阀管分花管和实管两部分，根据注浆段高配备花管，下管时管内灌入清水克服浮力，使花管占据注浆段（对土洞、溶洞要超出顶、底界各0.20m），土、溶洞顶界以上至地面为实管，实管要高出地面一定高度，尽量使袖阀管垂直居于孔中心。花管与实管要连接牢固。袖阀管下底端要套好锥形堵头，上顶端要戴上保护帽，保护帽上注明注浆孔号。

浆液配合比为水：水泥=1：1.50。在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入4分镀锌管至套壳料顶面(待加固土洞顶界位置)，从4分镀锌管中注入配置好的浆液直至孔口返出，孔口浆面下沉后应多次回灌，保证固管止浆效果。

浇注套壳料、下袖阀管及固管止浆要作好记录，填写“袖阀管注浆套壳料浇注及固管止浆记录表”一式四份，并及时报验。

在注浆泵压力表上观测注浆压力，开环压力0.3Mpa，终止注浆压力2.0～3.0 Mpa，稳压30—60分钟后清洗袖阀管并预开一次环，以待下次再注。

注浆量：注浆时根据搅拌桶的容积和浆液流量确定注浆量，在搅拌桶中配好浆液、测定体积后再将浆液输入注浆池中，注浆池直接与注浆泵相连。注浆时再通过压力表和浆液流量来控制注浆量。另外，通过计量现场水泥用量，也是掌握注浆量的有效措施。一般先期注浆孔的注浆量大于后期孔，外围注浆孔的注浆量大于内部孔。

终灌标准：在注浆压力下，注入量＜1～2L/min，稳压15 min。

在注浆过程中，应观察相邻注浆孔的返水、排气、冒浆情况，若周围孔有浆液冒出，说明注浆效果好。若周围注浆孔没有反应，且注浆量过大，特别是在土、洞底部当浆流失过大时，应采用“间歇定量分序注浆法”进行注浆,以控制浆液扩散范围。分序为跳孔注浆，定量为每孔每次5.00m3，间隔时间为12小时。

作好注浆记录,包括注浆压力、注浆量、水泥用量等。填写“袖阀管注浆记录表”一式四份，并及时报验。

整孔注浆不得超过3小时，如3小时没注满则清洗袖阀管；如果二次注浆两小时后仍没有压力反应则调整水泥浆配比至0.6：1，如仍无压力反应或单洞灌注水泥浆用量超过20m3,则改注双液浆，水玻璃用水稀释到30%，与水泥浆以1：1的比例同时注入洞内，凝固时间约为2到3分钟。

注浆完成28天后，可对注浆部位进行检测，对不合格的部位进行补注浆，直至全部合格。

水泥浆采用32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比0.5～0.6；注浆压力2.0～3.0MPa，先稀后稠，如溶洞中注浆液流失较严重，甚至单孔灌注水泥浆用量超过20m3时，采用水玻璃双液注浆。

水泥采用32.5及普通硅酸盐水泥，并配置1：1的水泥浆；

注浆施工结束后，及时将注浆孔用砂浆自下而上充填封堵。

适用范围：洞高小于或等于1.5m且无充填或半充填的溶洞。

(1)制作及插入花管管

花管采用6//镀锌钢管，注浆口开孔间距为330mm，开孔处管外紧箍橡胶套，覆盖注浆孔。钢管的底端头用土工布等物包紧扎死，插入钢花管至设计深度后起拔套管，即花管应下至溶洞底板处。

(2)制作及安装排气管（PVC管）

PVC管直径为75mm， 壁厚为3.6mm,在溶洞部位每隔20cm对开2个直径为2～3cm孔洞。将已制作好的PVC管置于排气孔内。

在正式注浆前，应进行注浆试验。根据设计要求的水泥用量等指标，最终确定控制注浆压力、水泥用量、配合比、注浆次数等施工参数。

(4)配制注浆液及注浆

注浆过程中，出现地面冒浆或压力突变，应立即停止注浆，查明原因，采取相应的措施。若单孔灌注的水泥浆量超过20m3仍未灌满，则采用水泥、水玻璃双液浆进行堵封，直至达到设计注浆压力要求。

注浆完毕后，采用纯水泥浆，用花管对排气孔进行补浆，注浆压力为0.5～1.0MPa。

注浆施工过程中应做好相应的施工记录，对钻孔深度、每轮注浆压力、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。

注浆结束标准应根据下列情况综合决定：a.注浆量达到设计要求；b.注浆压力超过设计值；c.地面冒浆。

注浆过程中的注意事项：应对地面、周围建筑物、地下管线、进行沉降、倾斜、变形和位移观测。

水泥浆采用32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比0.8～1.0（稀），0.5～0.6；注浆压力0.5—1.0MPa，先稀后浓，以浓为主；如溶洞中注浆液流失较严重，甚至单孔灌注水泥浆用量超过20m3时，采用水玻璃双液注浆。

水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥；

注浆施工结束后，及时将注浆孔用砂浆自下而上充填封堵。

5双液注浆施工工艺及流程

适用范围：对于花管注浆、袖花管注浆灌注的水泥浆超过20m3，仍未灌满或达不到注浆压力，采用水泥、水玻璃双液进行注浆。

双液注浆是通过注浆孔，将水泥·水玻璃混合浆液一次性充填到所需加固溶洞、土洞、土体间隙中。利用其迅速凝固的特点，从而阻断岩溶的连通通道，从而达到封堵的目的。由于水泥·水玻璃浆液的固结时间可以控制在一定范围之内，因此可以人为地控制浆液流动距离，又由于该浆液具有胶结性，因此可以与充填物和前期充填的浆液及砂浆、低标号砼连结成整体，从而达到封堵的施工目的

①水泥浆配成水灰比为1:1的浆液；

上述两种浆液采用体积比为1：1混合方式，由注浆泵注入到已灌注水泥浆的溶洞的间隙中，使填充在溶洞内的水泥浆液充分挤压胶结成为一个整体，达到溶洞处理的目的。

(4)注浆施工控制参数

因注浆施工范围内涉及到多个不同土层、溶洞、土洞，特别是涉及到溶洞、土洞的注浆时，实际施工中的注浆参数应根据具体的实际情况进行调整。

②注浆速度：按20~30L/min控制。

DB3305／T 119-2019 公路沥青混合料拌和站建设规范.pdf③注浆时间：按分段（0.5米）5～10分钟左右控制。

④注浆压力，注浆压力控制范围在0.5~1.0MPa范围内。

⑤注入浆量，与土洞、溶洞的性质、深度等有关，实际平均注入浆量在0.3~0.4m3/min左右，溶洞、土洞间隙等部位的注浆应首先满足充填要求。

6）注浆液配合比：A、B液的注入比例为0.7~1.0，在实际操作时回沟矿井联合建筑施工组织设计.doc，根据各土层的情况控制双液混合后凝结时间控制在30秒~2分钟左右，由此调节A、B液的注入比例。

注浆结束标准：当注浆压力逐步升高，达到设计终压，并继续注浆10min以上，且有一定的注浆量，吸浆量在20L/min～30L/min以下时，即可结束该孔注浆。

双液注浆具体施工工艺流程图见下图：