地下连续墙施工中突遇溶洞的处理

地下连续墙施工中突遇溶洞的处理

胡金礼

广州市交通站场建设管理中心有限公司，广东广州，5100375

[摘要] 以广州市中山八路交通换乘枢纽综合开发项目地下连续墙施工时突遇地下不明溶洞的处理为例，对地质条件变化复杂，地下连续墙施工中突发类似情况的处理提供借鉴，保证安全、经济、高效完成施工。

[关键词] 地下连续墙；施工；溶洞；袖阀管注浆

1 工程项目概况

广州市中山八路交通换乘枢纽综合开发项目（以下简称中山八公交枢纽）地块位于广州市荔湾区中山八路64号，用地总面积约为32,655平方米，其中净用地面积16,031平方米，规划用途为公共交通用地兼容商业用地，规划建设地下三层、地上六层，总建筑面积70494平方米，地下二层与地铁5号线、地铁11号线站厅层同层无缝换乘。

中山八公交枢纽是广州市首个传统公交首末站通过综合开发改造为无缝衔接地铁的公交枢纽项目。该项目以公交换乘功能为核心，采用“公交站场+换乘枢纽+社会停车场+社区服务”的开发模式，打造集无缝衔接公共交通设施与便利型商业功能、区域文化意象、公共空间场所效应及生态节能技术于一体的、具有示范意义的低碳型综合交通换乘枢纽。

2 项目岩土工程详细勘探情况

根据该项目岩土工程详细勘探报告显示，共布置45个钻孔，揭露该场地土层自上而下分别为杂填土、细砂、淤泥、粉质粘土、泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩。该场地在钻探深度范围内未揭露有影响场地稳定性的活动断层及断裂构造等形迹，未发现有明显的滑坡、溶洞、崩塌、地下埋藏物、暗沟等不良地质作用。

3 地下连续墙施工突遇溶洞及应急处理

该项目地下连续墙除部分与地铁十一号线共用外，其余地下连续墙共分60幅槽段（见附图1）

当N56、N58槽段分别施工开挖至-19米、-21米深时发生泥浆泄漏，泥浆迅速流失，N58槽段地下部分出现可见空洞（见附图2），槽

段周边场地没有发现开裂或者塌陷情况，施工单位已立即停止开挖、对开挖槽段进行回填并通知参建各方单位。建设单位马上召集各方专题研究解决方案，确定先采用“一槽两钻”进行地质超前勘探，孔深28米，查明地下地质情况。依据钻探结果，K2/K3/K8/加3等四个钻孔揭露有2~2.4米垂直高度的溶洞，K1和K5揭露有小溶洞，溶洞高度均小于3米。

               N56～N59超前钻孔分布平面图

钻孔孔柱状图

4 溶洞处理施工

根据钻探资料及实际情况，初步拟定采用袖阀管注浆（即双套筒双柱塞注浆）施工处理方案。

4.1袖阀管注浆施工工艺

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”，袖阀管为外径50mm、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。

4.2钻孔成孔

根据超前钻勘察资料，了解待处理溶洞代表钻孔柱状图，洞的顶、底界埋深，厚度。按照超前钻结果及溶洞发展判断趋势，在探到有溶洞的钻孔周围按照间距1.5m梅花形设置施工机械布置和实施钻孔探明边界，注浆孔及排气孔采用φ90-110mm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。（注浆孔点位布置见平面图如下（袖阀管合计29个）。

所有钻孔均要作好成孔记录（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”，确定洞的面积、体积、充填情况，原始记录必须真实准确。确定溶洞处理范围及溶洞的中心位置，划分中央注浆孔及周边注浆孔，作好标记，绘制包络图，预估处理工程量。

4.3成孔后下套壳料

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。

4.4下袖阀管

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。

4.5注浆液拌制

浆液宜采用42.5R普通硅酸盐水泥，浆液配合比为水：水泥=1：1.50注浆时可部分掺用粉煤灰，掺入量可为水泥重量的20%～50%，根据工程需要，可在浆液拌制时加入速凝剂、减水剂和防析水剂。坍落度宜为25～75mm，具体根据现场实际进行调整。

4.6固管止浆

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6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。

4.7注浆

用BW150型注浆泵注单液浆，浆液配合比：水：水泥 =1：1.5，浆液现场用LJ-300型搅浆桶搅拌；注单液浆采用分层注浆，先注下层溶洞，下层溶洞注满并稳压后再提管至上一层溶洞，直至注满。

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1.5～2.5 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。

设置观测点：每个洞体注浆前在地面设置3-5个沉降观测点，注浆时观测控制地面变化。

终灌标准：在注浆压力下1.5-2.5MPa终孔，以达到设计要求。

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。

4.8注浆孔封孔

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 溶洞处理效果检验

（1）采用钻芯法检测,随机在溶洞探明边界1.5m范围内布置检测点,检查溶洞充填物胶结情况或裂隙充填情况、钻孔泥浆是否漏失。

（2）应在注浆结束28d后进行。

（3）可选用标准贯入、轻动型动力触探、静力触探或面波等方法进行加固地层均匀性检测。

（4）如检测达不到要求,则在该点布置灌注孔,灌注堵漏直至达到设计要求。

6 结语

后经抽芯取样检验，采用袖阀管注浆施工方案对中山八公交枢纽项目地下连续墙施工时突遇地下不明溶洞的处理效果很好，为后续地下连续墙安全有序完成施工打下坚实基础。

袖阀管注浆工法在解决类似地下工程施工时遇到溶洞的处理，特别是对地质条件变化复杂的场景处理，较好保障了安全、平衡经济、快速高效处理方面提供借鉴。

参考文献：

[1]山西四建集团有限公司.袖阀管注浆加固地基技术规程:ISBN 978-7-5377-4192-7,山西科学技术出版社，2012。

[2]中华人民共和国行业标准.建筑地基处理技术规范：JGJ79-2012

[3]徐育金。施工过程遇到溶洞的处理措施，城市建设理论研究（电子版）2012年第006期