[發(fā)明專利]特大溶洞洞底處理施工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410745067.8
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104532821A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬良;張博軒;宋國映;王波
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵三局集團(tuán)有限公司;中鐵三局集團(tuán)第二工程有限公司
• 主分類號: E02D3/08
• 分類號: E02D3/08;E21D9/00
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道穿越特大溶洞施工的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特大溶洞洞底處理施工方法。

背景技術(shù)

在隧道施工時會遇到穿越溶洞的情況，在穿越特大溶洞的時候，常規(guī)的施工方法往往不能處理，或者處理成本很高，或者處理后工程質(zhì)量不能保證。

例如：某隧道開挖施工過程中，揭示巨型溶腔，其溶腔底高程平均低于線路設(shè)計軌面約45m，溶洞大廳采用混凝土回填的方式進(jìn)行溶洞處理，溶洞回填底部經(jīng)鉆探存在溶洞，基底以下20～30m范圍內(nèi)串珠狀溶洞發(fā)育，基底承載力無法滿足要求。

溶洞大廳基底加固施工難度大，施工空間受限,環(huán)境復(fù)雜,?巖溶發(fā)育，局部呈串珠狀串珠狀溶洞鉆孔后易塌孔，鋼管樁施工難度較高。由于注漿加固工程量大、工期緊張且地質(zhì)條件復(fù)雜，在注漿加固施工之前，利用常規(guī)的普通鉆進(jìn)和跟管鉆進(jìn)進(jìn)行工藝性試驗，鉆進(jìn)時多次發(fā)現(xiàn)鉆孔后不能及時安裝鋼管導(dǎo)致塌孔后鋼管無法安裝的情況；在鉆孔時采用每鉆進(jìn)一節(jié)鉆桿長度后及時跟進(jìn)一節(jié)套管的方式，雖然避免了塌孔的發(fā)生，但是仍然存在注漿無壓力的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有加固施工方法不能適用于特大溶洞的問題，提供了一種特大溶洞洞底處理施工方法。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)：一種特大溶洞洞底處理施工方法，采用跟管鉆進(jìn)工藝，在鉆進(jìn)過程中同步跟進(jìn)套管，將套管穿過易坍塌地層，將其隔住，跟管鉆進(jìn)至溶洞部位停止鉆進(jìn)后采用細(xì)石混凝土進(jìn)行回填，回填完成后繼續(xù)鉆進(jìn)。

具體步驟如下：

1）、輔助坑道施工，具體如下：

1.1）于隧道進(jìn)口左線線路右側(cè)設(shè)置一施工導(dǎo)洞，單面下坡，坡度52.94‰，采用無軌單車道運輸，斷面內(nèi)凈空尺寸為5.0m（寬）×6.0m（高）；

1.2）施工導(dǎo)洞進(jìn)入溶腔后接溶腔底部，坑底面與碎石土地面齊平；

1.3）施工導(dǎo)洞洞口段及底部與溶腔相交段采用模筑襯砌，其余地段采用錨噴襯砌，IV級圍巖設(shè)置拱墻型鋼鋼架加強(qiáng)支護(hù)，V級圍巖采用拱部注漿小導(dǎo)管及拱墻型鋼鋼架加強(qiáng)支護(hù)；

1.4）施工導(dǎo)洞采用錨噴構(gòu)筑法施工，光面爆破，IV、V級圍巖地段臺階法開挖；

1.5）清除碎石土前，在施工導(dǎo)洞井底前15×15m范圍外先施作三排φ76鋼管樁保持軟土堆穩(wěn)定，鋼管樁嵌入不小于1m，1m×1m交錯布置，逐級挖開洞口15m×15m范圍內(nèi)軟土，暫時堆積于邊坡以外20m的穩(wěn)定土層上；

1.6）對溶腔底碎石土進(jìn)行清除的過程中，整體分級清除，每級高度不超過2m，保證施工安全；

2）、施工場地清理：隧底以下溶洞的軟土部分進(jìn)行清除，清理至基巖表層后，為Φ76鋼管注漿加固提供工作平臺；

3）、鉆孔施工：采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)，在潛孔錘的下端加接一偏心鉆具，當(dāng)鉆具下到孔底后，順時針方向旋轉(zhuǎn)時，擴(kuò)孔器從中心偏離出來，與鉆頭同步旋轉(zhuǎn)，結(jié)果鉆出的孔徑套于套管外徑，套管隨著鉆頭的前進(jìn)而隨之下降，即實現(xiàn)跟管鉆進(jìn)；當(dāng)鉆進(jìn)至穩(wěn)定地層，套管已隔住坍塌地層時，提升偏心鉆具：將鉆具逆時針方向旋轉(zhuǎn)一下，擴(kuò)孔器在鉆頭中心軸偏心的作用下向中心收攏，通過套管將偏心鉆具提出孔外，再換用普通潛孔錘鉆進(jìn)穩(wěn)定地層至設(shè)計孔深；鉆進(jìn)過程中遇到溶洞時采用細(xì)石混凝土進(jìn)行回填，待混凝土終凝后繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)直至鉆進(jìn)至設(shè)計孔底標(biāo)高；

4）、鋼花管施工：

4.1）鋼花管制作：采用Φ76鋼管加工制作，管壁鉆注漿孔，孔徑8～10mm，孔間距10～20cm，呈梅花形布置，前端加工成錐形，便于鋼管的安裝，尾部長度不小于30～40cm，作為不鉆孔的止?jié){段，鋼花管單根長度為6m，按照鉆孔深度加工相應(yīng)長度的鋼管，鋼管壁端頭10cm進(jìn)行套絲處理，管結(jié)之間采用專用套管連接；

4.2）鋼花管安裝：鉆孔結(jié)束后及時安裝鋼花管，避免施工震動造成塌孔；采用人工配合鉆機(jī)安裝鋼花管，鋼花管的連接采用套管連接，安裝完成后及時封管，同時安排注漿所用進(jìn)、出漿管，及時注漿加固，鋼花管制作時外露長度不小于30～40cm，以便連接孔口閥門和管路；注漿管安放好后，在注漿管管口加上孔口蓋，以防止雜物進(jìn)入；

5）、封孔：

5.1）注漿主要針對土石分界面、巖溶通道、土洞充填加固處理，注漿鉆孔揭示有溶洞或較大開度溶蝕裂隙發(fā)育時，采用孔口管加止?jié){塞動態(tài)阻塞封孔,孔口管深入孔口以下深度不小于50cm；

5.2）對于鉆探過程中及沖洗后仍能返水的鉆孔，孔口采用濃水泥漿或水泥砂漿一次性封閉；所述濃水泥漿或水泥砂漿為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識；