岩溶处理方案（通用8篇）
大唐林州热电厂岩溶发育规律及地基处理方案
在岩溶发育地区采用高密度电法确定场地岩溶的规模及大小,通过工程钻探查清岩溶在平面上及空间上的`分布规律,根据分布规律分析其发育成因,进而结合目前国内岩土工程现状提出岩溶地基处理的措施.
作 者：江兆云 别传炎 JIANG Zhaoyun BIE Chuanyan 作者单位：中南电力设计院,湖北,武汉,430071刊 名：资源环境与工程英文刊名：RESOURCES ENVIRONMENT & ENGINEERING年，卷(期)：23(1)分类号：P642.253关键词：岩溶地区 勘探方法 发育规律 处理措施
1 工程实例概况
某石油1100万t/年炼油厂交通快速、方便, 拟规划厂面积约为2.62k㎡。工程内容包括两部分, 即:厂外工程、厂内工程。其厂内工程包括1000万t/年炼油工艺装置、公用工程、油品储运等;厂外工程包括给水设施、道路防护、供电线路等。各地区底层分布状况如下。
(1) 填土、每层厚度约为0.87 m。
(2) 粉质粘土, 层厚分别是5.23 m、2.54m, 中等压缩性能。
(3) 含有砾的粉质粘土, 层厚依次是1.79m、2.45m, 可塑、硬塑。
(4) 粉质性粘土, 8.12 m厚, 硬塑。
(5) 风化砂岩, 约为5.94m厚, 局部较坚硬。
(6) 强风化砂岩, 5.21m厚, 粉砂质结构。
(7) 中风化砂岩、泥岩, 8.78m厚, 层状结构。
2 强夯石化工程岩溶地基施工的对策
由于石化工程建筑有多种类型, 对沉降变形和地基承载力有着多种要求, 如果采用单一、简单的地基处理方法, 很容易浪费施工成本, 延误施工工期, 同时还会引发很多其他问题, 因此, 在施工过程中, 应尽量避免利用单一的地基处理方法, 但当前地基处理方法形式多样, 具体采用哪种处理方法, 还需要结合工程实际情况, 因地制宜的选择。在此工程地基处理中, 利用全场地单层、双层强夯和处理石化建筑区域桩基的方案, 结合各分项工程地基承载力的要求, 采用形式不同的单层、双层务实处理, 再进行强夯处理。结合各个分项工程对地基承载力的各个要求, 设计CFG桩复合地基及处理钻孔灌注桩。结合石化区域内各个建筑地基承载力需求, 可利用单层、双层强夯对其进行加固处理[1]。
(1) 单层处理和强夯。在此以常减压轻烃回收装置作为主要例子, 此建筑区域为单层强夯处理地基部分, 顶层处理地基包括两个区域, 即7000k N.m能级强夯处理区域、4000k N.m能级强夯处理区域。结合标准贯入试验、静载试验等结果, 常减压轻烃回收装置4000N.m能级强夯区域, 在强夯地基后, 其地基具有较好的性能。结合有关设计规划和施工经验可以得知, 此区域在夯后, 其地基承载力特征值能够达到210k Pa。
(2) 双层的强夯。本文以产品罐区汽油罐组为主要例子, 在此区域中利用了双层强夯置换施工技术。充分利用了超重型动力触探试验、静载试验两种方法。检测点按照平均和随机的基本原则, 具有很高的代表性。其检测结果证明, 此区域夯后地基承载力达到了具体规定的要求。
3 石化工程岩溶地基CFG桩具体施工方案
有的建筑区域运用了CFG桩方案实施再处理, CFG桩运用了长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩。
(1) 在施工之前, 先处理地表, 待桩基就位之后, 检测和调整钻杆垂直度, 之后进行钻进工作, 并设计标高。
(2) 想要提高CFG桩质量, 就必须要做好混凝土灌注工作, 在此施工中, 钻杆与混凝土灌注应一起进行, 拔管速率结合试桩, 进而确定出参数, 并对其控制, 保持均匀的速度, 到地质硬的地段中, 应换挡调至到低档进行, 在一些软弱的地层中, 应快速前进, 进而降低扩孔系数, 持续进行混凝土泵送工作。在粉土层和饱和沙土层中, 混凝土灌注设计CFG桩顶标高至少要达到60cm, 如果达不到这个要求, 应进行泵送, 直到达到要求后, 停止泵送。
(3) 移动桩基后, 将钻泥及时打扫, 在混合料灌注十四天之后, 才能开挖桩间土, 并对其进行清理[2]。
上述建筑区域CFG桩试桩施工完成之后, 对其进行了静载试验、全面性的检测, 有关检测结果可直接表明, 在通过CFG桩处理之后, 地基承载力会不断提高, 因此, 想要提高地基承载力, 可应用CFG桩处理方法, 但是否能够应用CFG桩处理方法, 还要结合具体的施工情况。
4 石化工程岩溶地基钻孔灌注桩的施工方案
4.1 选择灌浆材料
砂料用量:运用粒径不超过2.4mm, 细度模数不能超过2.0, SO3含量在1%范围内, 含有机物、泥量都不能超过3.2%质地良好的天然河砂;水泥用量:运用普通硅酸盐类型的水泥;水玻璃运用情况:模数3.35, 波美度60;石子采用状况:含泥量不能超过4%的质地坚硬的材料。
4.2 混凝土灌浆的流程
其灌浆施工工序如下:钻机准备→钻孔进行→下灌浆管→灌浆进行→拔灌浆管→回灌钻孔→封孔施工。在进行钻孔时, 必须要记录好钻孔, 并详细描述出岩层性质。在进行裂缝发育区利用水灰比约为 (1~0.5) :1的水泥浆实施劈裂灌浆;对岩溶发育区域利用水:砂粒:水泥比为 (1~0.8) : (0.4~0.6) : (0.6~1) 的水泥砂浆实施灌浆工作。在进行灌浆过程中, 应结合钻孔沿竖向的溶洞分布状况, 进而对浆液成分进行调节。在控制灌浆浓度中, 应按照从小到大的基本原则实施控制。
灌浆压力运用0.3~1.6MPa, 可结合灌浆料大小, 针对性、有目的的调节。在揭露钻孔时, 一旦出现溶洞, 再加上实际灌浆量太小, 应在此孔边补上钻孔, 再进行灌浆。在灌注洞区基础边之处伸溶洞, 在进行灌浆工作时, 应融入促凝剂, 加快浆料的凝结, 掺入量为水玻璃:水为1~4:7。钻孔回灌:在结束首次灌浆工作后, 用灌浆管灌入1:0.6:1的水泥砂浆实施补灌。终级灌注标准为:以下条件满足其一就能够停止灌浆:在指定的压力下, 一是灌注率不超过0.39/min时持续50 min;二是灌注率不超过10/min时持续80min;三是灌注率不超过20/min时持续110 min。
4.3 具体控制对策
(1) 具体技术控制对策:定位放线, 确保桩位的有效;在埋入好护筒之后, 及时检查桩位;在准备好钻机后, 实施开孔验收工作, 严格把握好质量;在钻进成孔中, 对钻机倾斜状况及时检测, 对泥浆性能进行检查;在验收终孔工作时, 不符合标准的不能移动机器;检测保护层垫块布局是否合格, 如果不合格, 应及时返工。
(2) 加强施工工艺的对策:在钻进中, 结合旋挖桩机自带GPS, 定期或者不定期检查钻杆是否垂直, 其垂直度是否符合具体要求;控制好泥浆池之中各个泥浆的比值, 确保孔壁有效性、固定性, 在制定出插干之后, 将笼子准确、及时定位, 但在定位之前, 还要结合施工现场实际情况, 选择出最佳的定位位置。
(3) 控制灌注混泥土的具体对策:在灌注混凝土之前, 应对混凝土坍落度进行检测, 将埋管的深度控制在可以接受的范围之内, 达到灌注的要求;在灌注中, 对导管内外砼面高差准确探测[3]。在完成上述工作后, 可实施荷载试验, 试桩载荷试验的结果表明, 通过处理钻孔灌注桩后, 地基承载力会得到加强, 进而满足建筑设计的需求。
5 结语
综上所述, 大量的建筑工程实践结果表明, 在软件地基上建立起的大型油罐, 其基础倾斜、不均衡沉降作是影响正常使用地基的主要因素, 如何才能处理好这两个关键因素, 是我国建筑企业应重点考虑的问题。随着科学技术的进步和发展, 再加上多年的施工经验表明钻孔灌注桩加固或者CFG桩地基处理能够在最大程度上提高地基承载力, 并达到建筑设计的要求, 因此, 在进行此类工程中, 可以利用这两种方法, 进而达到加强地基承载力的目的。
摘要：我国石化工程软土地基处理工序很复杂, 再加上处理设施、处理技术的滞后, 导致在处理软土地基的过程中出现了很多的问题。以我国某石油1100万t/年炼油工程为主, 深入研究和分析了地基通过单层或双层强夯预处理之后, 在核心建筑区域运用加固钻孔灌注桩或者CFG桩处理地基, 并分析处理效果, 得知利用这两种方法可使地基承载力满足建筑设计的要求。
关键词：石化工程,岩溶地基,处理方案
参考文献
[1]盛志战, 苏振兴, 陈彬.扩顶CFG桩在大型油罐地基处理中的应用[J].建筑科学, 2013 (01) :43-45.
[2]武亚军, 章长松, 张孟喜.高真空击密法油罐地基处理应用研究[J].港工技术, 2007 (06) :89-91.
关键词：岩溶处理；钻孔桩
1 工程概况
钟鸣特大桥位于铜陵县钟鸣镇内，施工里程DK141+681.045～DK149+144.735，共有桩基础2153根，桩径分为1m、1.25m、1.5m、2m四种，桩长为6-97m不等。岩溶钻孔桩底部岩层（泥质灰岩）强度δ0=600kPa至800kPa不等地质坚硬。桩长较长，且地层坚硬，故选取冲击式钻孔桩机进行施工，同时相较其它桩基施工方法，岩溶桩基施工采用冲击式钻孔桩机能大幅降低卡钻发生的概率，且在发生卡钻的情况时便于处理。
根据地质勘探资料统计，归纳出钟鸣特大桥岩溶发育的特点：
（1）溶洞高度大，钻探孔所示单个溶洞最大高度在20米以上。
（2）溶洞层数多，单根桩施工最多需穿过上下共超过七层溶洞。
（3）溶洞埋深浅，一些溶洞顶板距地表仅有十余米。
（4）岩溶发育深，下层溶洞往往埋深较深，最深可达地面以下近100米的深度，超长桩长。
（5）岩溶发育集中，多数溶洞为成片发育，溶洞相互串联。
（6）岩溶周边情况复杂，例如，69#、70#墩紧邻既有线芜铜铁路两侧，85#墩距钟鸣自来水地下取水源不足100米，109#～133#地表土为粘性极小的砂土。
2 岩溶钻孔桩施工的前置工作
2.1岩溶处理方法的备选
本工程采取了片石粘土回填、袋装水泥回填、素混凝土回填、钢护筒跟进、注浆等方法作为岩溶处理的备选方法，根据每根桩的不同情况选取一种或数种岩溶处理方法，后文将具体介绍每种方法的选用原则。
在确定了岩溶处理方法后应当积极备料，以满足岩溶处理的需求。
2.2其它岩溶区钻孔桩施工的准备工作
（1）安排桩机施工顺序，一个承台内首先施工桩长最长的桩，相隔一日再施工与之相邻的桩。
（2）熟悉掌握地质柱状图，将溶洞可能所在的位置的标高换算成孔深，对桩机作业人员进行交底，在钻进至地质柱状图所揭示的溶洞顶板以上1米处应当减小锤头的冲程。
（3）测量放样后，应设置4根坚实的护桩，在钻孔施工过程中作为参照。
3片石粘土/混凝土/其它回填物回填
3.1片石粘土回填
片石粘土回填是进行岩溶处理是最为简便与经济的一种方法。将片石粘土以一定比例混合（片石：粘土=3：1～4：1，片石直径10～50cm）后回填至钻孔桩岩溶区，再经钻锤的反复冲锤挤入溶洞内，在溶洞口形成质密的人造泥结石孔壁。
一般片石粘土回填工序为：片石粘土拌和、回填、補浆、再钻进。
此种方法，可大致将其分为两大类：
（1）漏浆，被动回填
由于冲击式钻孔桩采取泥浆护壁，当冲击入溶洞内时，或已处理的溶洞内发生人造孔壁坍塌，均会导致孔内泥浆流失，即漏浆。发生漏浆时，应需及时使用片石粘土回填的方法将漏浆口堵住，并制造新的人工孔壁。现场施工时，岩溶处理大多数回填均属于此种情况。
（2）进尺异常，主动加强
岩溶施工中，采取片石粘土回填的方法往往会产生一个误区，即不漏浆就不需要回填。很多时候即使暂未漏浆，也需采用片石粘土回填的方法对孔位进行处理。在岩层中钻进时，如遇进尺突然加快，说明该桩钻孔已进入岩溶区，未漏浆只是该溶洞内含有砂土、砾石等填充物。但此类溶洞内的填充物粘性极差，仅可维持一段时间的稳定。故应在遇到此类状况，应主动使用片石粘土回填，后反复压实，重新钻孔。实践证明，此类情况采取主动回填，要比待发生漏浆在进行回填的效果要好上数倍。
图1左图为主动回填，在溶洞底板打穿之前进行回填，再钻进时，由于溶洞底板的限制，回填的片石粘土只能被迫压缩和向溶洞内挤入，形成较厚且质地较密的人造孔壁。右图被动回填，当溶洞内有较为松软的填充物时，刚打穿溶洞时未发生漏浆，但在继续向下进行钻进过程中，由于震动，及泥浆的循环，造成上层溶洞漏浆，再进行片石粘土回填如图1右图。此时需要回填的片石粘土较多，且不易控制具体的回填米数。其次，回填米数较多，再次钻孔时，溶洞底板至孔底段的回填物被不停的压缩，不能提供足够的支撑力使更多的回填物挤入溶洞内，故此时形成的溶洞内人工造壁十分薄弱，很容易在钻孔中被震塌。
图1
3.2混凝土回填
一些孔位处于溶洞与岩层的交界处，或溶洞底部倾角过大时，经回填片石处理达不到明显效果，可采用混凝土回填的方法，一些溶洞高度过大的溶洞也可采用此种方法。
混凝土回填工艺与水下灌注桩基本相同，不再赘述，回填至溶洞顶口以上1m处左右即可，砼标号采用水下C30，回填后应当待混凝土强度达到70%以上时再恢复钻进。
3.3 其它回填物回填
袋装水泥适用于底下暗河处理，一些孔位出入地下暗河之上，回填物极易被水流冲走，此时采用袋装水泥回填能起到很好的效果。应当严格确定地下暗河标高，溶槽高度，根据溶槽口高度及桩径来控制投放袋装水泥的数量。投放时，可使用草绳或麻神等将数袋袋装水泥捆绑为一个整体，以加强袋装水泥的抗水流冲击作用。回填后以锤头压实，待强度达到后再次钻进。如此可在地下暗河的河道内形成一个袋装水泥的“坝体”，将钻孔桩的孔位与地下暗河隔离。
水泥拌土适用于岩溶裂隙，此种孔位大多表现为缓慢漏浆。选择粘性较好的粘土，但水分不宜过大，水泥采用普通硅酸盐水泥，以每方土100kg～200kg水泥的比例，使用挖机进行充分拌合。将拌制好的水泥拌土回填入待处理的孔内，每回填1至2米，应使用锤头进行压实，如此回填至溶洞上口1～2米左右即可。回填后，应间隔24小时以上才能恢复钻进。
4 钢护筒跟进
钢护筒跟进是岩溶处理的重要方法之一，它可以有效地防止钻孔桩孔内坍塌、地面下陷，对于漏砼也有一定的作用。但由于钢护筒跟进成本较大，故仅在岩溶发育丰富处、桩长超长、土层粘度极低、或溶洞埋深较浅等情形下使用。
4.1 钢护筒跟进参数选取
钢护筒跟进参数原则：起到稳定作用、满足工艺要求、经济。根据钟鸣特大桥岩溶钻孔桩施工选出钢护筒跟进的参数有：
（1）钢护筒几何结构参数：每节高1.5m、直径较桩径大20-40cm，直径小于1.5m时壁厚8mm，直径大于或等于1.5m时采用12mm。
（2）跟进参数：单层钢护筒跟进至坚硬的岩层顶口或第一层溶洞底口，多层溶洞可采取多层钢护筒跟进的方法，先外层，后内层，每加一层钢护筒，则护筒底口至下一层溶洞底口。内层钢护筒直径比外层钢护筒直径小5-15cm，同时要保证最内层护筒直径比桩径大15-25cm，防止卡钻，一般情况下钢护筒层数不超过三层。如图2
图2
4.2 钢护筒跟进工艺简要及注意事项
钢护筒跟进现场工艺流程为：钢护筒制作加工、扫孔、钢护筒逐根或数根吊装入孔焊接跟进。
注意事项：扫孔是必做准备工作，确保钢护筒顺利跟进及垂直度；溶洞区间钢护筒应采取满焊；当钢护筒遇阻时，应在护筒顶口上盖跑道板，再使用钻锤轻压；钢护筒跟进并非在孔内溶洞为空洞时进行，钢护筒所穿过的溶洞内应首先使用粘土回填后冲孔才可。
5 注浆
岩溶钻孔桩先导管法注浆，是利用钻孔，将浆液注入溶洞或裂隙中，通过置换、充填、挤压等方式以改善其物理力学性质的方法。
岩溶注浆的工艺与一般其它注浆工艺基本相同，不再过多叙述。
钟鸣特大桥共有三处使用了此法，分别是：
（1）跨芜铜铁路路基安全注浆；其原因为通过对既有线路基监测，发现临近既有线岩溶钻孔桩施工对其路基沉降影响较大，故在岩溶钻孔桩与路基间进行注浆，防止路基加速沉降。
（2）69#、70#墩钻孔桩超前注浆；该处桩径2m，桩长48-77.5m，桩径大、桩长长，且底下溶洞发育非常丰富，溶洞最大高度20余米，溶洞层数最多超过7层溶洞。采取注浆可大大缩短施工工期，同时保证桩基施工质量。
（3）85#墩钻孔桩超前注浆；该处在施工数根桩基后，发现此处距离钟鸣镇地下水取水源仅100m，长期的桩基施工造成水质轻微污染，故选取注浆方法，加快施工进度，且取消水玻璃等对水源有污染的添加剂。
6 混凝土灌注注意事项
混凝土灌注是岩溶钻孔桩施工最为关键的一步，在进行混凝土灌注时注意以下几点：
（1）混凝土坍落度不可过大，取160-180mm；
（2）除首封混凝土外，其余混凝土应缓慢进行灌注；
（3）加大导管埋深应，一般钻孔桩导管埋深取6-8m，岩溶钻孔桩加大到8-10m；
（4）导管拆卸应尽量避开溶洞处；
（5）勤测量，时刻掌握混凝土面的上升情况；
（6）当发生漏砼现象时，及时跟进导管，保证导管底口始终处于混凝土面以下且加速混凝土灌注速度；
（7）灌注完毕后，将导管留置数節于混凝土面以下观察，且每隔5-8分钟抖管一次，避免堵管，半小时液面稳定不下降，则可拔出导管，结束灌注。
7 结束语
中建二局有限公司厦门分公司 贺增林
摘要：针对福建安砂建福水泥有限公司4500t/d熟料水泥生产线工程熟料储存库桩基施工中遇到很多溶洞的情况，介绍了在岩溶地区冲孔桩施工过程采取的技术措施和施工中应注意的问题，有效解决了在岩溶地区冲桩施工中遇到的困难。关键词：冲孔桩基础，岩溶地区，溶洞，漏浆，斜孔，卡钻，塌孔。1 工程概况
福建安砂建福水泥有限公司4500t/d熟料水泥生产线工程熟料储存库采用冲孔灌注桩基础，总共60根桩。筒仓门洞处4根桩直径1.0m，单桩最大垂直荷载7600kN；其余56根桩直径1.1m，单桩最大垂直荷载9250kN。桩基要求嵌入中风化石灰岩大或等于1倍桩直径，且桩端要有不小于3倍桩直径的完好中风化石灰岩持力层，不得有软弱夹层、断裂破碎带、孤石和洞穴溶洞分布。
根据超前钻勘察报告，该地区属于岩溶发育区，地质条件非常复杂。桩基施工范围内有较多溶洞，局部孔位出现串珠状溶洞。溶洞大小不一，分布在不同的平面上，岩面起伏不平，高差较大。溶洞埋深在36.2m~59.5m不等。溶洞高度在0.50m~22.50m之间，部分溶洞有粘性土夹角砾、碎石填充物。溶洞上部土层依次为：碎块石；石灰岩残积粘性土；散体状强风化石灰岩；碎裂状强风化石灰岩。2 桩基础施工难点及施工准备
本工程42个孔位出现溶洞，占总数的70%，岩性在水平和垂直方向的变化较大，其中在储存库东南部区域12根桩下有一个大型溶洞将桩底部互相连通。复杂的地质给桩基础施工造成很大困难，冲桩过程中容易造成斜孔、漏浆、卡钻、塌孔。因此项目部在施工过程中制定了下列施工准备措施：
(1)工程桩施工前，由地质勘察单位在每个桩位进行超前钻孔，掌握溶洞出现的大概位置，推断其范围大小，并将相邻桩基的地质勘察资料进行比较，推断溶洞的发展状况。
(2)将每个孔位的地质柱状图印发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都清楚溶洞的位置、大小、充填情况，对其做好技术交底及安全交底，使得现场所有人员认识到在岩溶地区冲桩施工中可能出现的危险，在出现溶洞抢险过程中首先要保证人员安全。(3)备足成孔用水、粘土、片石、袋装水泥等必备材料，确保溶洞击穿时迅速补水、补浆，预防塌孔，并及时抛填粘土、片石，以恢复正常冲孔作业。粘土片石要在桩孔附近，冲孔遇到溶洞时能较快的回填。部分粘土用麻袋装好，遇到漏浆机械没开动前可先组织工人回填粘土、片石。
(4)施工现场一定要有处理漏浆的备用机具设备，如挖掘机、装载机、土方车、吊车等，以免发生险情无法实行溶洞处理措施，造成不必要的人员伤亡及财产损失。
(5)桩孔设立防护范围，避免车辆在防护范围通过，减少对桩孔护壁的压力和振动。机械及材料堆放不能离桩孔太近，防止大面积塌孔时被埋没。
(6)钻头焊φ32mm钢筋环4个，用φ28mm钢丝绳围绕2~3圈，以备掉钻头后易于打捞。由于钻具磨损最大，留足够的备用钻头和修理钻头的设备。
(7)钢丝绳要有出厂合格证，要求优质柔韧、无死弯和断丝。钢丝绳要有足够的长度，即从卷扬机滚筒起到设计最深的桩底标高，滚筒上至少要留有7圈以上的富余量，绳尾必须锚固在滚筒上。
(8)制浆粘土的技术指标及泥浆的技术指标应满足施工要求，钻进中应随时检验泥浆比重和含砂率并及时调整。3 溶洞处理技术
(1)施工具体操作方法
1)在溶洞中冲孔，由于孔桩进入溶洞范围内，溶洞不是整齐的，顶板和底板犬牙交错，高低不平，在溶洞顶板及底板冲孔都存在一个斜面开孔问题。因此必须根据地质柱状图掌握钻进标高，随时观测孔深，成孔接近顶板0.5~0.8m时应通知在岗工人改用短冲程成孔，冲程应控制在1.0m以内，经过溶洞时，为了防止冲孔过程中发生滑动和损坏桩锤，也应短冲程。
2)钻头在洞内冲击高低不平的岩面时，或一面有岩，一面悬空时，容易造成卡钻或斜孔事故。如果冲孔遇到岩床、溶洞槽及其他斜坡岩时探测发现成孔有斜孔，则用D20~30cm块石(80%)与粘土混合物填至高出斜孔段顶部1~2米处，然后用锤砸实并形成坚实的平台，在已成孔段垂直偏差达到规范规定的范围内后再重新冲击。冲孔进入溶洞时如果探测发现成孔有斜孔，则抛条石至高出斜孔段顶部2~3米处，重新冲孔应该满足规范和设计要求。
3)在冲孔过程中密切观察泥浆液面变化。若孔贯入后发生渗漏量不大，则用适当的泥浆和粘土填孔并压实，将部分粘土挤压孔壁或者岩缝并形成泥浆护壁。若渗漏量大且速度快，证明溶洞较大，用泥浆填大溶洞时，可能会有渗漏和塌孔发生，在此时应用适当的泥浆、块石与粘土的混合物填孔并压实，这样就形成高强度的护壁；若多次用块石与粘土的混合物填实都没效的话，则应该用袋装水泥，压实以形成水泥泥浆，水泥泥浆能渗入溶洞缝和粘在孔壁上，待水泥泥浆终凝后，可开始施工，如果没达到预期的效果，则可以重复上述方法3~4次；若上述方法也失效的话，则应用干硬性水泥砂浆，待水泥砂浆终凝后可继续施工。
4)为防止冲击震动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌注混凝土的凝固，施工时应隔孔跳打，与先开钻的孔相邻的孔应待邻孔混凝土达到2.5MPa抗压强度后，方可开钻。钻进时起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，以免因提速过快而造成负压引起坍孔。为防止掉钻头，要求每班检查1~2次钢丝绳、卡扣、滑车、钻头、卷扬机等机具设备，若发现钢丝绳在同一旋距内断丝超过2根，则应予更换，其他机具发现问题应及时处理或更换。清渣、投块石及粘土坯数量要做好记录，成孔资料应齐全完整，并有岗位负责人签字。成孔施工过程中，井孔周围切勿放置铁件，以防掉入孔内难以打捞，影响钻进。
5)贯穿溶洞后，继续冲孔，嵌岩深度到达设计要求后停止打桩。并立即与相关单位人员一起检查孔位、孔深、孔径、孔形、斜度，确认满足设计要求后填写钻孔记录表，经相关人员签字后，清孔、下放钢筋笼和浇灌混凝土。
6)在大溶洞将桩下部连通区成孔时，为防止锤下落时正压、锤提起时负压导致泥浆相互冲垮相连的人造孔壁，该处护壁应采用水泥或砂浆。且当一个孔或多个孔同时钻进至溶洞内时，周围冲孔至离溶洞顶2m左右时应停止，已进入溶洞的孔必须逐个成孔、清孔、放钢筋笼及浇灌混凝土后，未到达溶洞的孔方可继续开钻。
7)钻探资料无溶洞桩基的预防措施：由于岩溶地区地质发育的复杂性，而超前钻的钻孔小，冲孔桩的直径大，所以在施工中出现过超前钻孔没有溶洞，而实际施工有溶洞的情况。因此在施工时要求工人密切注意施工的动态，当施工过程中突然出现浆面下降，要按有溶洞进行处理，并立刻把锤拉起，向孔内加浆，抛粘土包和片石，保持孔内浆面稳定；如出现坍塌即按应急措施进行处理。
(2)事故处理措施 1)掉钻事故处理： ① 随时准备好打捞锚钩，一旦掉钻要及时打捞；
② 如用锚钩打捞有困难时，设法检查情况，用冲抓锥来抓取掉落的钻头； ③ 如采用上述办法仍无法将钻头打捞上来，应与设计单位协商，有两种方案： a．若钻头在已经到达设计岩层掉落的，直接灌注混凝土，采用后注浆加固； b．若钻头在未到达设计岩层掉落的，在原桩位旁边增补两根桩。2)卡钻事故处理：
① 首先要查明情况。如卡钻位置的标高和卡钻原因，是不是钻孔不圆、探头石、落石、溶洞塌孔、钻头倾倒、钻头卡住后有无沉渣堵住等。
② 要防止强提、强扭和操作不当使钢丝绳疲劳断裂掉钻。③ 查明卡钻原因后，采取相应的措施。一般处理方法有：
a．如果是孔不圆、探头石、落石等原因卡锤，可采取晃动大绳使钻头松动使钻头上下活动，最后再将钻头提起；
b．若卡钻后较长时间内仍无法将钻头提起，则需要用扩孔器将卡钻以上部分孔扩大后将钻头提起；
c．若是溶洞被突然击穿导致钻头被岩石掩埋，则另用一钻头将掩埋部分岩石击碎后将被卡钻头提起；
d．若是在斜坡岩上钻头倾倒被岩石卡住，则用爆破的方法将斜坡岩炸碎从而将钻头提起。
3)塌孔事故处理
① 对孔内轻微塌孔，可抛填粘土坯及碎石，冲砸造壁填补。② 对孔内严重坍孔，可采取以下处理方法：
a．分次回填粘土坯、块石及袋装水泥至坍方标高以上0.3~0.5m，循环反复冲砸达到重新固壁；
b．采用干硬性水泥砂浆回填，施工方法同上。4 施工安全注意事项
(1)对工人应进行安全教育、操作规程教育，严防发生工程质量和人身事故；(2)钻架的滑轮要灵活，严禁使用轮缘已破损的滑轮；
(3)钢丝绳要勤检查，勤保养，断丝超过规定值的要及时更换，钢丝绳的卡子要经常检查，松动的卡子要及时补拧；(4)起落钻头速度应均匀，不得突然加速，避免碰撞护筒和孔壁；
(5)施工中要注意风、水、电安全可靠，井孔周围清洁整齐，有足够的照明，交通道路的脚手板、防滑栏杆等平顺牢固；
(6)根据超前钻资料，较大溶洞钻进至洞顶3m前在孔口放置四根枕木，防止钻头突然将洞顶岩层击穿而导致桩架倾覆甚至连人带机拽入桩孔；
(7)如果在钻孔过程中突然出现地面下陷，所有操作人员应立即撤离工作面，并及时通知现场主管，组织抢险小组撤离施工设备，然后按照处理方案进行处理，重新组织施工；
摘要：本文以长沙市火星北路浏阳河大桥岩溶地基勘察为例，总结了国内岩溶地基常用勘察方法、岩溶地基处理措施。通过勘察，探明了该大桥岩溶地基的岩溶发育特征，提出了合理的方案措施，加快了施工进度，节省了额外的成本投入。
关键词岩溶地基，岩土工程勘察，地基处理，浏阳河大桥
Abstract: this paper with changsha Mars north road bridge foundation survey karst liuyang river as an example, summarizes the domestic karst foundation survey method commonly used, karst ground treatment measures.Through the survey, exploring the bridge foundation karst development characteristics of karst, and put forward the reasonable solution measures to speed up the construction progress, save the extra cost investment.Key words karst foundation, geotechnical engineering, foundation treatment, liuyang river bridge
中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：
1、引言
我国很多城市的地下都存在隐伏岩溶，由于城市土地规划的限制，有时不可避免地遇到岩溶地基及相应的工程地质水文地质问题。岩溶作为一种特殊的不良地质现象，已越来越引起人们的重视。许多科技工作者从多个方面对其进行了研究，在岩溶发育的条件、成因、机制、类型、影响因素、岩溶地形地貌、岩溶塌陷等方面，已取得了许多成果[1,2]。本文介绍了长沙市火星北路浏阳河大桥岩溶地基的勘察、分析评价和处理实例，以引起工程界对岩溶地基勘察的重视。
2、岩溶的勘察方法
在岩溶发育地区，岩溶形态千差万别，错综复杂，如溶洞、溶沟、溶槽、地下暗河等。由于岩溶在空间上发育的不均一性，造成岩溶地区的工程地质和水文地质条件非常复杂。在岩溶地基勘察实践中，有时存在对岩溶地基的复杂性和危害性认识不足，勘察手段和方法选择不当，岩溶地基分析评价不合理，提出的岩溶地基处理措施不当等现象。在一些城市（如济南、广州、南海等），因岩溶地基勘察失误而发生了较多的工程事故，造成了极大的损失和恶劣的社会影响[7]。因此，在岩溶发育地区，有必要加强对岩溶地基的综合勘察。目前国内岩溶地基主要的勘察方法包括以下几种。
2.1地质测绘及调查
通过对实地调查和测绘，可了解场区的岩溶现象分布、地下水的分布及运动情况，查明洞穴的形态特征及其和地质构造（影响因素不止构造）的关系，特别是顶板高度及结构面产状的测量。
2.2地球物理勘探
适用于在查明大范围的区域岩溶发育和深部岩溶的分布规律方面，地球物理勘探是最理想的方法之一，但探测的准确程度受场地的干扰、技术人员的解释水平等因素影响。其方法除了电阻率(电剖面和电测深)法、高密度电法、无线电波透射法、地面地震反射波法、声波透射法、微重力法、射气测量等以外，80年代以后发展起来的探地雷达GPR(地质雷达)、层析成像(CT)技术等在岩溶工程地质勘察中也得到了广泛的应用。
2.3工程钻探
工程钻探是最常用的方法，不仅可以明确所钻位置及附近的地层情况（岩土性质、厚度、地下水位等），还可以进行原位测试和压水或抽水试验等水文地质工作，获取岩土芯做进行室内实验分析，以获取更多、更准确的岩土信息，同时也能起到对地质调查和物探成果的验证。在钻探过程中。在条件允许时，物探测井、钻孔摄影、井下电视等技术手段的配合使用，可更好的了解钻孔周围的地质情况。
2.4遥感技术
在识别岩溶地貌形态、岩溶层组划分及地质构造特征等方面，具有其它勘测方法所不及的优点，尤其适用于我国南方裸露型岩溶地区。该技术一般用于大型工程选址，在新建公（铁）路选线、水利水电工程区域稳定性评价、岩溶水库渗漏分析等方面都发挥了重要作用。
2.5静力触探
在覆盖型岩溶工程地质勘察中，静力触探手段主要是查明第四系覆盖层中有无隐蔽土洞存在，土洞的规模及埋藏位置，疏松裂隙带的分布及其范围等。有针对性地布置静力触探孔，以PS～h（PS贯入阻力，h探测深度)是否出现异常值来推测有无土洞或裂隙带。该方法在广西桂林地基基坑开挖后效果显著。
上述所列的各种方法都有一定的局限性，在岩溶地区进行工程勘察工作，不能机械的应用某一种方法解决问题，应根据实际情况综合运用各种勘察手段，充分全面地对岩溶地区的工程场地作出正确评价和判断，为工程的下一步工作提供全面正确的地质勘察资料，因此各种方法的综合运用及优化是必然的。
3、岩溶地基处理措施
当岩溶地基的强度和稳定性不能满足工程要求，可根据岩溶具体情况、工程要求、施工条件，按照安全性与经济性原则选择适当的地基处理方法，可加快施工进度，节省额外的成本投入。实践中常用的处理方法有[3]：
3.1填垫法
1)充填法
适用于裸露岩溶土洞，其上部附加荷载不大的情况。最底部须用块石、片石作填料，中部用碎石，上部用土或混凝土填塞，以保持地下水的原始流通状况，使其形成自然的反滤层。
2)挖填法
对浅埋的岩溶土洞，将其挖开或爆破揭顶，如洞内有塌陷松软土体，应将其挖除，再以块石、片石、砂等填入，然后覆盖粘性土并夯实。此法适用于轻型建筑物。
3)垫褥法
对岩溶洞、隙、沟、槽、石芽等岩溶突出物，可能引起地基或路基沉降不均匀，将突出物凿去后做30-50cm砂土垫褥处理。
3.2桩基法
溶洞较深或岩溶多层发育，采用其它方法处理有困难或不经济时，可采用桩基穿过土洞或溶洞进入稳定持力层。
4、工程应用
4.1 工程概况
火星北路浏阳河大桥全长860米，桥面设计总宽为29.0m，为城市Ι级主干道桥。由于初勘时遇见溶洞，但受市政规划的局限，本次详勘拟建桥位仅在原初勘桥位的基础上，往浏阳河上游偏移约30米。共布置勘察钻孔32个，施工过程中由于场地地质条件复杂，在南北两岸采用视电阻率法布设了5条物探剖面测线，上游增设了3个勘察钻孔，作为比较桥位[6]。
4.2区域地质构造
根据长沙市地质构造纲要图（1:50000）[5]，结合遥感图象分析，有四条断裂在桥位附近（东侧）交汇，走向分别为近东西、近南北向、北东向及北西向（F2），其中F2为物探解译断层，具逆断层性质。
4.3桥粱设计方案调整
设计方案：四跨过河方案（11×30m+4×50m+11×30m）
浏阳河河道及其北岸60m范围（即13#、14#、16#－19#墩），由于岩溶发育，场地地下水丰富，采用四跨过河设计方案及常规的基础型式，其优点是经验成熟、可靠。缺点是：①桩基础施工难度大（13#、14#位于河道，需水上作业），桩基溶洞施工极易发生桩孔偏斜、卡钻、孔壁坍塌等事故。②溶洞处理难度大且成本投入高，溶洞高达22米，可行性有待商榷。③成桩质量、桥墩稳定性难以保证。④施工工期长。⑤河道中的墩位不利于通航、防汛。
勘察建议方案：一跨过河方案（即在南北大堤下12#墩、15#墩附近（详见火星北路浏阳河大桥工程地质平面图）设立主桥墩支撑，采取板、梁、拱等方式进行跨越）。
采用一跨方案优点：①解决岩溶带来的施工难度大、桩基质量不能保证、成本高、工期长、防汛、通航等一系列问题。②采用大承台群桩，桥墩稳定性较好。③国内已有主跨更大的桥粱设计经验。
经过可行性、成本投入、工期、通航等综合考虑，设计院由四跨过河方案调整一跨过河方案，在12#墩、15#墩附近重新布孔钻探，每个主墩布置3排4列12孔，资料表明，岩溶稍发育，对桥墩基础及施工影响小。桥墩基础工程于2005年7月15日开工，2008年4月10日竣工，其中主桥单跨138m，两岸主桥墩（12#墩、15#墩附近）分别布置5排6根D200cm钻孔灌注桩，平均桩长60m。桥梁通车至今使用效果良好。
5、结论
5.1采用地质调查、地球物理勘探、工程钻探等方法对长沙市火星北路浏阳河大桥岩溶地基进行综合勘察，查明了该工程地基的岩溶分布、发育规律及岩溶地基稳定性。在岩溶发育地段应注意收集资料，采用综合勘察手段对岩溶地基进行勘察，并结合多种方法如物探、抽水试验、遥感地质等到互相印证，方可取得较理想的效果。
5.2火星北路浏阳河大桥岩溶发育极不均一，局部发育多层溶洞，平面上主要分布在浏阳河河道及北岸60m左右范围内，南岸偶见，溶蚀基准面约16.00～58.00m。
5.3岩溶地区的桥梁设计应根据场地的勘察资料进行方案优化比较，尽可能避开溶洞或减少其影响，可加快施工进度，节省额外的成本投入。
参考文献：
[1]刘云葵.岩溶区溶洞及土洞对建筑地基影响的研究[博士学位论文].长沙:中南大学，2004
[2]康彦仁.试论岩溶地面塌陷的类型划分.中国岩溶，1984，3(2):146－155
[3]陈国亮.岩溶地面的塌陷与防治[M].北京:中国铁道出版社,1994
[4]时伟.工程地质学[M].科学出版社,2007
[5]湖南省地质矿产局.长沙地区区域地质调查报告(1:50000),1989
[6]湖南化工地质工程勘察院.长沙市火星北路浏阳河大桥工程地质勘察报告.[R]2004
[7]中国地质学会工程地质专业委员会.中国工程地质世纪成就.北京:地质出版社，2004
1#~3#楼之间车库段局部塌方处理方案
编制人： 审核人：
北京嘉恒立建筑工程有限公司
2012年4月17日 昌平区未来科技城南区（鲁疃村）定向安置房项目工程
1#~3#楼之间车库段局部塌方处理方案
一、情况说明
2012年4月15日上午6时许，1#~3#楼之间的地下车库基坑边坡第三步支护边坡与上步基坑边坡发生脱节，局部土体出现滑落；而上午9时许左右位于1#楼与车库交界处（西北角位置）又出现脱节现象，局部土体塌方。
二、原因分析
针对1#~3#楼之间车库段出现的塌方情况，我单位立即对此情况进行原因分析。
1、经现场勘察发现，2012年4月15日上午6时许，1#~3#楼之间的地下车库基坑边坡第三步支护边坡与上步基坑边坡发生脱节，局部土体出现滑落的原因有三方面：一为基坑边坡第三步开挖较深（约4.0m），严重超过我单位施工方案开挖支护的要求；二为基坑边坡下步土体被水浸泡，土质太软，下步土体无法承载上步土体荷载；三为该最后一步土层为流沙层与淤泥土体交界处，土层地质条件复杂，且存在水层，坡体安全难以控制。
2、上午9时许左右位于1#楼与车库交界处（西北角位置）又出现脱节现象，局部土体塌方。经现场查看分析原因由以下几个方面：一为该处边坡最后一步土层开挖太深（约6.0m左右)，基坑支护从第二步起一下子开挖至槽底；二为该处基坑边坡土层地质条件太差，局部存在流沙层及滞水层，下部为淤泥土层，且边坡下部明水未能及时排除； 综合上述分析，为导致该处基坑边坡塌方的主要原因。
三、处理措施及方案
针对1#~3#楼之间车库段出现的塌方情况，我单位立即成立应急处理小组，主要有工程、技术、材料、质量、安全等人员组成，果断采取应急加固处理措施。具体处理措施如下：
1、及时对1#~3#楼之间的地下车库基坑边坡第三步支护边坡与上步基坑边坡发生脱节的滑落土体，在基坑边坡下部采用竖向钢管（约3.0m）进行土体围堵，防止上部松动土体荷载继续进行滑落。同时在塌方土体坡面上进行二排横向钢管（约4.0m长)的加固，减轻上部土体的下滑荷载重力。之后立即用斜拉筋与钢管、土钉焊接牢固、随后进行喷锚支护作业，对该段边坡进行加固处理。
某岸堤水库坝址座落在沂河支流东坟河与梓河的汇流处, 控制流域面积1 690 km2, 总库容7.49x108m3, 是一座以防洪、灌溉为主, 结合发电、养殖、供水和旅游开发等综合利用的大型水利枢纽工程。主坝于1959 年11 月动工兴建, 1960 年5 月建成蓄水。现坝顶高程181.80 m, 最大坝高29.80 m, 主坝全长1 665 m , 其中南坝端0+0000+730 坝段为粘土宽心墙沙壳坝, 0+7301+665 坝段为粘土均质坝。主坝座洛在石灰岩喀斯特地区, 岩洛、裂隙极为发育, 筑坝时未彻底处理。1960 年大坝合龙后上、下游水位差仅5.3 m时, 下游河床覆盖层800 m范围内出现大量严重的渗透变形, 涌泉16 处, 冒水很旺, 右岸重山坡出现严重的漏水现象, 当时采取了河床坝段坝脚压重、打减压井、基岩排水孔, 南坝肩修贴坡排水、重山坡打排水平酮等一系列加固措施后, 坝后渗透变形得到了有效控制, 但由于未从根木上截住渗流, 从1970 年以来平酮及坝脚各量水堰流量逐年增大, 每年渗漏损失量约0.32-0.47x108m3;, 影响了水库的安全运行和效益的充分发挥。
2 坝基渗漏原因定性分析
上述坝区工程, 地质构造十分复杂, 坝肩与坝基都存在着大量的中厚层灰岩, 出现了非常明显的裂隙发育, 同时还存在着溶沟、溶槽, 有些地域因为岩溶侵蚀严重, 已经形成了溶洞, 上下贯通, 成为渗漏的一大通道, 再加之, 该水库在修建之初, 施工人员并未进行完全的坝基清理, 基岩也没有进行全方位的处理, 所以出现了异常严重的渗漏。
调查人员发现, 该水库坝基基石出现了两道明显的裂缝, 一道是北东走向, 倾角度数为13°, 而另一道是北西走向, 倾角度数为84°, 北西走向与北东走向相比, 发育成熟, 形成上下贯通, 以及成为漏水通道, 具有非常大危害性, 因此对坝基安全构成了极大了威胁。
防渗人员在进行筑坝清理时, 发现了非常多的涌泉, 最大的筑坝有46 处涌泉, 而涌水量达到了30L/s , 最大达到了60L /S。泉眼绝大部分处在南坝基段, 防渗人员清理基础时, 排水能力受到了非常大的限制, 并没有进行完全的处理。水库蓄满水之后, 坝基杨压力明显增加, 水量渗漏不断增加, 最终击穿沙嚷土层, 涌泉随之出现, 最终发生了变形。待到一些建筑物修建完成之后, 坝基的排水能力更差, 渗漏量明显增加, 如不及时处理, 很有可能引发更加严重的问题。
3 坝基渗漏对策
防渗人员通过多方考察发现, 选择使用帷幕灌浆处理对策效果最佳。
3.1 灌浆试验。防渗人员首先要选择出灌浆试验段, 以便能够掌握技术参数。本工程中, 防渗人员选择使用南端坝段进行灌浆试验, 因为该南端坝段裂缝非常多, 还有几处比较大的泉眼, 渗水量非常大, 选择该坝段能够比较真实的反映出坝基情况。依据显示情况, 防渗人员选择钻孔与灌浆同时进行的工艺, 如果在这一过程中, 出现了比较严重的漏水通道, 防渗人员会使用配料, 待到符合灌浆条件之后, 再完成水泥灌浆工作。灌浆试验结束之后, 渗水明流被堵住, 为此坝后潜流被成功的堵住, 这对其他区域的防渗处理提供了借鉴。而且通过试验段来选择灌浆方法, 不仅经济有效, 而且还十分方便。
3.2 关键工艺
3.2.1 钻孔。本工程的灌浆孔根据单排四序孔来进行布置, 具体布置在中心线上游位置。第一序孔之间的距离是12m, 第二序孔之间的距离是6m, 第三序孔之间的距离是3m, 第四序孔之间的距离是1.5m, 初步确定孔深是81.8m, 而岩石段为41m。开孔时使用钻头, 长度大约是146mm。第一、二序孔使用长度为108mm钻头来进行造孔, 第三、四序孔则使用89mm钻头来进行造孔, 造孔结束之后, 要进行测斜, 允许出现偏差, 但是偏差必须保持保持在孔深的2.5%之内。
3.2.2 洗孔。钻孔人员需要使用扬水来进行冲洗, 如果是岩石裂缝, 则需要使用高压水泵, 一般情况下, 冲水压力都要达到0.24Mpa, 冲洗时间至少要保持20min, 但是不能超过40min, 通常而言, 返水中没有岩粉为止。
3.2.3 压水试验。之所以要进行压水试验, 主要目的是为了更加清楚岩层裂缝以及溶洞发育情况, 从而进行吸水率的计算, 同时选择出合适的浆液浓度, 本工程中, 压水试验时, 要求压力要达到0.3Mpa。
3.2.4 灌浆。灌浆人员需要先对岩溶发育进行砂石料的充填, 同时应用从上到下的顺序来进行分段钻灌, 本工程是钻5m灌一下, 将孔口完全的封闭, 孔中进行循环灌浆。待到后序孔地基岩石现状得以有效的改善时, 灌浆人员应该按照从下到上的顺序来进行灌浆, 但是需要孔中止浆。钻进中若遇到较大裂隙, 作一段处理, 采用沙、碎石级配料堵塞漏水通道, 选用可灌性较好的材料, 河沙可灌比值不小于8, 回填后使漏水量小于200L/min, 在0.3MPa孔口压力下灌浆结束, 如漏水量仍较大, 可在水泥浆中掺加粒径小于2mm的细沙充填灌浆量大的孔段, 灌浆结束后待凝2-3d, 若漏水量不大, 做压水试验计算单位吸水率, 参考岩芯情况选择灌浆的起始水灰比。施灌中的浆液品种分两类共7 级, 一类为水泥浆, 比重为1.1, 1.2, 1.3, 1.4 四级, 另一类为水泥粘土浆, 比重为1.5, 1.6, 1.7三级, 分级注入量为400L, 每次灌浆按设计程序进行。灌浆压力的控制:正常情况下自始至终按0.3MPa孔口压力灌浆, 当吸浆量过大时, 改用较低压力, 充填裂隙洞穴, 让孔口压力逐渐自行上升, 达到0.3MPa, 如达不到规定压力, 就实行低压灌浆、间歇灌浆等措施, 直到按标准结束, 然后再次由稀到浓进行复查灌浆。灌浆结束的标准:在0.3MPa压力下, 吸浆量小于0.4L/min、延续60min后可结束灌浆。
3.3 封孔。对灌浆合格的孔, 排除孔内积水、杂物, 及时回填, 岩孔用1:2 水泥砂浆封孔。土孔待拔出套管后及时用粘土球分层夯填, 且每层厚度小于40cm。
3.4 灌浆材料的选择。选择可灌性较好的材料, 如水泥选用不低于425 号普通硅酸盐水泥, 细度小于0.08mm, 粘土、砂、石子就地取材, 对堵漏用沙做颗粒级配分析, 以测定其可灌性颗粒级配。大于0.5mm的颗粒占全重的81%, 小于0.1mm的颗粒占全重的0.7%, 属粗砂, 经过充填砂砾石后的基岩裂隙变为砂砾石地层, 绘制颗粒级配曲线查得:D, 5=0.9mm, 425 号水泥 (BAS-0.08mm, 可灌比值用D, 5/d二求得11.25, 大于5~10 范围, 符合要求。
4 结论
综上所述, 可知采用帷幕灌浆防渗技术之后, 该工程岩溶坝基防渗情况得到了明显的改善, 而且该工程施工作业十分安全可靠, 施工时间也非常短, 成本也非常低。当然在解决坝防渗的问题时, 还需要解决其他一些问题, 比如脱水变形以及干硬土体的钻进问题等。
参考文献
[1]霍洪丽, 吴飞.基于模糊优选评价模型的坝基防渗方案优选[J].人民黄河, 2006 (7) .
[2]陈树新.塑性混凝土防渗墙在坝基防渗中的应用[J].吉林水利, 2006 (9) .
[3]马俊廷.深层坝基防渗墙施工平台坍塌预防及处理施工[J].水利建设与管理, 2009 (9) .
【关键词】隧道施工；岩溶；防护施工
1.工程概况
朱砂堡二号隧道位于玉屏东～三穗东车站区间，双线隧道，左右线线间距为5.0m，设计为20‰的单面上坡，进口位于半径为11000m的右偏曲线上，出口位于半径为12000m的左偏曲线上。隧道进口里程D2K473+452，出口里程D2K473+957，全长505m。隧道进口邻近朱砂堡中桥台尾，出口邻近克麻塘中桥台尾，最大埋深约49m。
本隧道原计划采用单口掘进施工，后受溶腔限制采用双口掘进。2011年1月25日开工，2011年5月8日上台阶开挖至里程D2K473+530（进洞施工约78m），上台阶开挖揭示1#溶腔，经测量发现溶腔底部以下40m发育暗河，暗河与隧道正洞在D2K473+780处相交，水流量约为21600m3/h。揭穿溶洞施工受阻后，在线路左侧40m处增设一条长度268m的迂回平导并新增隧道出口掘进面，对跨暗河段溶洞进行提前揭示，2012年8月20日在正洞（小里程侧）D2K473+748位置掌子面右侧施工揭示出暗河溶洞大厅，2012年9月1日在隧道出口端正洞D2K473+790处再次对暗河溶洞进行揭示。
2.暗河处理方案分析
本隧道溶洞大厅形状不规则，溶腔顺线路方向最宽约80m，隧道仰拱平面顺线路方向溶腔宽约42m，横线路方向最宽约120m，溶腔最大深度91m，线路方向最大深度79.3m，溶洞横线路方向成三角型、上窄下宽，顺线路方向呈“啤酒肚”型，溶洞埋深约40m，隧道二衬拱顶标高与溶洞顶标高基本持平，溶洞大厅容积约32万方，暗河沿溶洞大厅底部大里程侧由左向右、再向小里程方向流过，溶洞上部洞壁围岩线路左侧岩体较为松散，线路右侧岩体较为完整，从溶洞下部情况看，洞壁岩体破碎，极易坍落，底部有部分坍落的碎块土堆积，部分地段呈倒悬状，稳定性差。
由于暗河段溶洞大厅顶部岩体极其破碎，原设计搭设满堂脚手架进行喷锚防护并不能满足现场施工需求。需要做好以下措施：1）溶腔顶部防护前，对顶部不稳定岩块进行找顶排险，然后初喷一层丝纤维混凝土，最后进行锚网喷防护；2）施工期间加强地表的沉降监控和防护措施；3）施工过程中，根据溶腔洞壁稳定情况，局部加强防护措施；4）贝雷架底部设置柔性防护网；5）溶腔顶部线路左侧设置主动柔性防护网。以下将重点针对贝雷架底部设置柔性防护网施工而展开探讨。
3.暗河段隧道防护处理
3.1贝雷架底部柔性防护网施工
本工程在D2K473+748～+790设置柔性被动防护网，主要是对贝雷架过孔过程中进行安全防护。根据现场实际施工情况，采用条形基础作为钢丝绳锚固基础，锚固基础分别设置在暗河小里程端D2K473+748位置与大里程D2K473+790位置。条形基础为尺寸均为1.5×2×11m。条形基础内配置3层Φ20钢筋网，钢筋网格间距20cm，层距30cm，钢筋保护层10cm。基础混凝土采用C35现浇混凝土，钢丝绳固定预埋件采用U型的φ32圆钢，预埋件埋入基础深度为1m，预埋件与钢筋焊接牢固。基础浇筑完成待达到设计强度后，两端对拉Φ32钢丝绳（纵向间距0.3m）将钢丝绳安装固定在Φ32预埋件上，钢丝绳搭接长度按照1m考虑，钢丝绳搭接（1m）端头采用5个绳扣固定。在钢丝绳顶面铺设Φ8钢筋网片，网格间距5×5cm，平铺于整个防护面。
在D2K473+748位置采用人工配合挖掘机进行开挖，保证基底位于稳固的基岩上，清理平整后施工条形基础。大里程侧在D2K473+791处进行施工。条形基础均采用现浇C35钢筋混凝土，基础尺寸为1.5*2*11m，基础内设置3层Φ20钢筋网，网格间距20cm，层间距30cm，钢筋保护层厚度为10cm，条形基础内钢筋与仰拱端头纵向连接筋焊接，固定形成一个整体。钢筋之间连接均采用双面搭接焊接牢固。提前将加工好的Φ32预埋件与钢筋连接固定，保证预埋件的位置准确，基础预埋件横向间距30cm，同时向拉力方向倾斜65°埋入混凝土基础内，埋入深度80cm，露出长度为20cm。混凝土基础模板采用组合钢模进行浇筑，人工振捣密实。该防护方案设计防护面纵向防护长度为42m，横向宽度12m。钢丝绳布置宽度为11m，钢丝绳横向间距0.3m。
待条形基础混凝土达到设计强度后进行钢丝绳安装作业，将进场的钢丝绳放置在小里程条形基础位置，将成卷的钢丝绳支架牢固。大里程端通过小型卷扬机拉拽Φ32钢丝绳，卷扬机绳索使用人工拖拽至小里程端，卷扬机绳索端同时固定一根长度不小于100m的尼龙绳，为拉拽卷扬机绳索使用。小里程作业人员拉拽尼龙绳，将卷扬机绳索拉至暗河小里程段，并将尼龙绳另一端固定在牢固位置，防止卷扬机绳索下滑将尼龙绳带入暗河底部。钢丝绳索安装完成后，在钢丝绳面上人工铺设φ12钢筋网片，网格间距10×10cm，网格节点采用10#绑丝与钢丝绳连接牢固，形成临时防护平面。
3.3喷锚防护施工
对洞壁进行喷锚防护前先进行地质素描并留取断面情况，找顶清除危石后及时进行混凝土初喷（初喷采用C25丝纤维混凝土，厚度5cm）。初喷完成后进行喷锚防护，根据最新图纸锚网喷防护参数为：φ25中空注浆锚杆，L-4m，间距环×纵1.0m×1.0m，交错布置，φ8钢筋网片，20cm×20cm，C25喷微纤维混凝土25cm。喷锚防护范围为线路中线左右各9.1m，全宽18.2m。
3.4主动防护网施工
基于贝雷架作为施工平台，在贝雷架以上溶腔顶部左侧岩壁设置主动防护网防止岩石掉落影响贝雷架安全。主动防护网采用φ18钢丝绳。钢丝绳沿溶洞左侧洞壁铺设，间距0.5m。钢丝绳上满铺布鲁克网与钢丝绳进行连接。通长φ18钢丝绳两端锚固在溶洞纵向大小里程初期支护钢架上，采用紧线器张拉钢丝绳。中间岩壁突出位置采用锚杆进行锚固。完成全部钢丝绳锚固后满铺布鲁克网，形成主动防护。
3.5洞顶危石支顶作业
对D2K473+750～+760段溶腔洞壁易坍塌危险区域采用φ10cm圆木利用贝雷架平台进行支顶，防止后期在暗河溶洞处理过程中，洞壁坍塌危机贝雷架及底部作业人员安全。为了保证有效的对洞内暗河岩壁进行监控量测，洞内围岩监控量测采用徕卡全站仪进行测量。
4.洞内围岩监测
本工程暗河溶洞范围内沿隧道洞身方向每5m布置一个监控量测断面。每个断面监控量测点环向间距按照5m布置，对D2K473+750～+765段不稳定区域根据围岩情况进行加密布置。监控量测点采用钢筋锚固到岩体内，严禁只埋设在喷锚面内。
利用朱砂堡二号隧道出口洞口CPⅡ及施工加密点作为控制点对岩壁进行监控量测。所有测量数据均采用同一坐标系，每10天对洞内加密点与洞外CPⅡ点进行联测，复核洞内控制点是否位移，发现异常及时纠正。为及时掌握暗河段溶腔岩壁及地表沉降沉降变化规律，对岩壁坍塌进行预警，了解贝雷架的变形情况，保证暗河处理施工作业安全。
5.结语
针对该隧道溶洞大厅形状不规则，溶洞上部洞壁围岩线路左侧岩体较为松散，洞壁岩体破碎，极易坍落，底部有部分坍落的碎块土堆积，部分地段呈倒悬状，稳定性差情况，对其采取贝雷架底部设置柔性防护网等一系列防护措施。通过对洞内围岩变形采取监测表明，本隧道所采取防护措施的可行性，可为同类工程提供参考借鉴。
参考文献
