溶洞注浆施工组织设计.docx
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溶洞注浆施工组织设计
一、编制依据
本方案编制主要依据以下相关规范：
1、《岩土工程勘察报告》；
2、《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）；
3、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；
4、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
5、《地基与基础施工及验收规范》（GBJ202-83）；
二、工程概述：
三、地质情况
1、地形地貌
建筑场地位于广花盆地山前冲洪积平原中偏北部，经人工填平，地势总体平坦开阔。
2、岩土分层
根据勘察资料揭露，场地岩土层有人工填土层、耕土层、冲积土层、残积土层和石灰系沉积石灰岩。
从上至下分述如下：
（1）人工填土层
素填土：
灰黄色、灰褐等色，主要由碎石和粘性土回填而成，稍湿，局部稍压实。
层厚度2.0～4.50m，平均2.96m。
（2）冲（洪）积土层
①可塑粉质粘土
灰黄、黄红、灰白等色，以粉粘粒为主，含少量细砂，湿，呈可塑状态为主。
顶面埋深为2～34.0m，平均5.31m；层厚为0.80～12.2m，平均层厚3.32m。
②粉细砂
灰、灰白、灰黄等色，以粉细砂为主，局部含多粘粒，饱和，呈松散~稍密状态。
层面埋深为3.5～18.9m，层厚为1.1～6.9m，平均3.52m。
④中粗砂
灰黄、灰白、灰褐色、以中粗砂为主，局部含较多粉细砂、砾砂和粘粒，饱和多呈稍密状态。
层顶埋深为14.5～32m，平均3.91m；层厚为2.3～3.1m，平均2.8m。
⑤砾砂
灰黄、灰白、灰褐色、以砾砂为主，主要成分石英，局部含少量中粗砂，饱和，呈稍密状～中密状态。
层顶埋深为3.02～38.3m，平均5.17m；
⑥硬塑状的粉质粘土
灰黄、黄红等色，以粉粘粒为主，含少量粉细砂，湿，呈硬塑状态为主，层面埋深为3.5～34.30m，层厚为0.7～4.3m，平均层厚2.64m。
软塑粉质粘土
灰黄色，主要以粉粘粒为组成，含少量细砂，湿，呈软塑状态为主，局部可塑。
顶面埋深为26.5m，层厚为12.6m，平均层厚12.6m。
（3）残积层
①可塑粉质粘土
灰黄色，为砂岩风化残积土，以粘粉粘粒为主，含少量粉细砂，湿，呈可塑状态，遇水易软化，强度降低。
层面埋深为23.0～31m，层厚为1.9～6.7，平均4.27m。
②硬塑状的粉质粘土
灰黄色，为砂岩风化残积土，以粘粉粘粒为主，含少量粉细砂，稍湿，呈硬塑状态，但遇水易软化，强度降低。
层面埋深为25.6～33m，层厚为3.3～7.1m，平均层厚5.2m。
（4）岩层
下伏基岩为石炭系灰岩，根据风化程度和裂隙发育程度，将岩石层分为中风化、微风描述如下：
中风化灰岩：
深灰、灰色，隐晶质结构，中厚层状构造，裂隙节理发育，岩体破碎，岩芯多呈块状，属于较软岩～较硬岩，层面埋深19.1～37.2m，层厚为0.77m。
②微风化灰岩
深灰、灰色，隐晶质结构，中厚层状构造，岩体完整，岩芯多呈长柱状，属于较硬岩～坚硬岩，层面埋深为19.7～43.7m。
③土洞和溶洞
洞顶厚板厚度0.1～2.4m，洞高0.4～17.20m，大部分溶洞软塑粘性土和风化岩碎屑，少量溶洞无充填物。
3、地下水
地下水位埋深3.5～7.50m之间，地下水位充化幅度1～3m。
四、施工准备
1、熟悉了解勘察资料；
2、对注浆部位的地下溶洞进行分类；
3、在注浆前检查所有注浆管和排汽管的埋设数量及管头封堵情况；
4、注浆设备须经检修且状态良好。
5、注浆液按设计要求，由具备试验资质单位进行试配试验，并按照试验配合比要求严进行施工。
6、在正式注浆前，现场先进行注浆试验。
再根据试灌的情况确定注浆压力、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。
五、主要施工工艺及处理措
1、溶洞处理的方法
（1）、对于无充填溶洞采用压注砂浆或低标号素砼处理方法；
（2）、对于（溶洞洞高大于5米或8米）充填流塑粘性土的溶洞采用袖阀管注浆。
2、注浆孔布置
（1）、先根据勘察溶洞为中心，按2m×2m方格对称网布置检查注浆孔、排气孔，并根据检查注浆孔来确定溶（土）洞的平面、竖向分布特征（详见下图）
灌注砂浆孔布置方法
3、注浆施工工艺要求
注浆施工工艺要求表
注浆孔类型
施工要求
压注砂浆
1、先高压泵送M7.5的水泥砂浆，注浆压力为6～8Mpa；
2、若溶洞被相邻注浆孔泵浆时充填，采用袖阀管注浆。
袖阀管压密注浆
1、泵注42.5R普通硅酸盐水泥浆，水灰比0.8～1.0（稀），0.5～0.6（浓），先稀后浓，以浓浆为主，注浆压力0.5～1.0Mpa；
2、单孔泵注水泥浆量超过20m3时仍达不到注浆压力要求时，采用双液浆进行封堵。
排气孔
1、放置50或75mmPVC管，发现溶洞部位每隔20cm对开2个直径2～3cm孔洞；
2、通过袖阀管采用纯水泥浆进行补浆，注浆压力0.5～1.0Mpa。
排气孔的布置：
在注浆孔附近布置1～2个排气孔（当采用袖阀管注浆，则不需另外布设排气孔），排气孔距离注浆孔1.0～2m左右，孔径不小于91mm，深度不小于注浆孔深度，在注浆过程中，如果发现不能满足注浆要求，再进行增设。
4、注浆总体施工顺序
注浆总体施工顺序遵循“先外后里、先大后小、先砂浆后水泥浆”的原则：
（1）、岩溶注浆施工在桩基础施工之前进行；
（2）、注浆应在钻孔完成并安装完注浆管后进行；
（3）、先注砂浆孔，后注水泥浆孔；
（4）、对多层溶洞要先处理下层溶洞再处理上层的。
注浆孔平面位置图
5、泵注砂浆施工工艺及流程
利用高压混凝土泵通过导管直接将砂浆注入溶洞中，直至达到设计要求，再通过排气孔利用袖阀管进行补浆，二次充填固结洞体顶底板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。
（1）、泵注砂浆施工工艺流程：
泵注砂浆施工工艺流程图
（2）、泵注砂浆施工工艺
A.测量放样
根据超前钻地质资料及桩位图确定溶洞的中心位置，作好标记，测定施工前的地面标高，将测量放样结果报业主、监理审批。
根据放样结果摆放设备，以及确定材料堆放场所。
B.布置钻孔
按超前钻地质资料及桩位图进行布置钻孔，并做好标记。
C.钻孔
钻孔施工采用XY－100型钻机，注浆孔用φ130mm钻头泥浆护壁钻进，排气孔用φ50mm或φ75mm钻头泥浆护壁钻进，并一边施工，一边根据超前钻地质资料剖面进行判定。
在施工前，先熟悉超前钻勘察资料，了解待处理溶洞代表钻孔柱状图，洞的顶、底界埋深，厚度。
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。
已被相邻注浆孔泵浆时充填或前期泵浆时充填，选用袖阀管注浆。
D.安装及加固导管
钻孔成孔后安装Ф108mm注浆钢管，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，防止泵送砂浆过程中导管移位，并将管口与地泵输送管连接。
E.安装PVC管
PVC管直径为50或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。
F.拌制砂浆
搭建搅拌棚，搅拌砂浆。
砂浆的强度为M7.5，配合比通过试验室确定。
通过臂泵泵送。
G.泵送砂浆
通过地泵将砂浆泵送进入洞体。
终止泵注压力6-8Mpa。
待溶洞泵满，压力达到设计压力后，稳压30分钟左右，拔出注浆导管。
H.泵注施工时，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。
I.泵注施工时，地面设置3-5个水准观测点，密切观测洞体地表的变化情况，不允许地面产生裂缝和抬升情况。
一旦发现地面出现裂缝和抬升，必须及时降低泵送压力和泵注量。
J．终注标准：
直到达到设计压力，泵满为止。
注浆完毕后，采用纯水泥浆，用袖阀管通过排气孔进行补浆，注浆压力为0.5～1.0MPa。
K．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。
L.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。
M.作好注浆记录,包括注浆压力、注浆量、水泥用量等。
填写“注浆记录表”并及时报验。
N.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。
O.注浆孔封孔；注浆施工结束后，起拔套管并及时将孔口封堵。
泵送砂浆施工工艺技术参数一览表
分类
项目
洞高大于或等于1.5m且未充填、半充填溶洞
孔径
土层146mm，岩层130mm
孔斜
≤1％
孔深
不小于超前钻揭露最底层溶洞底0.5m
安放导管
高出地表面不少于50cm
泵注M7.5砂浆
砂浆配合比
（重量比）试验配合比为水泥：
粉煤灰：
砂：
石粉：
水
（按检测站设计的配合比）
注浆压力
6～8Mpa
终泵标准
直到泵滿、达到设计压力为止。
6、袖阀管注浆施工工艺及流程
袖阀管注浆法使用的注浆工具为“塑料管”，管为内径50～75mm，注浆段为带射浆孔的袖阀管，注浆段以上为实管。
袖阀管每隔50cm钻一组（4～8个孔）射浆孔，射浆孔呈梅花形布设，其外为长5～8cm的橡皮阀包裹（详见袖阀管结构示意图）。
袖阀管结构示意图
（1）、袖阀管注浆法施工工艺流程：
袖阀管注浆施工工艺流程图
（2）、袖阀管注浆施工工艺
袖阀管注浆是将注浆管通过钻孔，在浆液压力条件下，较为均匀地进入溶洞（洞高≤1.5m且全充填或半充填的溶洞），以达到浆液在溶洞中均匀扩散，将溶洞的填充物胶结为一个整体的施工工艺。
注浆时，将带封堵装置的注浆内管置入注浆外管内，对需要注浆部位进行注浆。
A、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。
B、试验注浆
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。
C、配制注浆液及注浆
浆液采用水泥浆，采用水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0.8～1.0（稀），0.5～0.6（浓）。
用BW150型注浆泵注水泥浆液，浆液现场用LJ-300型搅浆桶搅拌；浆液须在搅拌均匀过筛后到入泥浆池再注浆，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。
D、在注浆压注过程中，浆液应连续搅拌，搅拌时间应大于2min。
E、在注浆时泵压力表上观测注浆压力，开环压力0.3Mpa，终止注浆压力2.0～3.0Mpa，稳压30—60分钟后清洗阀管并预开一次环，以待第二次再注。
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。
a、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。
若单孔泵注的水泥浆量超过20m3仍未泵满，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。
b、注浆完毕后，采用纯水泥浆，用袖阀管进行补浆，注浆压力为0.5～1.0MPa。
c、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。
d、注浆结束标准应根据下列情况综合决定：
Ⅰ、注浆量达到设计要求；
Ⅱ、注浆压力超过设计值；
Ⅲ、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。
F、注浆材料
a、单浆液配置
水泥浆采用42.5R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，甚至单孔泵注水泥浆用量超过20m3时，采用水玻璃双液注浆。
b、双浆液配置
水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥；
水玻璃：
浓度Be′=30-40；水玻璃占水泥浆量的40%。
此参数并根据现场实际情况进行调整。
G、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。
7、双液注浆施工工艺及流程
对于泵注砂浆、袖阀管注浆泵注的水泥浆超过20m3，仍未泵满或达不到注浆压力，采用水泥、水玻璃双液进行注浆。
（1）、原理特点：
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连结成整体，从而达到封堵的施工目的
（2）、双液注浆施工工艺流程
（3）、浆液配比：
①、水泥浆配成水灰比为1:
1的浆液；
②、水玻璃浆液配成具有一定玻美度的水浆液，玻美度Be/=30-40。
（4）、施工方式：
上述两种浆液采用体积比为1：
1混合方式，由注浆泵注入到已泵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。
（5）、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。
①、注浆机械设备：
双液注浆泵，LJ-300型搅拌机进行拌和水泥浆。
②、注浆速度：
按20～30L/min控制。
③、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，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。
（7）、双液浆注浆时要先关闭1号球阀，开通2号、3号、4号、5号球阀，注入清水试压，检查管路有无爆管现象及是否畅通后，再关闭3号球阀，开通1号、4号、5号球阀注入水泥-水玻璃双液浆。
（8）、注浆结束标准
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。
8、工程量报验
以一个土、溶洞为单位报验工程量和竣工资料。
竣工资料包括以下内容
（1）、钻孔平面图（或称竣工图）：
要反映加固体的平面范围和大小（面积）。
内容包括钻孔分布、加固体的边界、工程量汇总表和图签。
工程量汇总表内包括孔号、孔深、孔径、加固体厚度和注浆量。
图签内容按档案管理有关规定执行。
图幅大小以图面内容清晰为准。
（2）、质量自检报告包括自检结果、自检钻孔原始记录表。
（3）、原始记录表格包括3个表，即：
“工程钻孔原始记录表”，为钻孔进尺工程量报验表格。
“袖阀管注浆记录表”，为注浆工程量报验表格。
“注浆孔封孔记录表”，为封孔报验表格。
9、监测措施
根据周边环境情况，应对地面、临时建筑物、地下管线等进行沉降、倾斜、变形和位移监测。
以实现“信息化设计，信息化施工”的原则，变形观测应在注浆前测试2次，取平均值作为基准值。
对临时建筑物要布置监测点，每栋建筑物布点3～4个。
沉降、倾斜、变形和位移的监测值应不超过规范相应限值及设计要求。
同时加强注浆过程中的监测，发现异常及时处理。
10、溶洞处理后质量检测标准
（1）、采用钻芯法检测,随机在各桩位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）、检测要求：
a、无充填半充填溶洞。
抽芯检测率应达到90%以上。
b、全充填溶洞充填物强度标贯击数不小于8击。
c、检测钻孔泥浆是否漏失。
（3）、如检测达不到要求，则在该点布置注浆孔，泵浆堵漏直至达到设计要求。
11、溶洞处理塌孔应急措施
（1）、塌孔应急处理措施：
将注浆机及时撤离现场，拔出注浆管重新填充粘土、砂填平，地质稳定后不出现塌孔时，才能重新安装注浆机。
（2）、地陷应急处理措施：
①、将人员及注浆机及时撤离现场，拔出注浆管，向有关单位报告。
②、地陷部位做好警戒措施，无关人员不得进入地陷现场。
③、地陷位置下必为溶洞，撤出人员及机械后，将溶洞按设计要求泵满。
④、现在储备足够的粘土、砂防止地面突然出现下沉现象进行回填土面。
⑤、将地陷部位回填粘土、保持作业面平整，在进行注浆施工。
六、施工机具计划
主要施工机械设备计划表
序
号
机具名称
规格
单位
数量
使用动力（KW）
备注
1
砂浆搅拌机
UJW6-350
台
1
2.5
2
钻孔机
XY-100型
台
2
4.5
3
注浆机
LJ-300型
台
4
3
4
注浆地泵
BW3000型
台
1
35
5
阀管
Φ108MM
米
七、质量控制
1、将孔位附近场地整平后，再测量放样；
2、在注浆施工中应通过现场试验对布孔方式、注浆参数及浆液配比作进一步调整，并在以后注浆施工过程中根据现场实际情况进行适当调整，以确保注浆效果；
3、孔口止浆率不得小于90%；
4、每循环注浆的扩散半径合格率不得低于90%；
5、注浆过程中要采取相应的措施来防止堵管，如多做试验选定合理的凝结时间，注意压力的变化，如压力升高要及时提升芯管；
6、严禁使用不合格材料，不得使用受潮或过期水泥；
7、制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意变更；
8、严密监视注浆压力和注浆量，出现异常时应立即停止泵入，查明原因并采取相应措施；
9、待浆液达到设计要求后，方可进行下到工序的施做；
10、加强浆液的管理，防止浆液的流失。
八、安全措施
1、高压泥浆泵、空压机、高压清水泵必须指定专人操作，压力表应定期检修检定，以保证正常工作；
2、钻机操作人员应具有熟练操作技术；
3、注浆过程中，作业人员应使用防护用具；
4、施工前应检查高压设备和管路系统，其压力和流量需满足设计要求，应检查管道的耐久性以及管道连接是否可靠，泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，各类密封圈必须良好，无渗漏现象，否则接头断开、软管破裂，将会导致浆液、高压水流飞散、软管甩出等安全事故。
安全阀中的安全销要进行试压检验（试压检验到当地压力容器检验所检验），必须确保在达到规定压力时能断销卸压，绝不能轻易安装未经试压检验的自制安全销；
5、浆液目前一般以水泥浆为主，但有时也加入其他化学添加剂，一般说浆液硬化后对人均无害，但硬化前的液体进到眼睛里时，必须立即进行充分清洗，并及时到医院治疗；
6、吊、放喷射管路时，严禁管下站人。
不得将电缆浸泡在水和泥浆中，防止漏电伤人。
九、环境保护措施
1、引孔时，排出的泥浆应沉淀处理后排放，并符合环保要求；
2、水泥、石灰细颗粒散体材料，应遮盖存放；运输时必须必须封闭覆盖，不得沿途撒落；
3、制定洒水防尘措施，指定专人负责现场洒水降尘；
4、不得随意排放废弃的加固料；
5、有害气体、噪音控制在国家规定允许的范围内；
6、合理处理生活和建筑垃圾，保证不污染地方环境；
7、优化施工方案，尽量避免和减少夜间施工对环境及居民的影响；
8、爱护环境，保证绿化及现有植被。
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