洞穴陷穴处理施工工艺.doc

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洞穴、陷穴处理施工工艺

洞穴分为岩溶、黄土陷穴，以及采空坑道、地窖、枯井、墓穴等人工洞穴。

洞穴处理需清除浅溶洞中淤泥及其松软沉积物，铲除溶洞表面溶蚀部分，将洞壁倾斜部分做成台阶。

采用填片石及水泥土组成的混合物回填，需回填密实。

压浆加固处理，应按施工图要求或由现场试验确定配合比配置水泥砂浆，加固地基前，通过试验确定灌浆孔深度、孔距及灌浆压力等有关技术参数；按施工图要求布置钻孔，宜为梅花型布置，按施工图要求预留一定数量的检查孔，并按施工图要求进行质量控制和检测，利用灌浆孔进一步探明地质情况，当岩溶的范围和深度与施工图不符时，应及时反馈给有关单位。

1工艺特点

本工艺操作简单，处理效果直观。

2适用范围

适用于公路、铁路路基洞穴处理施工。

3工艺原理及设计要求

本施工工艺主要是采用填充物将洞穴或陷穴回填密实，或通过压浆处理等方式填充孔洞。

主要设计为采用填片石及水泥土组成的混合物回填，或采用锚固压浆加固处理等。

4施工工艺流程

4.1岩溶洞穴处理施工工艺流程

岩溶洞穴处理施工工艺流程见图1。

4.2黄土陷穴处理施工工艺流程

黄土陷穴处理施工工艺流程见图2。

5施工要点

5.1施工准备

1）施工前应根据勘探资料，对施工地段进行地质核查。

洞穴处理后，应有勘察设计、监理单位对处理范围、效果予以确认。

2）施工前应先疏排地表水，防止地表水下渗；当设计有特殊要求时，按施工图要求办理。

3）洞穴处理所用材料应符合施工图要求，进场时应进行现场验收。

5.2施工工艺要点

5.2.1岩溶洞穴处治施工方法要点

5.2.1.1排离岩溶水

可溶性岩石裂隙或孔洞中的地下水叫岩溶水。

在可溶性岩石中，常有一些宽大的溶蚀裂隙和分部不均、规模不等的溶洞以各种形式与地表水相联系，形成含水体系。

在溶蚀基准面以上的岩溶水往往不流动，呈管状分部，大的形成暗河；水量和水位随季节的变化幅度较大；在溶蚀基准面以下的岩溶水往往形成水池或地下湖。

岩溶地区开挖路基，常在边坡或路基上出现涌水现象。

岩溶水有

开始

洞穴调查

制定洞穴处理方案

修筑地表及洞穴周边截排水设施

洞穴处理检验

结束

合格

不

合

格

灰土回填

灌浆压浆回填

图2黄土陷穴处理施工工艺流程图

开始

洞穴调查

制定洞穴处理方案

修筑地表及洞穴周边截排水设施

洞穴处理

灌浆填充

清挖夯填

砂石填充

盖板加固

桥涵跨越

砌石封闭

……

洞穴处理检验

结束

合格

不

合

格

图1岩溶洞穴处理施工工艺流程图

一定的径流系统，涌水量大，特别是山区的岩溶水，由于补给位置高，形成有较大的动水压力，宜疏不宜堵。

排离岩溶水的工程措施应按规模、危害程度和处理条件因地制宜，确定合理的排水设施和位置，恰当的排水功能，利用地面排水沟渠相互配合，构成统一的排水系统。

将危及路基的岩溶水排除，防止漫流、滞积或下渗，排离方法有疏导、截留、围埝、改道等。

1）排离路基上方岩溶水

出现在路基上方、流量较大、地势较平缓的岩溶水可设排水沟截离路基，用明沟将水引入至涵洞排出；流量较大地势陡峭的岩溶水，用急流槽或吊沟将水引入边沟通过涵洞排出；流量小的岩溶水，宜用边沟排出。

2）排离路基基底岩溶水

对出现在路基基底的岩溶水，流量较大的应设涵洞将水排出。

由的孔洞平时无水，雨季或暴雨时出现冒水，其上不能直接填土，以免岩溶水逐步将土冲走而引起下沉或湿软路基。

如果仅为不大的裂隙水或细小的冒水孔水，可设暗沟、渗流排出。

3）溶蚀洼地岩溶水的自治

路基经过溶蚀洼地，洼地在暴雨时壅水，宜设路堤通过。

填料应选用水稳性好的材料，路堤最少应高出洼地规定洪水频率计算水位0.5m。

路堤边坡宜作防护。

溶蚀洼地地势低，地表水往往通过落水洞排出，有的溶蚀洼地暴雨时消水量小于地表汇水量，或因消水洞被堵塞造成洼地积水，路基被淹没。

5.2.1.2溶洞的处治施工方法

1）处理路基溶洞，应在搞清影响路基稳定的溶洞分布后分别对待，在保证安全的条件下，考虑施工方便可行，节约投资的原则，选择处理方案。

施工中遵守的一般原则如下：

（1）对影响路基稳定的溶洞，无论采取何种方法处理，在施工中均不应堵塞溶洞水的出路。

对路基基底的岩溶泉或冒水洞，不论采用什么方法排出，均应保证路基填土高度内的土石方不受浸润，并保证不受温差作用而使水蒸气上升，聚集在路面基层下。

（2）对路基上方岩溶泉或冒水洞，可采用排水沟将水引离路基。

对路基基底的岩溶泉或冒水洞，宜设涵洞、涵管将水排出，对流量较大的暗洞及淌水洞可用桥涵跨过。

（3）路堑边坡上危及路基稳定的干溶洞，可用干砌片石或浆砌片石堵塞；对于路基基底或挡土墙基底的干溶洞，当洞口不大、深度较浅时，可采用回填夯实；对于洞口较大、深度较深的溶洞，应采用绕避或用桥涵跨越；当干溶洞顶板太薄或顶板较碎时，可采用加固或将顶板炸除以桥涵跨越；当溶洞位于沟边伏击且较深时，可采用钢筋混凝土板封闭，并应防止边沟水渗到溶洞内。

（4）对于隐伏岩裂隙的处理，应根据物探报告提供的隐伏岩溶分部位置、埋深及裂隙方向，选择出一批表土层薄、裂隙较为发育的岩溶进行重点开挖验证。

其目的是为了验证物探报告的准确性，确保路基的稳定，如物探报告不准应重新勘测。

4）施工具体措施

（1）对岩溶水宜以疏导为主，采用因地制宜、因势利导的方法予以疏导。

一般做法是与地下水道相联系的漏斗、消水洞处修建涵洞，因为这样的漏斗和消水洞内无填充物，它们往往随季节变化而出现间歇性或周期性的泄水与涌水，修建涵洞也有利于保证当地农田灌溉用水。

涵洞与漏斗和消水洞之间根据具体地形可用钢筋混凝土明沟或蓄水池相连。

（2）路线跨越过溶洞或是岩溶水时，如跨越条件好，应首选跨越形式。

桥跨越适用于流量较大的暗河、冒水洞或消水洞等，涵跨适用于一般岩溶泉。

雨季暗河与地表水的汇流量较大时，桥涵过水孔径应满足排水要求；在跨越经常性积水而水又比较浅的溶蚀洼地时，可采用片石透水河堤。

（3）对有填充物的溶洞，可采用以下加固处理方法；对洞径小而浅的，清除洞内的填充物后，先用大块石堵塞洞口，再用片石混凝土填平；对洞径小而深的，采用钢筋混凝土板把洞封闭；对洞径大而浅的，全部清除洞内填充物后换填片石混凝土；对洞径又大又深的，洞内填充物多而不易清除，采取清除部分填充物并整平后，先填大块石，再填片石，然后夯填黏土做成土片拱，最后用浆砌片石拱跨封闭。

（4）对路基范围内的地表坍陷，首先应查明坍陷的原因，一边采取相应的措施，如岩基未出露者，可采用黏土回填夯实；如岩基出露并见空洞洞口时，可采用大片石堵塞洞口，再用黏土回填土洞。

（5）在加固岩洞时，经常遇到有关岩溶顶板的安全厚度问题，当设计没有要求时，一般可参照下列情况进行处理：

当溶洞或暗河的顶板厚度大于10m，其下洞道的直径小于5m时，在顶板岩层完整的情况下，可以不进行处理，如顶板岩层破碎并有坍坠现象应考虑加固，或将顶板炸除，以填塞或架桥跨越，若洞内有水，应注意不要堵塞水流引起壅水。

当顶板厚度大于10m，而洞道直径小于2m时，即使顶板岩层有坍坠现象，如为坚硬岩层，也可不作处理。

（6）路基和建筑物地基由于秘笈的小型溶洞和溶孔等，造成岩体强度低或稳定性差的地段可采用灌浆加固。

5.2.1.3施工注意事项

1）施工前应查明路基附近的岩溶情况及成因（如岩溶类型，发展规律，有水情况，溶洞顶板厚度及岩石破碎程度等），以便采取有效措施。

2）对路基下危害性大得岩溶应将处理经过、施工方法及发现问题采取的措施等，随时记入工程日志，以被查考。

3）路基附近岩溶的处理应根据检算决定。

4）路基两侧取土坑离路基稍远一些并具有畅通的流水坡度，使水不致下渗到路基基底。

5）当岩溶中遇到有软弱填充物质时，应视情况加以清除，同时应将岩溶表层的奉化破碎层凿除再砌筑浆砌片石或灌注混凝土。

6）在有水岩溶出入口，禁止弃渣堵塞，同时应做好排水准备，以免造成质量事故。

7）对有水岩溶应采取疏导措施，不得任意堵塞其口。

5.2.2黄土陷穴自治施工方法要点

黄土陷穴对路基危害甚大，一般均需进行治理，根治的方法有以下几种。

黄土陷穴区，对洞穴应根据分布位置、形状、深度、大小和发展趋势，采取回填夯实、灌（压）土浆、灌砂等措施。

1）按施工图做好防排水措施，避免地表水流入。

2）按设计采取灌（压）浆施工

（1）清除浅陷穴中松软沉积物，并做成台阶状。

（2）灌砂。

小面积的陷穴，可用干砂灌实，并用黏土封顶夯实，并改变地貌，防止雨水流入陷穴的位置。

（3）开挖夯填。

这是最直观的最可靠的方法，根据洞穴的具体情况，可直接开挖回填，并用黄土分层夯实。

或采取灰土回填施工，应将洞穴开挖，分层回填、夯实至设计要求。

（4）灌泥浆。

洞身不大，但洞壁曲面不直且离路基中线较远的小陷穴，可用水、黏土、砂子拌制后，采用灌浆机反复多次灌注。

（5）压水泥浆。

有时为了封闭水道，可用水泥浆。

同时应改变微地貌，防止雨水流入陷穴的地方。

加固处理时，应符合下列要求：

①按施工图要求或由现场试验确定的配合比配置水泥砂浆。

②加固地基前，通过试验确定灌浆孔深度、孔距及灌浆压力等有关技术参数。

③按施工图要求布置钻孔，宜为梅花型布置，地质钻成孔。

④应按施工图要求预留一定数量的检查孔，并按施工图要求进行质量控制和检测。

⑤开挖导洞或竖井进行回填。

洞穴深，若明挖工程数量较大，可采用开挖导洞的方法，由洞内向外逐步回填密实。

回填前应浆洞内的尘土彻底清扫干净，接近地面0.5m厚时，则改用黏土回填夯实。

5.2.3人工洞穴处治施工方法及要点

人工洞穴包括开矿采空区、窑洞、古墓、枯井、防空洞、墓穴、地窖等，这些坑洞，经过多年变迁部分已被堵塞，地表无痕迹，暗藏在地下，影响路基稳定。

对人工洞穴处理，应按施工图要求进行处理，并符合下列要求：

1）检查坑洞内的环境，采取安全保护措施。

对不稳定的坑洞应加强临时支撑。

坑洞内有害气体和物质应予以排除。

2）揭露其表盖层，清除洞内沉积物。

3）采用水泥土或石灰土回填夯实；对于石质洞穴，采用片石混凝土回填。

并视具体情况可采取压浆处理等措施。

4）对顶板不厚的坑洞，可挖开后用近处的同类土质或块石分层回填夯实。

为了方便工作，也可挖斜井或竖井，分段进行回填处理。

5）对顶板较厚或小而直的坑洞，不能开挖时，可采用砂卵石浆、砂浆灌注或在坑洞顶布置适当试坑灌注。

若洞顶支撑点稳定性好，可采用钢筋混凝土盖板封堵洞口。

6）对民用或农业用水的坑洞，可在其上游拦截入附近的桥涵绕行或直接修建涵洞通过，

7）采空区路基：

对不宜采用堵塞处理措施的严重沉陷地段，可采用钻孔灌注桩基础与钢筋混凝土底梁通过。

在较轻沉陷地段，路堑应按施工图预留沉降量，路堤应按施工图要求的地基预留沉降和路基加宽与路堤本体预留沉降一起加填预留沉降土。

有些可采用灌浆法处理。

灌浆材料为黄土、水泥、氯化钙（或水玻璃及粉煤灰）等。

6主要机具设备

根据洞穴工程的数量、规模及工期要求，选用的施工方法等条件，确定机械设备，一般相应设备有：

基础开挖采用挖掘机配合人工施工；模板支立、拆除采用汽车吊安设、支拆，人工配合；混凝土采用搅拌站拌制、输送车运输，输送泵灌注；灌浆机械设备：

钻孔机，灌浆泵，水泥砂浆、水泥浆搅拌机械等

7劳动力组织

详细劳动力组织见表1

表1劳动力组织表

序号

工种

数量

职责

1

班组长

1

指挥现场各项工作

2

高级技工

1～2

技术把关

3

中级技工

2～3

技术负责

4

初级技工

4～8

技术操作

5

机械操作手

根据设备确定人数

8质量要求及质量控制要点

1）岩溶洞穴地区，路堤填筑前及路堑开挖至施工图标示高程后，应结合勘探设计资料对施工地段进行地质核查。

洞穴处理后，应由设计单位对处理范围、效果予以确认。

2）施工前应根据勘探设计资料和洞穴的具体地质情况，确定施工方案和施工工艺，制订质量保证措施，报监理单位审核批准后组织施工。

洞穴处理前、后应分别测量、记录处理范围和高程。

3）严格按施工图规定的施工方法和要求进行洞穴地基处理。

若施工前或施工过程中出现下列情况，应及时反馈建设单位或监理工程师，并按规定办理变更设计。

（1）施工前地质核查或施工过程中发现地质情况与施工图不符；

（2）在路堑路基面、边坡上出现较大或有水的、有较厚松软填充物的溶洞；

（3）施工中发现路堤地基的溶洞或查知有位于堑底未出露的溶洞；

（4）黄土陷穴地区路基，对洞穴采取开挖回填夯实、灌（压）土浆、灌砂等处理措施时，应在处理范围做好排水设施，不使地表水流入；

（5）灌浆时，应有符合环保要求的废浆隔离与回收设施，灌浆过程中应防止浆液渗漏，如有“跑浆”现象，应及时查明原因并处理。

岩溶、洞穴地段路基施工前应做好引排地面水设施，处理范围内的地面、地下防排水、防渗措施应满足施工图要求，并符合环保有关规定。

（6）洞穴处理所用材料应符合施工图要求，进场前应进行现场验收。

4）检验频率或标准

1）洞内填充物的清除深度应符合施工图要求。

检验数量：

对面积小于20m2的洞穴，每个洞穴抽样检验10处；面积大于20m2的洞穴，每个洞穴抽样检验20处。

2）采用钻孔灌浆或灌砂处理洞穴时，其钻孔的布设形式、灌充数量和范围应符合施工图要求。

检验数量：

全部检验。

3）采取回填法处理洞穴时，其回填范围及其端部处理应符合施工图要求，回填应分层夯填密实。

用岩块回填不得有架空现象、压实质量应符合施工图要求。

4）检查每个洞穴回填范围及端部处理情况。

每回填层检验压实质量3点。

采用砌体封闭洞穴时，砂浆强度等级应符合施工图要求，砌筑应与洞壁密贴，外露面应与路基面或基底、边坡面平齐。

5）洞穴内修筑的支顶构筑物应密实；每个洞穴做1组砂浆或混凝土强度试件

6）堑内干小溶洞的处理，应符合施工图要求。

对每个干小溶洞检验。

9安全及环境保护措施

9.1施工安全

1）施工机械施工、操作人员条件、检修保养、施工用电、特殊环境中作业、既有线施工等应严格执行《铁路工程施工安全技术规程》。

2）对电工、机操工、安全检查员等要培训，经考试合格后发给上岗证。

3）安全检查员要执行三查制度即工前检查、工中督查和工后复查，杜绝事故隐患。

4）施工作业人员和高处检修人员须戴安全帽，高处作业应洗好安全带。

9.2环境保护

1）在距居民生活区附近的施工现场，须建立必要的噪声控制措施，如隔声屏等。

2）夜间施工做到不扰民，严格按夜间施工措施组织施工

（1）建立夜间施工领导值班和交接班制度，加强夜间施工管理与调度。

在施工现场设现场值班室。

（2）制定夜间施工保证具体实施措施。

（3）施工现场设置明显的交通标志、安全标志牌、警戒灯等标志，标志牌具备夜间荧光功能。

保证施工机械和施工人员的施工安全。

（4）施工现场有足够的夜间照明设备，保证施工照明强度要求，确保施工现场的安全。

3）灌浆施工时，应对周边河道、农田等进行观察，防止浆液通过洞穴管道流散而污染周边环境。