一种地下连续墙的溶洞处理结构及处理方法与流程

本发明涉及溶洞处理技术领域，特别是涉及一种地下连续墙的溶洞处理结构及处理方法。

背景技术：

随着我国经济的迅猛发展，基础设施建设也在如火如荼的展开。在南方喀斯特地貌等在地质条件复杂处进行基础设施建设经常会遇到溶洞。这些溶洞会影响位于其上部的基础设施的稳固性，因此需要对溶洞进行处理，以使得适合在溶洞上方进行施工，而不会因地基不稳而坍塌。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够使上部地下连续墙槽段顺利冲孔成槽而不会坍塌的溶洞处理结构和处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种地下连续墙的溶洞处理方法，其包括以下步骤：

s1.导墙施工：用挖掘机将溶洞上方的地表挖掘成槽，在所述槽的侧壁和槽口两侧的地表设置钢模并浇筑混凝土，养护后拆除所述钢模形成相对设置的两个导墙单元，所述两个导墙单元之间形成导墙槽；

s2.探边施工：在导墙槽两侧，沿所述导墙槽每隔一段距离设置一个探边孔，所述探边孔底部位于所述溶洞底部完整岩层内；

s3.冲孔位设定：在所述导墙槽底部所述沿导墙槽延伸方向设置多个冲孔位、相邻两个所述冲孔位部分重叠；

s4.冲孔施工：用第一冲孔桩对各冲孔位进行冲孔，冲孔时泥浆比重为1.2－1.5g/cm³，遇到漏浆后用填充料进行回填，回填完毕后重新制造泥浆，用冲孔锤将回填料击实，直至冲孔到设计底高程，最后用方锤修整孔壁。

作为优选方案，在步骤s3中，将所述冲孔位依次编号，先对奇数冲孔位进行冲孔施工，再对偶数冲孔位进行冲孔施工。

作为优选方案，在步骤s3和步骤s4之间还包括先导孔和溶洞填充的施工，所述先导孔和溶洞填充的施工方法为：用第一冲孔桩冲击导墙槽底部至岩层，在所述岩层上方的冲孔内有设钢护筒，然后用第二冲孔桩冲破岩层，形成先导孔，按所述方法依次施工沿所述导墙槽形成多个所述先导孔；然后通过所述先导孔向溶洞内填充填充物；所述第二冲孔桩的直径小于所述第一冲孔桩。

作为优选方案，多个所述先导孔间隔设置。

作为优选方案，在步骤s3中，每七个冲孔位依次按照第三冲孔位、第二冲孔位、第四冲孔位、第一冲孔位、第六冲孔位、第五冲孔位和第七冲孔位的次序进行编号，并按照从所述第一冲孔位至所述第七冲孔位的顺序按所述步骤s4进行施工。

作为优选方案，所述先导孔位于每七个冲孔位所在的导墙槽长度范围内的所述第一冲孔位的位置。

作为优选方案，在所述探边孔内埋设有袖阀管，在通过所述先导孔向溶洞内填充填充物的同时通过所述袖阀管向所述溶洞内灌浆；在步骤s3中，每七个冲孔依次位按照第七冲孔位、第一冲孔位、第六冲孔位、第二冲孔位、第五冲孔位、第三冲孔位和第四冲孔位的顺序进行编号，并按照从第一冲孔位至第七冲孔位的顺序按所述步骤s4进行施工。

作为优选方案，所述先导孔位于每七个冲孔位所在的导墙槽长度范围内的所述第一冲孔位和第三冲孔位的位置。

为了解决相同问题，本发明还提供一种地下连续墙的溶洞处理结构，包括设于地表的导墙、位于地表下的岩层以及位于所述岩层下的溶洞；所述导墙包括平行设置的两组导墙单元，所述两个导墙单元之间形成导墙槽；在所述导墙槽内沿所述导墙槽延伸的方向设有多个先导孔，所述先导孔贯穿所述岩层；所述先导孔内设有钢护筒。

作为优选方案，所述先导孔包括上部孔段和下部孔段；所述下部孔段位于所述岩层，所述上部孔段位于所述岩层与地表之间，所述下部孔段的直径小于所述上部孔段。

本发明提供一种地下连续墙的溶洞处理结构和处理方法，通过设置先导孔，向所述溶洞内填充黄泥等填充物来加固洞内原充填欠固结的软弱土体，防止软弱土体在受附加应力及自重影响下产生较大的沉降变形，并且一定程度提高洞内填充物承载力特征值。

本发明的溶洞处理方法在对冲孔位冲孔并回填的过程中完成了对溶洞的填充和处理，夯实了地基，减少了坍塌的可能；并且，已完成的多个冲孔延续成了地下连续墙成槽，这样可以使溶洞处理和地下连续墙成槽同步进行，确保地下连续墙顺利成槽及成槽质量，保证地下连续墙施工安全，并且缩短了工期。

附图说明

图1是本发明的溶洞处理方法的探边施工平面布置示意图；

图2是本发明实施例2中的冲孔位顺序图；

图3是本发明实施例3中的冲孔位顺序图。

图4是本发明实施例4中的导墙的示意图；

图5是本发明实施例4中的溶洞处理结构示意图；

图6是本发明实施例5中的溶洞处理结构示意图；

图7是本发明实施例5中的袖阀管的结构示意图。

图8是本发明5中的注浆器的结构示意图；

图9是本发明实施例5中注浆器在花管袖阀管内部注浆时的结构示意图；

图10是本发明实施例5中注浆器在袖阀管内部抬高时的结构示意图。

其中，1、地表；2、导墙；3、岩层；4、溶洞；5、导墙单元；6、竖直边部；7、水平边部；8、导墙槽；13、先导孔；14、钢护筒；15、上部孔段；16、下部孔段；17、探边孔；18、奇数位探边孔；19、偶数位探边孔；21、第一冲孔位；22、第二冲孔位；23、第三冲孔位；24、第四冲孔位；25、第五冲孔位；26、第六冲孔位；27、第七冲孔位。30、袖阀管；31、实管袖阀管；32、花管袖阀管；33、溢浆孔；34、橡胶套；41、注浆段；42、注浆管单元；43、橡胶塞；44、注浆孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：高度小于6m的溶洞的处理方法

本实施例的地下连续墙的溶洞4的处理方法包括以下步骤：

s1.导墙施工：用挖掘机将溶洞4上方的地表1挖掘成槽，在所述槽的侧壁和槽口两侧的地表1设置钢模并浇筑混凝土，养护后拆除所述钢模形成相对设置的两个导墙单元5，所述两个导墙单元5之间形成导墙槽8；

s2.探边施工：如图1所示，在距导墙槽8两侧1.5m(h1)处，沿所述导墙槽8每隔2m(h2)设置一个探边孔17，所述探边孔17底部位于所述溶洞4底部完整岩层3内，具体为岩层3内3－5m；

s3.冲孔位设定：在所述导墙槽8底部所述沿导墙槽8延伸方向每6m设置7个冲孔位、相邻两个所述冲孔位部分重叠；将所述冲孔位依次为第一冲孔位21、第二冲孔位22、第三冲孔位23、第四冲孔位24、第五冲孔位25、第六冲孔位26和第七冲孔位27；

s4.冲孔施工：用直径为1200mm的第一冲孔桩先对奇数冲孔位进行冲孔施工，再对偶数冲孔位进行冲孔施工，冲孔时泥浆比重为1.2－1.5g/cm³，遇到漏浆后用黄泥、水泥混合物或者黄泥、块石、水泥混合物进行回填，反复漏浆无法堵漏回填素混凝土。回填完毕后重新制造泥浆，用冲孔锤将回填料击实，直至冲孔到设计底高程，最后用方锤修整孔壁。各孔连续排列形成地下连续墙的槽段。

实施例2：高度大于6m且小于等于10m的溶洞的处理方法

s1.导墙施工：用挖掘机将溶洞4上方的地表1挖掘成槽，在所述槽的侧壁和槽口两侧的地表1设置钢模并浇筑混凝土，养护后拆除所述钢模形成相对设置的两个导墙单元5，所述两个导墙单元5之间形成导墙槽8；

s2.探边施工：如图1所示，在距导墙槽8两侧1.5m(h1)处，沿所述导墙槽8每隔2m(h2)设置一个探边孔17，所述探边孔17底部位于所述溶洞4底部完整岩层3内，具体为岩层3内3－5m；

s3.冲孔位设定：在所述导墙槽8底部所述沿导墙槽8延伸方向每6m设置7个冲孔位、相邻两个所述冲孔位部分重叠；如图2所示，将所述七个冲孔位依次按照第三冲孔位23、第二冲孔位22、第四冲孔位24、第一冲孔位21、第六冲孔位26、第五冲孔位25和第七冲孔位27的次序进行编号。

s3a.先导孔和溶洞填充施工：用直径为1200mm的第一冲孔桩对所述第一冲孔位21所在的导墙槽8底部冲击至岩层3，在所述岩层3上方的冲孔内设直径为1200mm的钢护筒14，然后用直径为1000mm的第二冲孔桩冲破岩层3，形成先导孔13，然后通过所述先导孔13向溶洞4内填充黄泥、水泥混合物或者黄泥、块石、水泥混合物，反复漏浆无法堵漏回填素混凝土。充填至不再漏浆后，拔出钢护筒14；

s4.冲孔施工：按照从所述第一冲孔位21至所述第七冲孔位27的顺序用第一冲孔桩对各冲孔位进行冲孔，冲孔时泥浆比重为1.2－1.5g/cm³，遇到漏浆后用黄泥、水泥混合物或者黄泥、块石、水泥混合物进行回填，反复漏浆无法堵漏回填素混凝土。回填完毕后重新制造泥浆，用冲孔锤将回填料击实，直至冲孔到设计底高程，最后用方锤修整孔壁。各孔连续排列形成地下连续墙的槽段。

实施例3：高度大于10m的溶洞的处理方法

s1.导墙施工：用挖掘机将溶洞4上方的地表1挖掘成槽，在所述槽的侧壁和槽口两侧的地表1设置钢模并浇筑混凝土，养护后拆除所述钢模形成相对设置的两个导墙单元5，所述两个导墙单元5之间形成导墙槽8；

s2.探边施工：如图1所示，在距导墙槽8两侧1.5m(h1)处，沿所述导墙槽8每隔2m(h2)设置一个探边孔17，所述探边孔17底部位于所述溶洞4底部完整岩层3内，具体为岩层3内3－5m，，所述探边孔17内埋设有袖阀管，具体地，所述袖阀管的直径为45mm；

s3.冲孔位设定：在所述导墙槽8底部所述沿导墙槽8延伸方向每6m设置7个冲孔位、相邻两个所述冲孔位部分重叠；如图4所示，将所述七个冲孔位按照第七冲孔位27、第一冲孔位21、第六冲孔位26、第二冲孔位22、第五冲孔位25、第三冲孔位23和第四冲孔位24的顺序进行编号；

s3a.先导孔施工：用第一冲孔桩对所述第一冲孔位21所在的导墙槽8底部冲击至岩层3，在所述岩层3上方的冲孔内设钢护筒14，然后用第二冲孔桩冲破岩层3，形成先导孔13，然后通过所述先导孔13向溶洞4内填充填充物，反复充填至不再漏浆后，拔出钢护筒14。然后按上述方法用第一冲孔桩对所述第三冲孔位23所在的导墙槽8底部冲击成先导孔13；

s3b.溶洞填充施工：在通过先导孔13向所述溶洞内填充素混凝土的同时通过所述探边孔向所述溶洞内注浆。先对奇数位探边孔18内灌注水泥与水玻璃的混合液，水：水泥：水玻璃＝(0.8～1.0)：1：(0.08～0.2)，灌浆压力为0.1～0.4mpa；然后对偶数位探边孔19内灌注纯水泥浆，浆液水灰比为0.5：1～1：1，灌浆压力为0.1～0.4mpa。注浆方式采取后退式分段注浆工艺，即在袖阀管内由孔底自下而上进行注浆，每次注浆段长0.5m，注完第一段浆段后，上提袖阀管30，进行第二注浆段注浆施工。同时采用间断性、反复性注浆方法。两次注浆时间间隔为3～10h，注浆3～4次，满足终孔压力时停止注浆，并用水泥浆封孔。这样可以加固溶洞内原有充填物。

所述袖阀管30由若干根袖阀管单元依次连接而成。在袖阀管30拔出长度大于一节袖阀管单元时，停止注浆并拆除该节注浆管单元，在剩余袖阀管30上继续注浆，依此进行直至完成注浆。对于双液注浆，将水泥浆和水玻璃同时注入在溶洞底部混合。注浆完成后，在管顶盖上闷盖。

s4.冲孔施工：按照从第二冲孔位22至第七冲孔位27的顺序用第一冲孔桩对各冲孔位进行冲孔，冲孔时泥浆比重为1.2－1.5g/cm³，遇到漏浆后用黄泥、水泥混合物或者黄泥、块石、水泥混合物进行回填，反复漏浆无法堵漏回填素混凝土。回填完毕后重新制造泥浆，用冲孔锤将回填料击实，直至冲孔到设计底高程。最后用方锤修整孔壁。各孔连续排列形成地下连续墙的槽段。

在上述实施例1－3中，对于半充填及全充填溶洞4；快速漏浆的槽段使用充填粘性土和水泥混合料作为回填料，其中粘性土松散堆积密度值为1300kg/m³，每m³回填料合50－100kg水泥；对于串珠溶洞4、空洞及大型溶洞4的槽段，使用块石、粘性土及水泥混合料作为回填料，其中块石粒径大于200mm、且不大于2/3下部孔段16的孔径，块石作为填缝材料，主要目的是利用冲锤挤压块石，充实溶洞4并且堵漏，黄泥比块石为3：1；对于上述两种填充料仍不能达到堵漏效果，则采用低标号混凝土进行溶洞4充填。

实施例4：地下连续墙的溶洞处理结构

本实施例为实施例2的溶洞处理方法中的结构，包括设于地表1的导墙2、位于地表1下的岩层3以及位于所述岩层3下的溶洞4；所述溶洞4高度大于6m。

如图4所示，所述导墙2为c25现浇钢筋砼，其包括平行设置的两组导墙单元5。所述导墙单元5截面为倒“l型”，包括水平边部7和竖直边部6，所述水平边部7位于地表1上，所述竖直边部6位于地表1以下，所述两组导墙单元5的竖直边部6之间形成导墙槽8。

在所述导墙槽8内沿所述导墙槽8延伸的方向设有多个先导孔13，如图5所示，所述先导孔13贯穿所述岩层3；所述先导孔13包括上部孔段15和下部孔段16；所述下部孔段16位于所述岩层3，所述上部孔段15位于所述岩层3与地表1之间，所述下部孔段16的直径小于所述上部孔段15。如图3所示，所述上部孔段15内套设有钢护筒14。

本实施例中，所述上部孔段15和所述钢护筒14的直径是1200mm，所述下部孔段16的直径是1000mm。

实施例5地下连续墙的溶洞处理结构

本实施例为实施例3的溶洞处理方法中的结构，如图6-7所示，本实施例的地下连续墙的溶洞处理结构与实施例4的不同点在于所述溶洞4的高度大于10m。并且在所述导墙槽上每6m设有两个先导孔，所述两个先导孔间隔设置。所述探边孔17内埋设有袖阀管30，袖阀管30埋设至溶洞底部。

如图7所示，所述袖阀管30由若干根袖阀管单元依次连接而成，具体地，所述袖阀管单元为长4m、直径48mm的硬质塑料管。所述袖阀管单元内壁光滑，接头处设有螺扣，端头设有斜口。所述袖阀管单元包括实管袖阀管31和花管袖阀管32。所述实管袖阀管31的管壁上部设有溢浆孔33；所述花管袖阀管32的管壁上每隔一段距离设有溢浆孔33，具体地，所述溢浆孔33的直径为8mm。所述溢浆孔33外套设有橡胶套34，所述橡胶套34起到单向阀的作用，保证了浆液只能从花管袖阀管32内部注入溶洞，阻止了溶洞内的浆液通过溢浆孔33回流至花管袖阀管32内部。所述袖阀管30在溶洞4的高度范围内设置为花管袖阀管32，其余部位设置为实管袖阀管31。袖阀管30伸入探边孔17后采用粘土封堵袖阀管30和探边孔17孔壁间的空隙，以防止浆液由袖阀管30外或探边孔17内从上部砂卵石层中流失。

如图8所示为在花管袖阀管32内部注浆的注浆器的结构示意图，所述注浆器包括注浆段41和注浆管单元42，注浆段41上设置有注浆孔44，所述注浆段41两端设置有橡胶塞43，所述橡胶塞43最外圈的直径与花管袖阀管32的内径相同；所述注浆管单元42由多节注浆管拼接而成。如图9所示为注浆器在花管袖阀管32内部注浆时的结构示意图，所述注浆段41两端的橡胶塞43紧贴花管袖阀管32的内壁，从而将浆液限定在注浆区域的任一段范围内进行灌注，达到分段注浆的目的。由于花管袖阀管32的内壁光滑，橡胶塞43可随注浆器在花管袖阀管32的内部上下移动。

当注浆深度超过一节注浆管的长度时，停止注浆，将注浆器抬高一节注浆管长度的距离，并拆除注浆器的一节注浆管，然后继续在剩余袖阀管30上继续注浆。如图10为注浆器在袖阀管30内部抬高时的结构示意图。

由于溶洞高度增加，溶洞的体积可能增大，因此多增加一个先导孔更好的对溶洞进行填充，同时可以加快工程进度。针对溶洞洞高大于10m的溶洞，增加灌浆处理，加固溶洞内原有充填物，保证地下连续墙施工安全。

综上，本发明提供一种地下连续墙的溶洞4处理方法。其中，导墙2是保证地下连续墙位置准确和成槽质量的一个环节，导墙2的设置可以给成槽机成槽提供导向；并防止槽口坍塌，为钢筋笼安放、混凝土导管安置、成槽机提供标定。设置探边孔17可以探测溶洞4边界、大小、充填情况。通过对冲孔位施工顺序的设置可以保证跳孔施工，从而减少了对土质的影响和塌方的可能。通过所述先导孔13向所述溶洞4内填充黄泥、水泥等填充物，对洞内原有填充物进行加固，至溶洞4几乎填满。这样可以夯实地基，并冲孔施工时防止漏浆。所述钢护筒可以在冲破溶洞顶板泥浆流失后提供对孔壁的支护作用，防止漏浆引起的先导孔孔壁坍塌。用小直径的冲孔桩冲破岩层可以进一步防止先导孔孔壁坍塌，以方便后续施工。在冲孔施工中，冲击成的一系列孔组成地下连续墙的成槽，即冲孔施工也就是地下连续墙的成槽的成槽施工，在处理溶洞4的同时完成了对地下连续墙的成槽的建造，提高了施工效率。

本发明中对冲孔位采用跳孔施工的方法，与现有技术相比，跳孔施工可以加快施工效率，因为在冲击岩层时，至少后一半冲孔位的两边有临空面，岩层容易击碎，这样可以加快效率；如果不采用跳孔施工，按从左到右或从右到左依次施工，施工过程中所有冲孔位只有一边有临空面，容易发生偏孔或岩面成斜面增加施工难度。

本发明的地下连续墙的溶洞4处理结构中按照溶洞4高度的不同采用不同系统进行处理，当溶洞4高度小于6m时，直接进行冲孔施工，施工过程中遇到漏浆后用填充料进行回填，回填过程中即完成对溶洞4的填充。当溶洞4高度大于6m时，需要先进行先导孔13的施工，当溶洞4高度更高、内部空间更大时，可以增加先导孔13的数量，这样可以对溶洞4多一个填充支撑。同时防止洞壁和基础崩塌；堵塞溶洞4与外界的直接漏水通道，防止泥浆流失。同时加固了洞内原充填欠固结的软弱土体，防止软弱土体在受附加应力及自重影响下产生较大的沉降变形，使洞内充填物与洞壁间产生过大的空隙；并且一定程度提高洞内填充物承载力特征值。并且能够确保地下连续墙顺利成槽及成槽质量，保证地下连续墙施工安全。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。