CN103046558B - 浅埋溶洞充填施工方法及其施工结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浅埋溶洞充填施工方法及其施工结构，该施工方法包括预制注浆管、布设注浆管及填筑土石混合填料、注浆加固、完成浅埋溶洞充填施工等步骤。该施工结构包括注浆管、连接管道、填筑于浅埋溶洞内的土石混合填料层和位于浅埋溶洞外部的注浆设备，注浆管布设于土石混合填料层中，且注浆管管壁上设有多个浆液出口，注浆管的一端设有引出至土石混合填料层上表面的浆液入口，注浆设备通过连接管道与注浆管的浆液入口相连。本发明具有施工工艺简单、人工成本低、节省材料、造价低、适用范围广、施工效率高、环保性好等优点。

Description

浅埋溶洞充填施工方法及其施工结构

技术领域

本发明涉及溶洞充填施工领域，具体涉及一种浅埋溶洞充填施工方法及其施工结构。

背景技术

现有的中小型溶洞充填技术主要为混凝土回填、盖板跨过或是架桥通过的方式。这些处治方法存在以下共同的缺点：(1) 成本高昂，由于采用混凝土回填，其成本较采用土石回填的成本显著增高；当采用架桥或是盖板通过时，其成本的提高不言而喻。(2) 工程耗时，效率低下。尤其是采用架桥通过时，其需要的工程投入时间较土石回填的非常漫长；若采用混凝土回填，其混凝土运输灌入的过程也需要耗费大量的时间。(3)对环境保护存在危害,当采用混凝土或是架桥通过时，其主要的原材料都为混凝土，因此，其对环境的危害不言而喻。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术存在的不足，提供一种施工工艺简单、人工成本低、节省材料、造价低、适用范围广、施工效率高、环保性好的浅埋溶洞充填施工方法，并相应提供该浅埋溶洞充填施工方法的施工结构。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种浅埋溶洞充填施工方法，包括以下步骤：

（1）预制注浆管，该注浆管具有一个浆液入口和多个浆液出口；

（2）向浅埋溶洞内填筑土石混合填料，并将制作好的注浆管布设于土石混合填料中，土石混合填料的填筑厚度H为1.5m～2.5m，采用连接管道将注浆管的浆液入口与位于浅埋溶洞外部的注浆设备连通；

（3）启动注浆设备向注浆管内注入水泥浆液，直至注浆压力达到设计终压要求或水泥浆液从土石混合填料上表面冒出，得到底层的充填体单元；

（4）按照步骤（1）～（3）的方法在底层的充填体单元上由下至上逐层施工多层所述充填体单元，直至完成整个浅埋溶洞的充填。

上述技术方案中，优选的，所述步骤（3）中，注浆压力控制在0.5MPa以下。

本发明用于上述浅埋溶洞充填施工方法的施工结构，所述施工结构包括注浆管、连接管道、填筑于浅埋溶洞内的土石混合填料层和位于浅埋溶洞外部的注浆设备，所述注浆管布设于土石混合填料层中，且注浆管管壁上设有多个浆液出口，注浆管的一端设有引出至土石混合填料层上表面的浆液入口，所述注浆设备通过连接管道与注浆管的浆液入口相连。

上述施工结构中，优选的，所述注浆管布设于土石混合填料层底部。

上述施工结构中，优选的，所述注浆管为柔性的复合管材，所述注浆管上各浆液出口的直径d为2mm～8mm，且注浆管上距浆液入口0～150cm的范围内不设浆液出口。

上述施工结构中，优选的，所述多个浆液出口分布在多个横截面上，相邻横截面之间的间距S为30cm～60cm，且各横截面上至少设有一个浆液出口。

上述施工结构中，优选的，各横截面上浆液出口的数量为两个，同一横截面上的两个浆液出口相对于注浆管的轴线呈中心对称布置，各横截面上两个浆液出口的连线与其相邻横截面上两个浆液出口的连线相垂直。

上述施工结构中，优选的，所述注浆管以螺旋线形方式绕设于所述土石混合填料层中，且浆液入口设置在浅埋溶洞的中心位置附近。

上述施工结构中，优选的，所述注浆管靠近浅埋溶洞侧壁的一端距浅埋溶洞侧壁的距离D为40cm～150cm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明浅埋溶洞充填施工方法，结合了现有注浆技术与填筑技术的优点，土石混合填料可以随意选择，避免了土石混填料压实的技术难题，解决了浅埋溶洞形状不规则导致的填筑不密实问题，可适用于不规则浅埋溶洞及顶口小、底部大的浅埋溶洞充填施工，施工时只需简单的重复作业，不需要地基处理、起重设备、填筑压实机械和专业技术工人，也不需要支撑，不必在后期养护上投入较大的人力和物力，全部施工作业可在填筑过程中完成，施工的主要构件也均可现场制作，即使在狭窄的工程现场或严格限制噪音、震动的地方也能进行施工，其施工工艺简单、施工方便、施工效率高、实用性强、省工省料、造价低、适用范围广，具有显著的经济和环保优势；施工后可得到土石混合调料、注浆管和水泥浆液相互结合的浅埋溶洞的充填体，该浅埋溶洞的充填体兼具高强填筑体与注浆加筋结构双重优点，其整体强度和密实度高，并可大大节省充填成本。

附图说明

图1为本发明实施例中底层充填体单元施工完成时的结构示意图。

图2为本发明实施例中底层注浆管布设的示意图。

图3为本发明实施例中第二层充填体单元施工完成时的结构示意图。

图4为本发明实施例中第二层注浆管布设的示意图。

图5为本发明实施例中第三层充填体单元施工完成时的结构示意图。

图6为本发明实施例中第三层注浆管布设的示意图。

图7为本发明实施例中顶层充填体单元施工完成时的结构示意图。

图8为本发明实施例中顶层注浆管布设的示意图。

图9为本发明中注浆管的局部结构示意图。

图例说明：

1、充填体单元；11、土石混合填料层；12、注浆管；121、浆液入口；122、浆液出口；2、连接管道；3、注浆设备；4、浅埋溶洞。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例：

如图1至图9所示，某浅埋溶洞4深8m，底部直径8m，顶部直径5m，采用本发明的浅埋溶洞充填施工方法进行施工时，包括以下步骤，

（1）预制注浆管12，采用一高性能复合管材，将该复合管材的一端封死，另一端作为浆液入口121，并在复合管材的管壁上钻出多个浆液出口122（参见图9）。

（2）如图1所示，先将制作好的注浆管12布设于浅埋溶洞4的底部，再在布设好的注浆管12上方填筑土石混合填料，土石混合填料可就地取材，土石混合填料的颗粒直径无特殊要求，填筑时从浅埋溶洞4顶部直接倒入，再进行人工平整，土石混合填料填筑厚度H为2m，将注浆管12的浆液入口121引出至土石混合填料顶面且预留10cm的长度，采用连接管道2将注浆管12的浆液入口121与位于浅埋溶洞4外部的注浆设备3连通，以方便注浆施工。

（3）启动注浆设备3向注浆管12内注入水泥浆液，注浆设备3采用注浆泵，注浆泵的初始注浆压力为0.3MPa，使水泥浆液从注浆管12的浆液出口122射出；直至注浆压力稳定达到0.45MPa（本次注浆的设计终压）后2分钟，或水泥浆液从土石混合填料上表面冒出，停止注浆，得到底层的充填体单元1，凝固后的水泥浆液凝固体与注浆管12一起形成树枝状凝固体结构以加固和充填土石混合填料。

（4）以底层的充填体单元1为基础，按照步骤（1）～（3）的方法由下至上逐层施工三层充填体单元1，即先在底层的充填体单元1上表面施工第二层充填体单元1（参见图3），再在施工完成的第二层充填体单元1上表面施工第三层充填体单元1（参见图5），最后在施工完成的第三层充填体单元1上表面施工顶层充填体单元1（参见图7），这样完成整个浅埋溶洞4的充填施工。

本发明浅埋溶洞充填施工方法，结合了现有注浆技术与填筑技术的优点，土石混合填料可以随意选择，避免了土石混填料压实的技术难题，解决了浅埋溶洞4形状不规则导致的填筑不密实问题，可适用于不规则浅埋溶洞4及顶口小、底部大的浅埋溶洞4充填施工，施工时只需简单的重复作业，不需要地基处理、起重设备、填筑压实机械和专业技术工人，也不需要支撑，不必在后期养护上投入较大的人力和物力，全部施工作业可在填筑过程中完成，施工的主要构件也均可现场制作，即使在狭窄的工程现场或严格限制噪音、震动的地方也能进行施工，其施工工艺简单、施工方便、施工效率高、实用性强、省工省料、造价低、适用范围广，具有显著的经济和环保优势；施工后可得到土石混合填料、注浆管12和水泥浆液相互结合的浅埋溶洞4的充填体，该浅埋溶洞4的充填体兼具高强填筑体与注浆加筋结构双重优点，其整体强度和密实度高，并可大大节省充填成本。

图1至图9还示出了一种用于本实施例浅埋溶洞施工方法的施工结构，该施工结构包括注浆管12、连接管道2、填筑于浅埋溶洞4内的土石混合填料层11和位于浅埋溶洞4外部的注浆设备3，注浆管12布设于土石混合填料层11中，且注浆管12管壁周围设有多个浆液出口122，注浆管12的一端设有引出至土石混合填料层11上表面的浆液入口121，注浆设备3通过连接管道2与注浆管12的浆液入口121相连。

本实施例中，注浆管12布设于土石混合填料层11底部。注浆管12采用柔性的高性能复合管材制成，注浆管12的直径为25mm，浆液出口122的直径d为8mm，多个浆液出口122沿注浆管12的长度方向间隔分布，且注浆管12上距浆液入口121在0～150cm的范围内不设浆液出口122。例如，本实施例的四层充填体单元1中，从底层到顶层的注浆管12长度依次为45m、26.6m、23.2m、14m，注浆管12未开孔段长度为1.6m，开孔段依次为43.4m，25m，21.6m、12.4m。

本实施例中，多个浆液出口122分布在注浆管12上相互间隔的多个横截面上，相邻横截面之间的间距S为50cm。各横截面上均有两个浆液出口122，且同一横截面上的两个浆液出口122相对于注浆管12的轴线呈中心对称布置，任意横截面上两个浆液出口122的连线与其相邻横截面上两个浆液出口122的连线相垂直。

本实施例中，注浆管12以螺旋线形方式绕设于土石混合填料层11中，即注浆管12以环绕的形式自浅埋溶洞4四周侧壁逐渐向浅埋溶洞4的中心位置布设，且浆液入口121设置在浅埋溶洞4的中心位置附近。注浆管12的一端（封闭端）靠近浅埋溶洞4侧壁的一端距浅埋溶洞4侧壁的距离D为1m，注浆管12每圈之间的间距为1m。

本实施例中，连接管道2与各层充填体单元1的注浆管12之间为可拆卸连接。注浆时，按照各层充填体单元1的施工顺序，注浆设备3通过连接管道2分别与底层、第二层、第三层和顶层充填体单元1的注浆管12连接进行注浆。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该提出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种浅埋溶洞充填施工方法，包括以下步骤：

（1）预制注浆管，该注浆管具有一个浆液入口和多个浆液出口；

（2）向浅埋溶洞内填筑土石混合填料，并将制作好的注浆管布设于土石混合填料中，土石混合填料的填筑厚度H为1.5m～2.5m，采用连接管道将注浆管的浆液入口与位于浅埋溶洞外部的注浆设备连通，所述注浆管以螺旋线形方式绕设于所述土石混合填料层中，且浆液入口设置在浅埋溶洞的中心位置附近；

（3）启动注浆设备向注浆管内注入水泥浆液，直至注浆压力达到设计终压要求或水泥浆液从土石混合填料上表面冒出，得到底层的充填体单元；

（4）按照步骤（1）～（3）的方法在底层的充填体单元上由下至上逐层施工多层所述充填体单元，直至完成整个浅埋溶洞的充填。

2.根据权利要求1所述的浅埋溶洞充填施工方法，其特征在于：所述步骤（3）中，注浆压力控制在0.5MPa以下。

3.一种用于权利要求1或2所述浅埋溶洞充填施工方法的施工结构，其特征在于：所述施工结构包括注浆管、连接管道、填筑于浅埋溶洞内的土石混合填料层和位于浅埋溶洞外部的注浆设备，所述注浆管布设于土石混合填料层中，且注浆管管壁上设有多个浆液出口，注浆管的一端设有引出至土石混合填料层上表面的浆液入口，所述注浆设备通过连接管道与注浆管的浆液入口相连，所述注浆管以螺旋线形方式绕设于所述土石混合填料层中，且浆液入口设置在浅埋溶洞的中心位置附近。

4.根据权利要求3所述的施工结构，其特征在于：所述注浆管布设于土石混合填料层底部。

5.根据权利要求3所述的施工结构，其特征在于：所述注浆管为柔性的复合管材，所述注浆管上各浆液出口的直径d为2mm～8mm，且注浆管上距浆液入口0～150cm的范围内不设浆液出口。

6.根据权利要求3或4或5所述的施工结构，其特征在于：所述多个浆液出口分布在多个横截面上，相邻横截面之间的间距S为30cm～60cm，且各横截面上至少设有一个浆液出口。

7.根据权利要求6所述的施工结构，其特征在于：各横截面上浆液出口的数量为两个，同一横截面上的两个浆液出口相对于注浆管的轴线呈中心对称布置，各横截面上两个浆液出口的连线与其相邻横截面上两个浆液出口的连线相垂直。

8.根据权利要求7所述的施工结构，其特征在于：所述注浆管靠近浅埋溶洞侧壁的一端距浅埋溶洞侧壁的距离D为40cm～150cm。