CN107268599B - 一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构及加固方法 - Google Patents
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Abstract
一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构及加固方法，以有效对埋藏式大型充填溶洞进行加固处理。包括：溶洞边界探孔，在原发现溶洞的钻孔四周逐步向外布设，由地面钻入溶洞底板以下一定深度，探明溶洞的边界线、溶洞充填物和上部溶洞空腔的情况，边界线以内的为界内探孔；旋喷固结体，分布于溶洞充填物内，由以各界内探孔为引孔的旋喷喷浆管伸入至溶洞充填物内旋喷水泥浆液与溶洞充填物充分拌合凝固形成；注浆加固体，填充溶洞充填物以上至溶洞顶板的所有空腔，由界内探孔伸入溶洞空腔内压力注浆凝固形成。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构及加固方法。
背景技术
岩溶强烈发育地区基底岩溶注浆施工处理工程中，常常会遇到一些无法进行揭盖处理的埋藏式大型充填溶洞，埋藏式溶洞的分布范围广且溶洞埋藏深度不等，这些埋藏式溶洞的存在将严重影响路基工程基底的稳定，必须进行相应处理。目前对于这种埋深较深无法进行揭盖处理的溶洞基本采用注浆加固、或者采用桩板结构跨越处理。但注浆加固施工方法由于其注浆压力所限，仅能对溶洞空腔部分进行填充处理，基本无法保证浆液与溶洞充填物充分胶结并形成均匀固结体，达不到整治效果。而桩板结构跨越方法需要单独设计，且施工周期长，费用高。为此，急迫需要一种新的加固结构及方法来解决此类问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构，以有效对埋藏式大型充填溶洞进行加固处理，增加顶板厚度和承受上部荷载的能力。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
本发明的一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构，包括溶洞和堆积于其下部的溶洞充填物，其特征是它还包括：溶洞边界探孔，在原发现溶洞的钻孔四周逐步向外布设，由地面钻入溶洞底板以下一定深度，探明溶洞的边界线、溶洞充填物和上部溶洞空腔的情况，边界线以内的为界内探孔；旋喷固结体，分布于溶洞充填物内，由以各界内探孔为引孔的旋喷喷浆管伸入至溶洞充填物内旋喷水泥浆液与溶洞充填物充分拌合凝固形成；注浆加固体，填充溶洞充填物以上至溶洞顶板的所有空腔，由界内探孔伸入溶洞空腔内压力注浆凝固形成。
本发明所要解决的另一技术问题是提供采用上述一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构的加固方法，该加固方法包括如下步骤：
①溶洞边界探孔，在原发现溶洞的钻孔四周逐步向外布设，由地面钻入溶洞底板以下一定深度，探明溶洞的边界线、溶洞充填物和上部溶洞空腔的情况，边界线以内为界内探孔；
②施工旋喷固结体，以各界内探孔为引孔，旋喷喷浆管伸入溶洞充填物内进行旋喷作业，使水泥浆液与溶洞充填物充分拌合凝固形成旋喷固结体；
③施工注浆加固体，将注浆管由界内探孔伸入溶洞空腔进行压力注浆，凝固后填充溶洞充填物以上至溶洞顶板的所有空腔。
发明有益的效果是，在探明溶洞的发育情况的基础上，首先采用高压旋喷措施对溶洞充填物进行固结处理，形成圆桩状旋喷固结体，增加溶洞充填物承载力，然后采用注浆措施对充填物上部溶洞空腔部分进行填充加固处理，形成注浆加固体，达到封闭溶洞，增加顶板厚度并承受上部荷载的能力，有效解决了传统方法对于充填溶洞处理的局限性以及不经济性，具有加固效果好，施工方便，经济等特点，具有广阔推广应用前景。
附图说明
图1为本发明一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构及加固方法中溶洞发育平面判定图；
图2为本发明一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构及加固方法中溶洞发育断面图
图3为本发明一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构及加固方法中旋喷固结体施工示意图；
图4为本发明一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构及加固方法中注浆加固体施工示意图
图中示出结构及所对应的标记：溶洞10、溶洞充填物11、溶洞空腔12、旋喷固结体13、注浆加固体14、界外探孔20、界内探孔21、旋喷机30、旋喷喷浆管31、注浆机40、注浆管41。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明具体实施步骤说明如下：
参照图1至图4，本发明一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构，包括溶洞10和堆积于其下部的溶洞充填物11，还包括：溶洞边界探孔，在原发现溶洞的钻孔四周逐步向外布设，由地面钻入溶洞底板以下一定深度，探明溶洞10的边界线、溶洞充填物11和上部溶洞空腔12的情况，边界线以内的为界内探孔21；旋喷固结体13，分布于溶洞充填物11内，由以各界内探孔21为引孔的旋喷喷浆管31伸入至溶洞充填物11内旋喷水泥浆液与溶洞充填物11充分拌合凝固形成；注浆加固体14，填充溶洞充填物11以上至溶洞顶板的所有空腔，由界内探孔21伸入溶洞空腔12内压力注浆凝固形成。
即在探明溶洞10的发育情况的基础上，首先采用高压旋喷措施对溶洞充填物11进行固结处理，形成圆桩状旋喷固结体13，增加溶洞充填物11承载力，然后采用注浆措施对溶洞充填物11上部溶洞空腔12部分进行填充加固处理，形成注浆加固体14，达到封闭溶洞10，增加顶板厚度并承受上部荷载的能力，有效解决了传统方法对于充填溶洞处理的局限性以及不经济性，具有加固效果好，施工方便，经济等特点，具有广阔推广应用前景。
参照图1，所述溶洞边界探孔是在原发现溶洞的钻孔外侧四周每1.2m各增加一个加密孔，如仍发现溶洞，则根据溶洞发育大小及深度范围继续向外延伸布孔，最终圈定溶洞发育的大小及空间发育形态，确定相应的处理范围。以最终探明的溶洞边界线，将溶洞边界探孔分为界内探孔21、和界外探孔20。为适应旋喷固结体13、注浆加固体14的施工，所述溶洞边界探孔的直径大于130mm，由地面钻入溶洞底板以下的深度不小于2m。
参照图1至图4，采用上述一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构的加固方法，包括如下步骤：
①溶洞边界探孔，在原发现溶洞的钻孔四周逐步向外布设，由地面钻入溶洞底板以下一定深度，探明溶洞10的边界线、溶洞充填物11和上部溶洞空腔12的情况，边界线以内为界内探孔21；
②施工旋喷固结体13，以各界内探孔21为引孔，旋喷喷浆管31伸入溶洞充填物11内进行旋喷作业，使水泥浆液与溶洞充填物11充分拌合凝固形成旋喷固结体13；
③施工注浆加固体14，将注浆管41由界内探孔21伸入溶洞空腔12进行压力注浆，凝固后填充溶洞充填物11以上至溶洞顶板的所有空腔。
水泥浆液，水泥和粉煤灰的配合比为4：1，水泥浆水灰比为0.8～1.5。水泥浆通过搅拌设备充分搅拌均匀后通过筛网(孔径为0.8mm)过滤，置入浆液池，并通过泥浆泵抽进第二道过滤网(孔径为0.8mm)过滤后置入储液桶中备用。
旋喷固结体13采用单管法施工，高压水泥浆的压力应大于20Mpa。施工顺序宜从溶洞中间向外围进行，或由溶洞一边推向另一边的方式施工，加固深度置于溶洞底板上。通过引孔将旋喷喷浆管31下沉到达溶洞底板深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值，原位旋转喷浆30s。然后边喷浆，边旋转，同时缓慢提升钻杆。钻杆提升速率为20cm/min；钻杆旋转速率为20r/min。当旋喷喷浆管31提升至接近溶洞充填物11顶面时，应从溶洞充填物11顶面以下1m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至充填物顶面，形成旋喷固结体13，固结体直径要求不低于
旋喷固结体施工完成后，利用界内探孔21埋置充填注浆管41，对旋喷固结体13顶部凹穴及剩余空溶洞部分采用注浆压力0.2～0.4MPa、水灰比为0.6～1:1的水泥浆对溶洞进行填充加固处理，形成注浆加固体14。
以上所述只是用图解说明本发明的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。
Claims (3)
1.一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构，包括溶洞（10）和堆积于其下部的溶洞充填物（11），其特征是它还包括：溶洞边界探孔，在原发现溶洞的钻孔四周逐步向外布设，由地面钻入溶洞底板以下一定深度，探明溶洞（10）的边界线、溶洞充填物（11）和上部溶洞空腔（12）的情况，边界线以内的为界内探孔（21）；旋喷固结体（13），分布于溶洞充填物（11）内，由以各界内探孔（21）为引孔的旋喷喷浆管（31）伸入至溶洞充填物（11）内旋喷水泥浆液与溶洞充填物（11）充分拌合凝固形成；注浆加固体（14），填充溶洞充填物（11）以上至溶洞顶板的所有空腔，由界内探孔（21）伸入溶洞空腔（12）内压力注浆凝固形成；
所述旋喷固结体（13）采用单管法施工，高压水泥浆的压力大于20Mpa，施工顺序从溶洞中间向外围进行，或由溶洞一边推向另一边的方式施工，加固深度置于溶洞底板上，通过引孔将旋喷喷浆管（31）下沉到达溶洞底板深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值，原位旋转喷浆30s；然后边喷浆，边旋转，同时缓慢提升钻杆，钻杆提升速率为20cm/min，钻杆旋转速率为20r/min；当旋喷喷浆管（31）提升至接近溶洞充填物（11）顶面时，从溶洞充填物（11）顶面以下1m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至充填物顶面，形成旋喷固结体（13），固结体直径要求不低于50cm。
2.如权利要求1所述的一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构，其特征是：所述溶洞边界探孔的直径大于130mm，由地面钻入溶洞底板以下的深度不小于2m。
3.采用权利要求1所述的一种基底埋藏式大型充填溶洞加固结构的加固方法，包括如下步骤：
①溶洞边界探孔，在原发现溶洞的钻孔四周逐步向外布设，由地面钻入溶洞底板以下一定深度，探明溶洞（10）的边界线、溶洞充填物（11）和上部溶洞空腔（12）的情况，边界线以内为界内探孔（21）；
②施工旋喷固结体（13），以各界内探孔（21）为引孔，旋喷喷浆管（31）伸入溶洞充填物（11）内进行旋喷作业，使水泥浆液与溶洞充填物（11）充分拌合凝固形成旋喷固结体（13）；
③施工注浆加固体（14），将注浆管（41）由界内探孔（21）伸入溶洞空腔（12）进行压力注浆，凝固后填充溶洞充填物（11）以上至溶洞顶板的所有空腔。
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