CN114198142B - 一种岩溶塌陷的处置方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种岩溶塌陷的处置方法，该处置方法包括：确定施工位置：在预设施工范围内确定施工位置，并确定各施工位置的施工顺序；溶洞加固处理：在施工位置将第一套管随钻杆向下到达土层与岩层交界面后，使钻杆单独向下钻进至首个溶洞，对首个溶洞进行加固施工，待加固体达到预设强度后，使钻杆继续向下钻进至下一溶洞并进行加固施工，直至完成设计深度范围内最后一个溶洞的加固施工；钢管桩作业：将第二套管随钻杆沿竖直方向插入第一套管中，并使第二套管随钻杆向下到达设计深度范围内最后一个溶洞的底部后，钻杆钻进至设计深度以形成安装孔，向安装孔中安装钢管桩。本发明实施例中的处置方法提高了塌陷区地层稳定性，确保铁路运行安全。

Description

一种岩溶塌陷的处置方法

技术领域

本发明涉及铁路工程施工领域，具体涉及一种岩溶塌陷的处置方法。

背景技术

岩溶地面塌陷简称岩溶塌陷或塌陷，一般发生于碳酸盐岩分布区，是岩溶地区一种常见的地质灾害现象，引起塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，且后者往往规模大、突发性强、危害大。

若岩溶塌陷发生在铁路附近，严重时会造成列车脱轨、中断行车，严重危害人民生命财产安全。

在相关技术中，一般对发生岩溶塌陷的区域进行回填和加固。但是，针对深层岩溶管道和串珠型溶洞，由于其规模大、地下水丰富等的原因，在进行处理后容易发生再次沉陷，进而严重威胁铁路行车安全。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种能够对岩溶塌陷区进行加固的处置方法。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种岩溶塌陷的处置方法，其特征在于，所述处置方法包括：

确定施工位置：在预设施工范围内确定若干个间隔设置的施工位置，并确定各所述施工位置的施工顺序；

溶洞加固处理：在所述施工位置，将第一套管随钻杆向下到达至土层与岩层的交界面后，使所述钻杆单独向下钻进至首个溶洞，对首个溶洞进行加固施工，待加固体达到预设强度后，使所述钻杆继续单独向下钻进至下一溶洞并进行所述加固施工，直至完成设计深度范围内最后一个溶洞的所述加固施工；

钢管桩作业：将第二套管随所述钻杆沿竖直方向插入所述第一套管中，并使所述第二套管随所述钻杆向下到达所述设计深度的范围内最后一个溶洞的底部后，所述钻杆单独钻进至所述设计深度以形成安装孔，向所述安装孔中安装钢管桩。

在一些实施例中，所述的确定各所述施工位置的施工顺序包括：

位于所述预设施工范围的边缘的所述施工位置的施工顺序优先于由边缘的所述施工位置所围设形成的区域内的其他所述施工位置的施工顺序。

在一些实施例中，在所述确定施工位置之前，所述处置方法包括：

回填作业：对岩溶塌陷区的地表回填填充材料。

在一些实施例中，所述加固施工包括：

探明溶洞的充填类型，并根据所述充填类型选择施工方式以对溶洞进行充填加固；若溶洞为全充填类型，采用第一类加固施工使加固材料自下而上灌注入溶洞；若溶洞为非全充填类型，采用第二类加固施工使所述加固材料自上而下灌注入溶洞。

在一些实施例中，所述第一类加固施工包括：

布设第一注浆管：将第一注浆管伸入所述钻杆钻进所形成的施工孔，直至所述第一注浆管的出料口位于溶洞的底部；

第一注浆管注浆：通过所述第一注浆管向溶洞注入所述加固材料，满足停注条件后，停止注入所述加固材料；

提升第一注浆管：向上提升所述出料口第一预设提升距离；

第一循环作业：重复所述第一注浆管注浆及所述提升第一注浆管的步骤，直至所述出料口位于溶洞的顶部之上，完成该溶洞中的加固施工。

在一些实施例中，所述的通过所述第一注浆管向溶洞注入所述加固材料包括：

先向溶洞内注入双液浆，待注浆压力达到第一预设压力后，停止注入双液浆，改为注入单液浆并持续预设注浆时间。

在一些实施例中，所述第二类加固施工包括：

通过所述第一套管向溶洞注入水泥砂浆，直至将溶洞充填满。

在一些实施例中，所述的向所述安装孔中安装钢管桩包括：

将所述钢管放入所述安装孔中；

拆除所述第一套管和所述第二套管；

向所述钢管与地层之间的间隙填充填隙材料；

向所述钢管内注入成桩材料，待所述成桩材料凝固后完成所述钢管桩的安装。

在一些实施例中，所述的向所述钢管桩与地层之间的间隙填充填隙材料包括：

在预设分隔深度以下填充沙土并密实，在所述预设分隔深度至所述安装孔的孔口之间填充由水泥浆与水玻璃混合形成的封堵材料。

在一些实施例中，所述的向所述钢管内注入成桩材料包括：

布设第二注浆管：将设有止浆塞的第二注浆管放入所述钢管内的溢浆段，且使所述止浆塞位于距离所述安装孔的孔底预设安装高度的位置；

注入水泥浆：通过所述第二注浆管注入水泥浆，待注浆压力达到第二预设压力后，停止注入所述水泥浆；

第二注浆管提升：向上提升所述止浆塞第二预设提升距离；

第二循环作业：重复所述第二注浆管注浆及所述提升第二注浆管的步骤，直至所述止浆塞高于所述钢管桩内的溢浆段，移除所述止浆塞；

注入自密实水泥砂浆：向所述钢管注入自密实水泥砂浆，直至所述自密实水泥砂浆的液面至所述安装孔的孔口。

本发明实施例中的处置方法通过对设计深度范围内的各层溶洞逐一充填加固，降低了溶洞内原有填充物导致的塌孔、埋钻、成孔困难等问题发生的几率，促进了钻杆在钻进过程中地层孔壁的稳定性，提高了钻杆钻进成孔的效率，节省了工期。通过设置间隔设置多个钢管桩对塌陷区溶洞进行了有效的加固，进一步提高了塌陷区地层的密实度、强度和稳定性，降低了后续岩溶发生沉陷的风险，确保了铁路运行安全。

附图说明

图1为本发明一实施例中处置方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例中施工位置的布局示意图；

图3为本发明一实施例中，溶洞加固处理中钻杆钻进至首个溶洞的示意图；

图4为图3中A位置的放大示意图；

图5为本发明一实施例中向首个溶洞中进行加固施工的示意图；

图6为本发明一实施例中，钢管桩作业中钻杆单独钻进至设计深度以形成安装孔的示意图；

图7为图6中B位置的放大示意图。

附图标记说明

岩溶塌陷区10；预设施工范围11；土层111；岩层112；溶洞113；加固体114；施工位置20；安装孔20a；第一套管30；第二套管40；钻杆50；第一注浆管60

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请的描述中，“上”、“下”、“竖直方向”方位或位置关系为基于附图2所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在相关技术中，处理深层串珠型溶洞一般采用地质钻机，通过不同管径的套管套合于钻杆外进行钻进，采用每经过一个溶洞固定一个套管的方式共同钻进成孔。在钻进过程中需用水冷却钻头，从而向溶洞内引入大量的水，使得塌陷区填筑的土体软化，增大再次发生沉陷的几率。当处理深度较深且存在多层溶洞时，由于套管数目多，导致钻进效率低，施工工期长，最终成孔的直径小，注浆或灌注混凝土时容易发生埋管，不能及时、迅速地消除岩溶塌陷区对临近道路、铁路的安全威胁。即使采用多功能潜孔钻机，其相比地质钻机钻进效率高，但由于深层串珠型溶洞的充填物性质复杂，充填物比较松散，钻机容易因地层松散产生的塌孔导致无法钻进至设计深度。另外多功能钻机因其扭矩大，套管壁厚更大，其套管直径规格数量有限，难以对多层串珠型溶洞展开施工。

本发明实施例提供一种岩溶塌陷的处置方法，参阅图1至图7，该处置方法包括：

S1：确定施工位置20：在预设施工范围11内确定若干个间隔设置的施工位置20，并确定各施工位置20的施工顺序。

参阅图2，在已经发生岩溶塌陷的地区，或者预判可能发生岩溶塌陷的地区，采用物理探测以及钻探的方式，确定岩溶的分布情况，并结合施工路线的具体施工要求，划定预设施工范围11。

需要说明的是，在相关技术中，采用物理探测以及钻探的方式，以确定岩溶的分布情况的相关设备、方法以得到了成熟的应用，在此不加以赘述。

可以理解的是，确定施工位置20后，根据施工位置20的地表下方的岩溶实际情况、以及施工位置20与预设线路之间的相对位置关系等因素排列各施工位置20的施工顺序。

S2：溶洞加固处理：在施工位置20，将第一套管30随钻杆50向下到达至土层111与岩层112的交界面后，使钻杆50单独向下钻进至首个溶洞113，对首个溶洞113进行加固施工，待加固体114达到预设强度后，使钻杆50继续单独向下钻进至下一溶洞113并进行加固施工，直至完成设计深度范围内最后一个溶洞113的加固施工。

第一套管30能够起到护壁的作用，避免在钻杆50钻进或者加固施工的过程中，土层111的泥土松动后崩落、垮塌而导致掩埋钻杆50或者相关注浆管路。

通过对设计深度的范围内的溶洞113沿竖直方向逐一开展加固施工，实现了对地表至设计深度范围内的地层进行加固的目的。通过向溶洞113中注入加固材料，将溶洞113中至少部分的积水、空气、泥浆等松散充填物进行替换或有效加固，加固材料凝结形成加固体114，加固体114达到预设强度，实现对溶洞113的内壁支撑的目的，从而降低了后续岩溶继续发育、垮塌的几率。

溶洞113内凝固后的加固体114在达到预设强度后，相比其内部原有的充填物，其组织结构更加牢固、密实，降低了钻杆50在从该溶洞113向下一层溶洞113钻进的过程中发生塌孔的几率，因此，本发明实施例中钻杆50在钻进的过程中无需设置多层套管在每层溶洞113进行护壁，简化了施工步骤，缩短了工期，便于钻设形成更大尺寸的成孔，以便后续钢管桩提供更强支撑，降低了钻进过程中引入的冷却水渗入而导致地层软化、出现再次坍塌的风险。

S3：钢管桩作业：将第二套管40随钻杆50沿竖直方向插入第一套管30中，并使第二套管40随钻杆50向下到达设计深度的范围内最后一个溶洞113的底部后，钻杆50单独钻进至设计深度以形成安装孔20a，向安装孔20a中安装钢管桩(图中未示出)。

第二套管40能够降低钻杆50钻进至设计深度的过程中，岩层112以及加固体114发生松动后崩落、垮塌而导致掩埋钻杆50的概率。

在间隔设置的施工位置20安装钢管桩，从而在预设施工范围11内形成钢管桩帷幕或者钢管桩群，从而对岩溶塌陷区10内的水利联系起到了一定的阻隔作用，降低了地下水对岩溶塌陷区10的进一步侵蚀，减小了再次发生塌陷的可能。

在钻杆50钻进所形成的安装孔20a中布设钢管桩，使得施工位置20的地层通过钢管桩的固定作用形成了一个整体，提高了预设施工范围11内的地层的强度，降低了后续邻近位置的岩溶出现沉陷对预设施工范围11内的地层影响。

本发明实施例中的处置方法通过对设计深度范围内的各层溶洞113逐一加固，降低了溶洞113内原有填充物导致的塌孔、埋钻、成孔困难等问题发生的几率，促进了钻杆50在钻进过程中地层孔壁的稳定性，提高了钻杆50钻进成孔的效率，节省了工期。通过设置间隔设置多个钢管桩对塌陷区溶洞进行了有效的加固，进一步提高了地层的强度、密实度和稳定性，降低了后续岩溶发生沉陷的风险，确保了铁路运行安全。

可以理解的是，钻杆50的钻进采用潜孔锤钻进，以应对坚硬的岩层112，降低钻孔偏斜的概率，提高钻进效率。

需要说明的是，潜孔锤钻进法在相关技术中已经得到成熟应用，其具体设备、方法在此不加以赘述。

可以理解的是，由于地下环境复杂，在钻杆50钻进的过程中，需实时对钻渣进行检测，根据钻渣的成分变化等因素进一步精确判定地下岩溶的实际分布情况，并调整最终钻进的深度，即变更设计深度，参阅图6，最终钻进的深度为L。一般情况下，最终钻进的深度不小于设计深度。

可以理解的是，为了促进后续钢管桩与岩层112之间连接的强度，钢管桩深入到最后一个溶洞113下方岩层112以下至少3m(meter，米)。

可以理解的是，一些溶洞113的范围较大，因此，合理规划施工位置20的施工顺序，从而能够约束加固材料的扩散范围，避免材料浪费，节约施工时间。

在一些实施例中，所述的确定各施工位置20的施工顺序包括：

位于预设施工范围11的边缘的施工位置20的施工顺序优先于由边缘的施工位置20所围设形成的区域内的其他施工位置20的施工顺序。

先对预设施工范围11的边缘的施工位置20进行施工，以通过溶洞加固处理和钢管桩作业在预设施工范围11的边缘形成隔断帷幕(图中未示出)，通过隔断帷幕的隔断作用，一方面，防止隔断帷幕外侧的泥沙、地下水等杂质进入到隔断帷幕的内侧，降低对隔断帷幕内侧的施工的影响；另一方面，降低隔断帷幕内侧的施工位置20在进行溶洞加固处理的过程中加固材料外溢的可能性，节省了材料。

可以理解的是，在因岩溶塌陷而使得地表出现凹陷的情况下，对地表的塌陷区进行回填，有利于后续勘探、注浆、钻孔等作业过程中设备及物资的布置。

在一些实施例中，在确定施工位置20之前，处置方法包括：

回填作业：对岩溶塌陷区10的地表回填填充材料。

岩溶塌陷区10经过回填之后，能够降低后续施工过程中发生进一步塌陷的可能性，便于后续施工作业开展，保障现场施工人员安全。

可以理解的是，回填所采用的填充材料具体形式不限，例如片石、砂石等土方回填材料，满足便于取材、成本低、有机杂质少的特点。

可以理解的是，回填后的对填充材料进行碾压密实，以减少填充材料内的空隙，提高地层的整体强度，降低后续施工过程中出现局部垮塌的风险。

填充材料的填筑高度应当高于原地面，以使得对填充材料碾压密实之后，填充材料的高度不低于原地面的高度。填筑高度可以根据现场施工状况灵活选择，例如，填筑高度高于原地面0.3m。

可以理解的是，多个施工位置20处于同一个溶洞113沿竖直方向的投影范围内时，各施工位置20在该溶洞113的溶洞加固处理可以同时开展，以提高注浆效率，减少施工时长。

可以理解的是，溶洞113内部情况复杂，因此，在填充加固作业中，根据溶洞113内部的实际情况，选择合适的加固方式。

具体地，加固施工包括：

探明溶洞113的充填类型，并根据充填类型选择施工方式以对溶洞113进行充填加固。若溶洞113为全充填类型，采用第一类加固施工使加固材料自下而上灌注入溶洞113；若溶洞113为非全充填类型，采用第二类加固施工使加固材料自上而下灌注入溶洞113。

在钻杆50钻入到溶洞113中后，将钻杆50抽出，沿第一套管30的内侧以及钻杆50钻进所形成的钻孔放入工业内窥镜，通过内窥镜观察溶洞113内的充填类型。

溶洞113的全充填类型，指的是溶洞113内部充满有泥沙等充填物。溶洞113的非充填类型，指的是溶洞113内部大部分或者全部空间存留有空气或地下水。

针对全充填类型的溶洞113，通过第一类加固施工使灌注的加固材料自下而上逐渐填满溶洞113，加固材料自下而上扩散，能够对充填物进行加固挤密，提高充填物的密实度和稳定性。

可以理解的是，加固材料具有流动性，以便进行输送。加固材料经一定时间可以凝结形成固态的加固体114。

针对非全充填类型的溶洞113，通过第二类加固施工使加固材料自上而下充满溶洞113，将溶洞113内的空气或地下水挤出溶洞113的同时，对溶洞进行有效充填，提高灌注速度，加快施工进度。

在一些实施例中，第一类加固施工包括：

S11：布设第一注浆管60：将第一注浆管60伸入钻杆50钻进所形成的施工孔，直至第一注浆管60的出料口位于溶洞113的底部。

参阅图5，第一注浆管60的出料口位于溶洞113的底部使得加固材料从出料口流出后直接可以在溶洞113的底部扩散，从而降低底部流出杂质的几率。

S12：第一注浆管60注浆：通过第一注浆管60向溶洞113注入加固材料，满足停注条件后，停止注入加固材料。

停注条件可以是预设的注浆压力到达预设的压力阈值，也可以是注浆的时长到达预设的时长。

S13：提升第一注浆管60：向上提升出料口第一预设提升距离。

通过提升第一注浆管60，能够对溶洞内不同深度范围的充填物进行有效的加固挤密。

第一预设提升距离根据溶洞113的高度、提升次数以及加固材料性质等因素制定。第一预设提升距离的范围为2m～6m，例如，2m、3m、4m、5m、6m等。

S14：第一循环作业：重复第一注浆管60注浆及提升第一注浆管60的步骤，直至出料口位于溶洞113的顶部之上，完成该溶洞113中的加固施工。

通过第一循环作业，实现了在溶洞113内的分层灌注，使得加固材料在溶洞113内自下而上逐渐凝结形成加固体114，实现了对溶洞113的分层加固，避免自上而下注入导致加固体114的下部无法保证加固效果的问题。

可以理解的是，第一注浆管60的具体材质不限，例如，采用多段镀锌管拼接而成，每段镀锌管的长度范围为1m～3m，例如，1m、2m、3m等。

可以理解的是，在注浆的过程中，需要随时观察孔内的充填物以及地下水水面的高度的变化。

可以理解的是，在全充填类型的溶洞113中，第一注浆管60灌入的加固材料需能够快速凝结，以有效控制加固材料的扩散范围，避免加固材料无序扩散，造成加固材料浪费。

在一些实施例中，所述的通过第一注浆管60向溶洞113注入加固材料包括：

先向溶洞113内注入双液浆，待注浆压力达到第一预设压力后，停止注入双液浆，改为注入单液浆并持续预设注浆时间。

双液浆为水泥、水玻璃和水的混合物，其凝固速度快。第一注浆管60将双液浆注入溶洞113后，双液浆在扩散的过程中能够迅速凝固，从而减少了扩散距离的同时保证了加固效果，减少加固材料扩散过广而产生浪费的概率。

可以理解的是，双液浆的凝固时间不易过快，以降低由于双液浆在第一注浆管60的底部凝结导致阻塞的几率。

需要说明的是，双液浆成分的具体调配方式以控制凝固时间在相关技术中已经得到了成熟运用，在此不加以赘述。

单液浆为水泥与水的混合物，其凝固速度相对双液浆慢，但单液浆凝固后强度较高，且操作更为方便。第一注浆管60将单液浆注入溶洞113后，由于其凝固速度相对较慢，能够在双液浆所形成的扩散范围内充分扩散，对充填物进行有效加固挤密。

可以理解的是，由于双液浆凝固速度快，在注浆过程中每间隔一定时间旋转第一注浆管60，防止双液浆包裹第一注浆管60而影响注入效率。

第一预设压力根据溶洞113大小、预设加固材料扩散范围等因素确定，例如，第一预设压力为1.5MPa(Mega Pascal，兆帕)。

预设注浆时间根据溶洞113大小、预设加固材料扩散范围等因素确定，预设注浆时间的范围为5min～10min(minute，分钟)。

单液浆可以采用水灰比为(0.8～1.2):1的水泥浆，例如，水灰比为0.8:1的水泥浆、水灰比为1:1的水泥浆、水灰比为1.2:1的水泥浆等。

通过双液浆和单液浆之间的交替灌注，从而在溶洞113内能够形成稳定的加固体114，无需将溶洞113完全充满加固材料，也减少了全充填类型溶洞113内由于地下水的流动而冲刷带离的加固材料，节省了材料。

在一些实施例中，第二类加固施工包括：

通过第一套管30向溶洞113注入水泥砂浆，直至将溶洞113充填满。

通过第一套管30直接灌入水泥砂浆，从而节约施工时间，减少施工步骤。

可以理解的是，采用额外管道将水泥砂浆直接输送入溶洞113中，避免水泥砂浆粘接于第一套管30和施工孔的内壁上而影响后续水泥砂浆的持续灌注。

例如，第二类加固施工包括：

将砂浆输料管伸入钻杆50钻进所形成的施工孔，直至第一注浆管60的出料口位于溶洞113中，通过砂浆输料管向溶洞113注入水泥砂浆，直至将溶洞113充填满。

可以理解的是，在第一类加固施工中，每个溶洞113的加固施工完成后，拆除第一注浆管60，间隔预设凝固时间后再进行钢管桩作业。预设凝固时间根据加固材料的类型、灌注加固材料的量等因素制定，例如，预设凝固时间为24小时。

可以理解的是，第一套管30、第二套管40的尺寸相适配，例如，第一套管30和第二套管40均为标准钢管，第一套管30的直径为168mm(millimeter，毫米)，第二套管40的直径为127mm。

可以理解的是，可以完成所有施工位置20的溶洞加固处理后再逐一完成各施工位置20的钢管桩作业，也可以每个施工位置20完成溶洞加固处理后，在该施工位置20进行钢管桩作业。

可以理解的是，采用间隔跳孔的方式依次设置各钢管桩。

间隔跳孔的方式，指的是完成一个钢管桩的筑造后，下一个筑造的钢管桩为与其间隔一个施工位置20的钢管桩。采用间隔跳孔的方式进行能够降低相邻施工位置20钢管桩作业的干扰。

在一些实施例中，所述的向安装孔20a中安装钢管桩包括：

S21：将钢管(图中未示出)放入安装孔20a中。

S22：拆除第一套管30和第二套管40。

S23：向钢管与地层之间的间隙填充填隙材料。

通过填隙材料能够降低后续注入成桩材料的过程中的成桩材料从安装孔20a的孔口位置溢出的可能性。

S24：向钢管内注入成桩材料，待成桩材料凝固后完成钢管桩的安装。

钢管内的成桩材料在凝固后与钢管连接紧密，提高了钢管桩整体的抗剪性能，强化了钢管桩承载能力和抑制岩溶进一步塌陷的能力。

可以理解的是，填隙材料可以采用多种材料分层填充的方式，以获得更好的防止成桩材料溢出的效果。

在一些实施例中，所述的向钢管桩与地层之间的间隙填充填隙材料包括：

在预设分隔深度以下填充沙土并密实，在预设分隔深度至安装孔20a的孔口之间填充由水泥浆与水玻璃混合形成的封堵材料。

沙土中的空隙较多，便于成桩材料进行渗透，提高了连结的强度。

由水泥浆与水玻璃混合形成的封堵材料凝结速度快，凝结后结构密实，从而抑制了封堵材料下方的成桩材料向上溢出的趋势，有利于成桩材料向钢管的周边扩散，进一步提高钢管桩与周边地层的连接强度。

预设分隔深度根据地层的具体情况制定，例如，预设分隔深度为3m。

在第二套管40的直径为127mm的实施例中，钢管直径为89mm，壁厚10mm，由多节标准钢管拼接而成，每节长度不超过3.5m，每节之间采用丝扣连接，丝扣长度5mm～8mm，例如，5mm、6mm、7mm、8mm。

可以理解的是，为了提高钢管桩与周边地层的结合强度，在一些实施例中，在钢管的周向表面开设有贯穿钢管的若干个溢浆孔(图中未示出)，成桩材料穿过溢浆孔进入到钢管周边的地层中。成桩材料凝固后，钢管桩与其周边的地层结合更加紧密。

可以理解的是，溢浆孔设置在一定深度以下，以降低成桩材料从溢浆孔中流出后从安装孔20a的孔口中直接溢出的几率。具体地，钢管插入安装孔20a后，若干个溢浆孔位于首个溶洞113所处的深度至设计深度之间，降低了成桩材料从安装孔20a的孔口中溢出的几率的同时，保证对溢浆孔分布范围内的地层进行充分加固。

在一些实施例中，钢管的同一断面等角度间隔设置多个溢浆孔，例如设置有4个溢浆孔，溢浆孔之间的夹角呈90度。溢浆孔的纵向间距为1m～1.5m，例如1m、1.5m，溢浆孔直径为4mm～8mm，例如4mm、6mm、8mm。

可以理解的的是，在溢浆孔外包裹若干层透明胶带以封堵溢浆孔，防止向钢管中注入成桩材料前泥土进入钢管。

可以理解的是，成桩材料可以冲破透明胶带以渗透入地层中。

在一些实施例中，所述的向钢管内注入成桩材料包括：

S241：布设第二注浆管：将设有止浆塞的第二注浆管放入钢管内的溢浆段，且使止浆塞位于距离安装孔20a的孔底预设安装高度的位置。

S242：注入水泥浆：通过第二注浆管注入水泥浆，待注浆压力达到第二预设压力后，停止注入水泥浆。

通过止浆塞的阻挡作用，使得水泥浆穿过溢浆孔向四周扩散，使钢管桩与地层之间的连接更加稳固。

水泥浆的水灰比为(0.6～0.8):1，例如，水灰比为0.6:1的水泥浆、水灰比为0.7:1的水泥浆、水灰比为0.8:1的水泥浆等。

S243：第二注浆管提升：向上提升止浆塞第二预设提升距离。

可以理解的是，止浆塞的结构能够在实现封堵成桩材料的同时实现在钢管内移动。具体地，止浆塞由橡胶材质制成，其内部设有空腔，空腔与外界的气泵连通，通过控制气泵向空腔中通入高压气体或者释放高压气体，实现止浆塞的膨胀或者收缩，例如，待注浆压力达到第二预设压力后，止浆塞收缩，使得止浆塞能够向上移动第二预设提升距离，而后控制止浆塞膨胀，使得止浆塞与钢管的内壁贴合，从而实现封堵作用。

第二预设压力根据止浆塞的具体材质、安放深度等因素制定，例如，第二预设压力为2MPa。

第二预设提升距离根据安装孔20a的具体深度制定，具体地，第二预设提升距离为8m～12m，例如，8m、10m、12m等。

S244：第二循环作业：重复第二注浆管注浆及提升第二注浆管的步骤，直至止浆塞高于钢管桩内的溢浆段，移除止浆塞。

S245：注入自密实水泥砂浆：向钢管注入自密实水泥砂浆，直至自密实水泥砂浆的液面至安装孔20a的孔口。

通过采用自密实水泥砂浆，无需后续振捣，缩短了浇筑时间，提高了施工效率。

在一些实施例中，在完成所有施工位置20的钢管桩作业后，割除外露于地表的钢管桩部分后，对场地进行平整，然后在岩溶塌陷区10地表面铺设100mm～200mm厚的混凝土，降低雨水下渗软化地层后使得钢管桩发生缓慢沉降的几率。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种岩溶塌陷的处置方法，其特征在于，所述处置方法包括：

确定施工位置：在预设施工范围内确定若干个间隔设置的施工位置，并确定各所述施工位置的施工顺序；

溶洞加固处理：在所述施工位置，将第一套管随钻杆向下到达至土层与岩层的交界面后，使所述钻杆单独向下钻进至首个溶洞，对首个溶洞进行加固施工，待加固体达到预设强度后，使所述钻杆继续单独向下钻进至下一溶洞并进行所述加固施工，直至完成设计深度的范围内最后一个溶洞的所述加固施工；

所述加固施工包括：探明溶洞的充填类型，并根据所述充填类型选择施工方式对溶洞进行充填加固；若溶洞为全充填类型，采用第一类加固施工使加固材料自下而上灌注入溶洞；若溶洞为非全充填类型，采用第二类加固施工使所述加固材料自上而下灌注入溶洞；

所述第一类加固施工包括：

布设第一注浆管：将第一注浆管伸入所述钻杆钻进所形成的施工孔，直至所述第一注浆管的出料口位于溶洞的底部；

第一注浆管注浆：通过所述第一注浆管向溶洞注入所述加固材料，满足停注条件后，停止注入所述加固材料；

提升第一注浆管：向上提升所述出料口第一预设提升距离；

所述第二类加固施工包括：

通过所述第一套管向溶洞注入水泥砂浆，直至将溶洞充填满；

钢管桩作业：将第二套管随所述钻杆沿竖直方向插入所述第一套管中，并使所述第二套管随所述钻杆向下到达所述设计深度范围内最后一个溶洞的底部后，所述钻杆单独钻进至所述设计深度以形成安装孔，向所述安装孔中安装钢管桩。

2.根据权利要求1所述的处置方法，其特征在于，所述的确定各所述施工位置的施工顺序包括：

位于所述预设施工范围的边缘的所述施工位置的施工顺序优先于由边缘的所述施工位置所围设形成的区域内的其他所述施工位置的施工顺序。

3.根据权利要求1所述的处置方法，其特征在于，在所述确定施工位置之前，所述处置方法包括：

回填作业：对岩溶塌陷区的地表回填填充材料。

4.根据权利要求1所述的处置方法，其特征在于，所述第一类加固施工包括：

第一循环作业：重复所述第一注浆管注浆及所述提升第一注浆管的步骤，直至所述出料口位于溶洞的顶部之上，完成该溶洞的加固施工。

5.根据权利要求4所述的处置方法，其特征在于，所述的通过所述第一注浆管向溶洞注入所述加固材料包括：

先向溶洞内注入双液浆，待注浆压力达到第一预设压力后，停止注入所述双液浆，改为注入单液浆并持续预设注浆时间。

6.根据权利要求1所述的处置方法，其特征在于，所述的向所述安装孔中安装钢管桩包括：

将所述钢管放入所述安装孔中；

拆除所述第一套管和所述第二套管；

向所述钢管与地层之间的间隙填充填隙材料；

向所述钢管内注入成桩材料，待所述成桩材料凝固后完成所述钢管桩的安装。

7.根据权利要求6所述的处置方法，其特征在于，所述的向所述钢管与地层之间的间隙填充填隙材料包括：

在预设分隔深度以下填充沙土并密实，在所述预设分隔深度至所述安装孔的孔口之间填充由水泥浆与水玻璃混合形成的封堵材料。

8.根据权利要求6所述的处置方法，其特征在于，所述的向所述钢管内注入成桩材料包括：

布设第二注浆管：将设有止浆塞的第二注浆管放入所述钢管内的溢浆段，且使所述止浆塞位于距离所述安装孔的孔底预设安装高度的位置；

注入水泥浆：通过所述第二注浆管注入水泥浆，待注浆压力达到第二预设压力后，停止注入所述水泥浆；

第二注浆管提升：向上提升所述止浆塞第二预设提升距离；

第二循环作业：重复所述第二注浆管注浆及所述提升第二注浆管的步骤，直至所述止浆塞高于所述钢管桩内的溢浆段，移除所述止浆塞；

注入自密实水泥砂浆：向所述钢管注入自密实水泥砂浆，直至所述自密实水泥砂浆的液面至所述安装孔的孔口。