架空送電線路塔基溶洞后處理中灌漿技術的應用

鄔彪彪 傅志浩 梁坤泉

(佛山電力設計院有限公司，廣東佛山 528000)

樁基在設計時，一般按照一塔一孔進行地質超前鉆勘察。由于某些工程地質情況復雜，基巖面起伏較大，各腿地層差異較大，造成超前鉆未能發現持力層底部存在溶洞。部分塔腿施工完成后，在進行剩余塔腿施工時發現樁底持力層存在溶蝕或溶洞發育現象。一般的處理方法是增加灌注樁、重新成樁等，這些方法從經濟性、項目工期及管理上，花費代價較高。本文以某電廠機組接入系統工程在部分塔腿樁基施工完成后，進行最后腿施工時發現樁底持力層存在小型溶洞為例，介紹灌漿技術在溶洞后處理中的應用。

1 工程概況

某電廠“上大壓小”機組接入系統工程(塔位編號T6B)采用鉆進成孔，樁徑2.6 m，Ⅲ腿樁長38 m、Ⅳ腿樁長35 m。持力層為硬塑的粉質粘土，樁基類型為端承摩擦樁，樁身混凝土設計強度為C25。在Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ腿樁基澆筑完成后，最后在Ⅰ腿施工過程中，鉆孔至27.5 m時發生嚴重漏漿并導致塌孔。

由于對此塔位中心樁超前鉆的地質報告中未反映有出現土洞或溶洞的可能性，而導致設計時未考慮遇到溶洞的處理。為確保工程質量，對T6B四腿都進行補鉆檢測，發現在四條腿樁端以下不同深度均存在小型溶洞。對溶洞地質情況描述如表1所示。

表1 T6B樁基溶洞地質狀況表 m

2 加固處理施工方法的選擇

根據地質鉆孔和現場情況，初定了灌砂漿或灌水泥兩種施工方案。

灌砂漿方案優點:1)以中粗砂為骨料先行填充，然后加注水泥漿，砂料和水泥漿的方量與灌水泥漿的方案相比大體相當，優點是可以減少水泥漿的滲透流失量;2)砂漿強度比純水泥漿固結體強度較高。缺點:1)鉆孔直徑較大，為200，成孔速度慢，成孔費用較高;2)水泥漿在砂中流動性較差，局部區域砂料可能因水泥漿未滲透到位，降低砂漿強度。可通過增加鉆孔數量，縮短孔距，將其不良影響降到最低。

灌水泥漿方案優點:1)鉆孔直徑較小，僅為110，鉆孔速度快，成孔費用相對較低;2)水泥漿流動性優良，可以有效地填滿整個溶洞，從而消除溶洞繼續發育的可能性，與灌砂漿方案相比，處理效果更佳。缺點:水泥漿需填充整個溶洞，當溶洞較大時，灌漿量也較大。

根據超前鉆地質資料分析，四個塔腿的地質鉆孔均揭露分布有溶土洞，說明T6B塔基地下溶洞處于連通狀態。

綜合考慮處理效果、成本、工期，推薦采用灌砂漿方案作為本次溶洞處理的優選方案。

3 加固處理施工流程及步驟

3.1 施工工藝流程圖

施工工藝流程圖見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

3.2 施工技術措施

1)止水帷幕施工。先對四周向外擴張的溶洞進行注漿施工，形成一道止水帷幕，封住主要的水流和流漿通道，防止中間鉆孔注漿過程中漿液往外圍擴散，使漿液流失。

2)中間鉆孔注漿。止水帷幕施工完畢之后，進行中間孔注漿，原有注漿孔注漿完畢之后再進行補充鉆孔施工，也可以防止串漿。

3.3 施工步驟

1)灌漿孔的布置:在基礎(樁)周邊1.0 m處等分均勻布置灌漿孔6個，樁身頂面區域均勻布置3個孔，間距為1 m(見圖2);施工時可根據實際灌漿情況對孔數、孔位作適當調整。

圖2 灌漿孔平面布置及剖面圖

2)鉆孔:采用XY-200型鉆機鉆進成孔。土層采用合金鉆頭，基巖采用金剛石鉆頭，φ200 mm鉆孔鉆至巖面以下1.0 m并下入等長的φ168 mm PVC管。

3)安裝灌砂管和注漿管:灌砂管:φ168 PVC管至溶洞頂部，采取措施予以固定。注漿管:φ50 PVC管安裝至溶洞底部，按間隔35 cm的距離開8個～10個小孔，開孔范圍長約5 cm～8 cm，各小孔的位置相互錯開，底端用防水膠布密封。

4)灌砂:全部鉆孔完成后，開挖一儲砂池，裝砂，從魚塘抽水至儲砂池中，用水管連接真空隔膜泵與φ168 PVC管，用風管連接空壓機與儲砂池，不斷添砂添水，將液態砂連續不斷地泵入地下溶洞內，直至灌不進去為止。

5)注漿:采用混凝土輸送泵在孔口進行M20水泥漿液灌注。終止灌漿標準:a.灌漿壓力控制:灌漿泵送壓力約8 MPa～12 MPa，達15 MPa時可終止;b.吃漿量明顯減少，或不大于0.05 m3/min。施工中應多方面觀察判斷，綜合確定終止標準。

6)移機進行下一孔加固處理。

4 質量管理控制

4.1 鉆孔質量控制

鉆孔應盡量保持垂直，鉆孔斜率不超過1%。采用回轉鉆進方法，鉆進時應詳細記錄孔位、終孔深度、溶洞分布及充填情況。鉆進暫停或終孔等待噴漿時，孔口應加蓋保護，防止掉入雜物。

4.2 灌漿施工順序及安全措施

應按分序加密的原則。在排序上遵循先邊排后中排、先外圍孔后內部孔灌漿的原則;同一排上的灌漿孔，應采取間隔1個～2個灌漿孔跳躍式灌漿順序。配制灌漿時施工人員應戴上手套。注漿作業人員需佩戴眼鏡、口罩、手套，避免腐蝕性物質對人體的傷害。為防止高壓注漿體噴出，需要采用優質的注漿管，作業人員必要時佩戴防護鏡。

4.3 水泥漿灌注質量控制

1)水泥漿在運輸過程中不產生分層、離析現象。如有離析必須在澆筑前進行二次攪拌或采用攪拌車不斷進行攪拌，防止發生分層、離析現象。

2)水泥漿應以最少的轉運次數、最短的時間從攪拌地點運至澆筑地點，保證水泥漿從攪拌機或攪拌車卸出后澆筑完畢的延續時間不超過有關規定。

3)運輸工作及灌注施工應連續進行。

4)輸送管線應盡量直，轉彎宜少且緩，管與管接頭嚴密。

5)泵送前應先潤滑輸送管的內壁，以減小輸送管道內壁的摩擦阻力。

6)泵送水泥漿時，泵的受料斗內應經常有足夠的水泥漿，防止吸入空氣形成阻塞。

7)密切注意灌注壓力，在確保滿足設計泵送壓力的同時，防止因堵管或其他原因造成壓力過大，發生不必要的質量安全事故。

5 施工效果

本工程T6B塔Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ腿基礎經過灌漿處理后，經質檢單位隨機抽芯檢測，其底部溶洞已全部被較高強度的水泥砂漿固結體置換填充，水泥砂漿與樁底持力層基巖均緊密膠結，并取樣對水泥砂漿強度進行抗壓試驗，強度等級均符合設計要求。因此，采用灌水泥砂漿工藝處理樁端持力層溶洞是可行的，且效果十分顯著。

6 結語

根據工程施工經驗，簡單地闡述了樁基礎溶洞后處理的施工方法，解決巖溶不良地基的樁基礎后處理的難題，保證樁基礎的施工質量，為今后類似工程的施工提供借鑒。對于地基地質為特大溶洞的情況，有待進一步研究和探討。

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