灌漿技術在溶洞處理中的應用

伍夢祥

（廣州醫科大學附屬第一醫院，廣東 廣州 510120）

近年來，為保障與改善民生，國家實施了一系列的惠民工程，比如水利水電工程、高速公路、鐵路工程，這些項目都屬于重大基礎設施項目，其工程建設的難度相對較大，對于工程技術的要求較高。在很多工程項目中，溶洞的存在嚴重制約了工程項目的順利進行，在此情況下，必須克服溶洞對工程產生的不利影響，應用灌漿技術有助于保障工程的抗滲性與穩定性，使得工程建設質量能夠達到質量標準，發揮工程的經濟與社會價值。

1 工程概況

廣州呼吸中心項目地處廣州市荔灣區大坦沙橋中路，整個建筑面積達217158m2。項目被規劃二路劃分為東、西兩個地塊，其中西地塊設置門診樓、醫技住院樓，東地塊為國家重點實驗室、學術科研樓、學術交流中心，東西兩地塊于3～5層設連廊跨越規劃二路相連。住院樓與門診樓下面為2層地下室，基坑深度在16m以上，為深基坑工程；國家重點實驗室與學術科研樓地下室基坑深度略深一些，達到了16.6m?；谠摴こ虆^域內地形地勢的特殊性，灌注樁基礎更為適用，而基坑支護采用的是連續墻與內支撐的支護體系。

該工程處于斷陷盆地與流溪河斷陷的交接區域內，地質結構極為復雜與惡劣，裂隙發育，現場內包含的巖石類型相對較多，石灰巖巖溶發育，溶洞與土洞的分布相對分散，加大了整體的施工難度。

根據工程現場的勘察結果，其巖溶分布呈現出無序的狀態，各種溶洞在空間上分布不均勻，洞體有大有小。一些多層溶洞分布于不同平面，其高差相對較大，施工更為復雜。

2 灌漿工藝技術要點

從灌漿技術的應用來看，其在水利水電工程項目中的應用最為普遍。傳統的技術條件下，主要應用的是地基裂縫填補技術，但該技術已經無法滿足當前項目的施工要求，目前，灌漿工藝逐步取代了這種技術，使得施工的便捷性與安全性得到極大程度的提高[1]。在灌漿技術的應用中，只有做好各個環節的質量控制，才能夠保障灌漿技術在溶洞處理方面的效果。具體而言，體現在：

（1）冒水點的分散上，縫隙冒水的存在嚴重影響了正常的施工進度，施工人員需要結合工程的實際情況，進行冒水點的科學設置。深孔設置時，往往將深孔布置于縫隙的交接位置；而在縫隙槽口的開鑿上，要保障其開鑿大小符合要求，并借助于專業的工具，及時填補縫隙，使得開鑿槽內保持清潔。

（2）吸漿量的控制直接關系著灌漿技術的應用效果，可以應用限流、降壓的方式來加以處理。

3 灌漿技術在溶洞處理中的具體應用

3.1 施工工藝流程

在灌漿工藝的應用過程中，有關人員要首先根據溶洞的具體情況，確定最佳的布孔方案，保障孔位確定的科學性，遵循分序加密的原則，保障灌漿施工技術的應用效果。單孔施工工藝主要包含了定位、鉆孔、孔口管埋設、清孔、下注漿管、制漿、灌漿與掃孔復灌、封孔環節。

3.2 灌漿設計

（1）孔位布置及孔深確定。在該工程中，溶洞的存在導致在施工過程中面臨著嚴重的局部塌陷、管涌或巖溶突水問題。經分析，涌水源頭主要位于河床的上游，該水源穿越圍堰底基巖以后到達基坑。當基坑開挖以后，隨著開挖深度的加大，涌水口逐步顯露，但具體的涌水路徑尚不清晰，根據工程地質情況的分析，涌水路徑可能處于圍堰中部基巖內。針對這種情況，在施工過程中，確定最佳的施工地點為上游圍堰，將鉆孔布置在該圍堰軸線上，在鉆孔的布置上，盡量遵循弧形布置的原則，保障孔距設置的科學性[2]。結合有關的地質水文勘察資料，在該區域內，孔深高程、孔深設計可以根據現場的情況進行些微的調整。

（2）施工順序確定。以該工程為例，其溶洞處理的最終目的是要做好溶洞的堵漏處理，通過注漿來填充溶洞空腔，最終的充填物可以與周邊環境形成整體結構，保障連續墻與樁基礎結構的穩定性。因此，在施工過程中，要盡量控制鉆孔數量，保障良好的溶洞處理效果。在該區域內，左段屬于碳質灰巖，其基巖內的含碳量相對較高，極易出現溶蝕現象，且巖體裂隙發育，河床內的水經由裂隙涌出；中部為斷層結構，該結構處于白云巖與灰巖的交接位置，地質情況極為復雜，溶洞涌水現象發生的概率較大；右段為灰質白云巖，鈣質含量高，涌水的現象也較為常見[3]。在施工過程中，鉆機是不可或缺的施工設備，配備相應數量的鉆機，遵循從右到左的施工順序，保障施工活動的有序進行。

（3）施工機械及材料選擇。該工程區域內的圍堰中存在著一定的回填土石層，加大了施工的復雜性。因此，為保障良好的施工效果，嚴格按照施工的進度要求來組織施工，必須根據工程要求，科學進行施工機械的選擇，使得鉆機與灌漿設備能夠達到工程的施工要求。回填灌漿的方式，能夠保障工程處理效果。灌漿材料作為影響灌漿工藝應用效果的直接因素，需保障灌漿材料的質量，選用普通硅酸鹽水泥、過篩細砂、粉煤灰、膨潤土等作為其中的主要材料[4]。

（4）灌漿工藝。如果在鉆進過程中，其鉆進作業可以順利推進，不存在溶洞，但存在裂隙與破碎帶，此時，鉆孔灌注采用純水泥漿孔內循環的方式。在此過程中，最為關鍵的是要保障水灰比的科學性。如果在鉆進過程中存在異常情況，比如掉鉆、溶蝕層，需采用水泥砂漿回填灌注的方式。由于在該工程的溶洞區域內，河床水流經溶洞，水灰比的確定上要充分考慮此種情況。如果采用的是回填灌漿工藝，普通硅酸鹽水泥與細砂是其中不可缺少的材料。在施工過程中，要實現工程成本的有效控制，可以在保障回填體強度的情況下，用粉煤灰來替代部分的水泥，減少水泥的使用。注漿過程中，要在漿體原料中添加一定量的膨潤土，在孔口添加水玻璃溶液，實現雙漿液灌注，這種灌注方式，能夠在一定程度上避免溶洞中水流的存在對漿液本身產生的不利影響[5]。水泥砂漿的制備上，按照特定的水灰比，先加入水后加入水泥、細砂，保障水泥砂漿的各項指標能夠符合工程要求。

（5）灌漿壓力及結束標準。溶洞回填施工的最終目的是為了堵漏，合理控制漿液的流動范圍，實現漿液的有效利用，因此，灌漿工藝應用中，要對灌漿壓力加以科學控制。一般情況下，灌漿壓力往往在0.2MPa以內。如果是非溶洞的裂隙或者破裂帶，采用的是填充式灌漿工藝，這種灌漿方式不僅提高了施工區域內的抗滲性，也提高了基坑的穩定性與安全性，這種情況下，灌漿壓力一般在0.5～1.0MPa。如果是大體積的溶洞處理，當封孔結束以后，吸漿也就結束，判斷灌漿結束的標準就是灌注溶洞是否吸漿。

4 灌漿技術的質量控制

4.1 鉆孔質量控制

鉆孔是灌漿技術應用的關鍵，在實際的施工過程中，施工人員必須保障鉆孔的垂直性，將鉆孔斜率控制在合理的范圍內。如果溶洞處理上采用的是回轉鉆進方式，施工人員要在鉆進過程中實時記錄鉆孔的孔位、終孔深度與溶洞分布等情況，結合其鉆進情況，做好相應的鉆孔質量控制。如果在鉆進過程中遇到突發情況，必須在孔上實施加蓋保護，避免雜物進入孔內。

4.2 灌漿施工順序及安全措施

溶洞處理上的灌漿技術應用中，灌漿順序極為重要，要遵循分序加密的原則，保障灌漿能夠按照先邊排后中排、先外圍后孔內的順序進行，提高灌漿施工的整體質量。如果是同一排上的灌漿孔，一般要采用跳躍式灌漿的方式，中間間隔1或2個鉆孔。灌漿的配合比直接關系著灌漿施工的質量，因此，在配制過程中，有關人員要佩戴手套，避免漿液內雜物的存在。由于灌漿過程中，漿液會對人體產生一定的腐蝕性，需采取必要的安全防護措施。

4.3 水泥漿灌注質量控制

水泥漿液是灌漿技術應用中最為常見的一種漿液類型，其水泥漿漿液的質量直接影響著溶洞處理效果。在水泥漿的運輸過程中，要避免水泥漿漿液出現離析與分層現象，一旦出現此類情況，要立即進行攪拌。水泥漿漿液的運輸上，要盡量減少其轉運次數，這就要求有關人員在運輸之前，要結合攪拌站與施工地點的距離，科學規劃運輸路線。水泥漿的運輸與灌注均需要遵循連續性的原則，輸送管線最好保持平直性，在有條件的情況下，盡量減少管線轉彎。泵送水泥漿時，要首先進行管內壁的潤滑，否則，在運輸過程中，會出現較大的摩擦阻力，影響漿液的正常輸送。灌漿質量的控制極為重要，當灌漿結束以后，要進行壓水實驗，通過實驗結果，來驗證單孔開展不同壓力條件下的質量，根據其實驗數據與質量標準的對比結果，進行灌漿質量的綜合評估，實驗結果為灌漿質量控制提供了重要的數據參考。當前，隨著技術的進步，在溶洞處理灌漿技術的應用上，越來越多的先進技術被應用于質量檢測中，這些技術所獲得的檢測結果相對精確，工程人員可以直接利用這些結果，及時發現灌漿施工中存在的質量缺陷，保障灌漿施工質量問題的快速處理。

5 結束語

溶洞是很多工程建設中最為常見的問題，溶洞的存在會誘發嚴重的工程質量問題，影響工程的施工進度。工程建設中，如果遇到溶洞問題，往往要應用灌漿技術，及時進行溶洞的回填處理，避免溶洞的存在對工程質量等產生不利影響，保障工程建設的效率與質量。