[发明专利]一种隧道底部隐伏溶洞注浆处治方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉一种隧道底部隐伏溶洞注浆处治方法。

背景技术：

当前有关岩溶隧道建设方面的研究在不断深入，岩溶区隧道建设正在蓬勃发展。当隧道底部有隐伏溶洞存在时，如何采取合理的方法对其进行治理是个相当棘手的技术难，它关系到隧道能否顺利施工和安全运营，并且在一定程度上也影响到隧道路线的选取，为了绕过隐伏溶洞而不得不增加路线长度，间接地提高了工程造价。

目前，针对隧道穿越岩溶地区时可能遇到隐伏溶洞，大部分专家学者主要致力于研究隐伏溶洞与隧道之间的安全距离，对隧道底部隐伏溶洞的处治技术研究很少。为保证岩溶区隧道的安全性，降低工程造价，提高岩溶区隧道设计水平与施工技术，有必要提出一种快速、合理的治理隧道底部隐伏溶洞的方法。

背景技术 

按照地质条件、注浆压力、浆液对土体的作用机理、浆液的运动形式和替代方式，注浆技术可以分为渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆和喷射注浆四类。

(1)渗透注浆是指浆液在填满土颗粒空隙的过程中，对土颗粒的排列不产生破坏，同时通过浆液的胶结作用将土颗粒胶结为一个整体，一般适用于砂砾土层中。

(2)劈裂注浆是指通过外部压力，土体经过浆液的作用而处于受压状态，当外部压力大于土体的劈裂压力时，浆液发生流动，地层发生劈裂，土体进而被压密，达到加固地基的作用，一般用于砂土层的加固。

(3)压密注浆是指采用极稠密的浆液，通过钻孔挤向土体，在注浆处形成球形浆泡，靠浆液的扩散挤压周围土体，浆液不向土体渗透，只对土体产生挤压作用，使土体密实，因而土体不发生水力劈裂。

(4)喷射注浆是指浆液通过喷嘴呈射流状冲击和破坏土体，浆液和土体搅拌混合形成固结体，从而起到加固地基的作用。

以上注浆方法各具特点，在实际工程中，仅仅采用单一的注浆方法已经不能满足工程设计的要求，必须综合考隐伏溶洞的规模、充填物、水文地质条件和溶洞与隧道的距离等情况，提出一种高效地处治隐伏溶洞的注浆方法。

发明内容

本发明的目的在解决上述技术问题而提供一种隧道底部隐伏溶洞注浆处治方法，旨在解决隧道底部隐伏溶洞影响隧道围岩稳定性的问题。该处治方法采用多种注浆技术与注浆材料，合理布设钻孔密度，根据隧道施工过程中未及时揭示的隐伏溶洞，在隧道运营交付前根据埋藏的不同深度，采用不同的注浆工艺进行处理。

本发明一种隧道底部隐伏溶洞的注浆处治方法，其特征在于，包括如下步骤：第一溶洞检测步骤，针对隧道底部位置，综合运用超前地质预报法来确定隧道溶洞的位置，在检测到溶洞位置处做好标记；第二孔位设计步骤，相对于整个地下岩层，溶洞显的特别小，可以把溶洞形状假想为圆形，结合弹性平板中圆形孔洞周围二维应力分布状况，在第一步骤的基础上进行注浆钻孔位置的设计，在圆形截面应力集中位置加密布设钻孔；第三注浆步骤，针对隐伏溶洞应力集中部位采用喷射注浆加固；第四注浆步骤，针对隐伏溶洞洞身，采用压密注浆技术对其进 行填充。

上述注浆加固方法中，所述第一溶洞检测步骤中，首先采用TSP超前地质预报法检查隧道底部是否存在隐伏溶洞；在有可能出现隐伏溶洞的部位进行地质雷达测试，精确确定隐伏溶洞的位置。

上述注浆加固方法中，所述第二孔位设计步骤中，将隐伏溶洞简化为圆形，并且认为隐伏溶洞是干溶洞，不考虑溶腔内水压力，利用弹性平板中圆形孔洞周围二维应力分布状况，钻孔布设于隧道隐伏溶洞的正上部，孔距控制在0.8m～1.2m范围之内，针对隐伏溶洞应力集中部位，在原有孔位个数的基础上，增加钻孔数量。

上述注浆加固方法中，所述第三注浆步骤中，采用高压设备使注浆液压力大于6MPa，注浆材料为超细水泥(MC)，水灰比(W∶C)为1∶1。

上述注浆加固方法中，所述第四注浆步骤中，对隐伏溶洞洞身注浆采用特制的高压泵，将低流动性浆液注入到预定位置，注浆材料选用泥一水玻璃双浆液，在压密注浆结束后，注浆形成的结石体完整无裂隙。

上述注浆加固方法中，在所述第三注浆步骤前，还设置如下步骤：塞孔及切割清理溶洞步骤，预留清理溶洞需要的孔位，将其它已钻好的孔口进行塞孔处理，避免清理溶洞填充物时出现堵孔及回流的现象，采用高压清水切割法进行溶洞清理。

上述注浆加固方法中，在所述塞孔及切割清理溶洞前，还设置如下步骤：注浆材料选择步骤，根据隐伏溶洞内填充物的类型、流水量、空隙和水压大小选择高强、速凝、耐久性好、粘度低、抗分散性强和无毒无污染的水泥系注浆材料。