礦業論文發表期刊推薦《煤礦開采》期刊是國家煤礦安全監察局主管、煤炭科學研究總院主辦的國家級綜合性學術期刊,面向國內外公開發行,國內統一刊 號：CN:11-3677/TD，國際標準刊號：ISSN:1006-6225。是煤炭行業礦井開采新技術、新產品及研究成果的主要發布媒體之一。《煤礦 開采》期刊是中文核心期刊,中國科技核心期刊,國家圖書館重點收藏期刊。讀者對象:主要是從事工程行業的技術人員、科研與設計人員、管理干部、大專院校師 生。2012年，《煤礦開采》成為雙核心期刊，《煤礦開采》期刊連續入編《中文核心期刊要目總覽》，在工程類核心期刊表中位列前茅。

　　摘要：本文論述了土（溶）處理的相關技術，介紹了相關項目土（溶）洞的處理方法。

　　關鍵詞：土（溶）洞,處理技術,灌漿,檢測

　　一、什么是土（溶）洞

　　土洞是埋藏在巖溶地區可溶性巖層上覆土層里的空洞。當上覆有適宜被沖蝕的土體，其下又有排泄，儲存沖蝕物的通道和空間，經地表水往下滲透或地下水位在巖土層交界附近做頻繁升降，由于水對土層的潛蝕作用所產生的洞稱為土洞。土洞繼續發展，會造成地表塌陷。

　　溶洞是石灰巖的節理裂隙經流水的溶蝕作用，經過百萬年、幾百萬年或者更久遠的時間不斷地溶蝕發育所形成的洞。由于地殼的升降運動，現在的溶洞、溶穴和溶溝有的出現在山上，有的埋藏于地下。

　　二、土（溶）洞的處理方法

　　根據不同的土（溶）洞采取不同方案，主要的處理方法有：常規泥漿護壁方法、向孔內拋填片石、回填素混凝土、壓力注漿以及采用鋼護筒跟進等不同施工工藝。

　　1、常規成孔方案

　　當土（溶）洞有填充物，是可塑或軟塑的亞粘土，且土（溶）洞不漏水，這時不管土（溶）洞有多大也不管土（溶）洞垂直方向數量有多少，都可以不考慮土（溶）洞的存在，而按正常地質情況施工。

　　2、片石回填

　　采用正常成孔方法施工，當鉆穿土（溶）洞漏漿時，反復投入黃土和片石，利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入土（溶）洞和巖溶裂隙中，還可摻入水泥、燒堿和鋸末，以增大孔壁的自穩能力。、

　　1）摻加比例：有效利用片石，片石與粘土的比例為3:7，參加水泥時，摻加比例為每米2包，摻加鋸末時，摻加比例為粘土的10%。

　　2）摻加方法：片石采用強度≥30MPa石灰巖，石塊粒徑以15~50cm為宜。摻加粘土是采用水泥袋包裝后投放效果更佳。水泥投放方法為以整袋投放為佳。摻加方法為：片石、粘土袋分層間隔摻加，回填高度為土（溶）洞頂板以上1米處。

　　3）施工注意事項：密切注意觀察鉆機工作情況、周圍地表沉降和護筒內水位變化，防止不正常情況發生，發生漏漿現象，立即處理。

　　4）主要適用范圍及優勢：適用于較小土（溶）洞（土（溶）洞高度小于3米），無填充物或半填沖，施工方法簡單，造價較低。

　　3、素混凝土回填

　　采取正常成孔方法施工，當鉆穿土（溶）洞漏漿時或遇到傾斜顏面時填入低標號混凝土，間隔一定時間后采用沖擊鉆成孔。

　　1）混凝土標號及配合比混凝土可采用C20（C15、C10也可）素混凝土，為盡快提高混凝土強度，節約施工時間，應在混凝土中摻加一定早強劑，提高素混凝土的早期強度。

　　2）摻加方法：對于傾斜巖面，為校正孔位，回填素混凝土應與斜巖面頂面平齊，對于土（溶）洞處，回填頂面高于土（溶）洞頂板50cm。

　　3）施工注意事項：回填48H后回填混凝土強度達到70%后，且應在樁基范圍取芯檢驗填充效果，待土（溶）洞完全填充且強度達到后方可進行樁基施工。

　　4）主要適用范圍及優勢：適用于中、小土（溶）洞，有無填充物均可采用此方案。施工方法簡單，造價相對較高。

　　4、注漿加固

　　就是通過對照地質柱狀圖，對樁穿過的土（溶）洞進行填充和加固。

　　1）注漿孔布設：根據鉆孔柱狀圖，找出最大土（溶）洞，如果土（溶）洞為連通土（溶）洞，只需對其中最大的土（溶）洞進行注漿加固。

　　2）注漿壓力控制：用注漿泵注漿，注漿壓力不宜太大，控制在0.5~1.0MPa范圍，具體壓力值現場試驗確定。注漿速度為15~20L/min，其目的是使漿液滲透到填充物內（包含灌入的砂和碎石），然后固結。注漿時注漿管必須插入填充物底部，然后邊注漿邊緩慢上提，提管速度不宜太快。

　　3）施工注意事項：防止漿液流失太遠造成浪費，采用間歇注漿方式，使得先注入漿液與沙子（或碎石）初步達到膠結后再注漿，循環注漿多次，直至達到規定的注漿量和注漿壓力控制值為止。注完一個孔后，繼續對其余孔進行注漿，后注漿壓力必須調高，最后封孔。

　　4）主要適用范圍及優勢：多適用于小型（高度小于1米）或多層土（溶）洞（多層串珠狀小土（溶）洞），也可用于各種有填充物的土（溶）洞，但造價較高。

　　5、鋼護筒跟進加固

　　采用鋼護筒跳進法：一面沖孔，一面接鋼護筒，并且將其壓到或震動下沉至已鉆成的孔內。

　　1）鋼護筒的選擇：內護筒長度和內徑的確定：護筒長度L=（h+H）m（h為超前鉆確定的土（溶）洞高度，H為土（溶）洞頂到地面加30厘米的高度）；單層護筒內徑大于樁直徑10cm，多層護筒最內層護筒內徑大于樁直徑10cm，其外面一層護筒內徑大于內層護筒外徑10cm，并以此類推。鋼護筒孔徑要準確，連接順直，用卷揚機成型。鋼護筒要有一定的剛度，單個大土（溶）洞用單層護筒，兩個大土（溶）洞用雙層護筒，并以此類推。

　　2）內護筒的沉放：當沖擊穿過土（溶）洞頂部時要反復提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻，說明頂部已成孔并且圓滑垂直的，此時用鋼絲繩活扣綁住內護筒，用吊機（或樁機自生重量）把內護筒放入外護筒內沉至孔底，必要時用振動錘下沉。

　　3）主要適用范圍及優勢：適用于特大土（溶）洞高度大于3米)、無填充土（溶）洞、半填沖土（溶）洞或土（溶）洞上方有較厚的沙礫層時。

　　三、工程實例

　　（一）工程概況

　　某汽車配件公司四期工程位于廣州市花都區，擬建建筑物為一棟單層鋼結構廠房和一棟三層框架食堂及宿舍，總建筑面積約2萬平方米。工程地質勘察表明：場區范圍內存在土洞、溶洞，其中土洞7個，洞高在1.7～7.7m；溶洞9個，洞高在0.7～24m，洞內大部分呈全充滿狀，少部分呈半充滿狀，在已探明的土（溶）洞中有部分存在漏水通道，溶洞的頂板厚度在0.16～0.5m，洞內充填物為流塑—可塑狀粘性土。

　　（二）土（溶）洞處理施工方案

　　1、土（溶）洞處理方案

　　（1）土洞周邊漏水，應先做好堵漏，防止灌漿過程漿液流失；

　　（2）承臺范圍土洞底部須采用強度較高的水泥漿，鉆孔須避開樁位采用鋼管或PVC管護壁成孔加壓灌注水泥漿（水泥可采用普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.5），灌注高度為1m，水泥漿灌漿壓力采用1.5Mpa。

　　（3）土洞其它部分充填可采用強度較低的水泥（砂）漿充填至土洞填滿。

　　（4）施工過程應做好詳細施工記錄，注漿檢驗可采用鉆取芯樣觀察注漿體的膠結情況。

　　2、施工思路

　　（1）土（溶）洞情況普查：首先圍繞地質報告中的土（溶）洞位置展開對土（溶）洞有關情況的普查工作；普查孔孔間為2.0m，孔深入巖3.0m，呈梅花狀布置，往外擴至不再發現土（溶）洞為止（場區內）。

　　具體要求是：土（溶）洞以Φ110mm開孔，孔深鉆至土（溶）洞底部并入巖層3m，在出現溶（土）洞的鉆孔中下Φ48mm鋼花管，開孔孔徑為15～20mm，開孔距離為400～600mm，出漿孔應布置在鉆孔的溶（土）洞段；

　　（2）土（溶）洞灌漿管布置：在存在漏水通道的土（溶）洞周邊的普查孔安裝鋼管，管底入巖1.0m；其余的普查孔里也預埋鋼管；在鋼管之間鉆孔中下袖閥管（管底到巖面）。

　　（3）灌漿施工順序：按照方案要求，灌漿施工先對存在漏水通道的土（溶）洞采用水泥系化學漿雙液灌漿處理；在土（溶）洞周邊的漏水通道封堵后，再灌注單液水泥漿，對洞底往上洞高在1.0m范圍的充填物—流塑～可塑粘性土進行加固；對洞高在1.0m以上范圍的充填物—流塑～可塑粘性土灌注復合水泥砂漿進行加固，至地面出現返漿時止；袖閥管灌注復合單液水泥漿，對已充填水泥砂漿進行補充擠密。

　　（4）灌漿壓力

　　水泥砂漿的灌漿壓力為0.7～1.5MPa，袖閥管灌漿壓力為0.5～1.0Mpa，雙液灌漿壓力為0.5～1.0Mpa，單液水泥漿灌漿壓力控制在1.5Mpa，具體根據灌漿情況由現場進行調整控制。

　　（5）終灌標準

　　①鋼管灌漿結束標準：通過灌漿壓力和灌漿流量雙參數控制，在0.7～1.5MPa的灌漿壓力下，注入量＜2～6L/min，穩壓5min。

　　②袖閥管灌漿結束標準：通過灌漿壓力和灌漿流量雙參數控制，在0.5～1.0MPa的灌漿壓力下，注入量＜8～10L/min，穩壓5min。

　　3、材料選擇

　　（1）水泥：采用P.C32.5R水泥。

　　（2）砂：為質地堅硬的天然砂，粒徑不宜大于2.0mm。

　　（3）粉煤灰：為精選的粉煤灰，煤失量要小于8%。

　　（4）水：須達到自來水的標準或不含腐蝕性物質的水質要求。

　　（5）化學漿：首選硅酸鈉（俗稱水玻璃），要求模數宜為2.4～3.0，濃度宜為30～45波美度。

　　（6）膨潤土：塑性指數不宜小于14，粘粒（粒徑小于0.005mm）含量不宜低于25%，含砂量不宜大于5%，有機物含量不宜大于3%。

　　4、漿液配比（重量比）

　　復合水泥砂漿配比配方一：水：水泥：砂：膨潤土：減水劑=（0.5～1）:1:（1.5～3.5）：（０.03～0.07）：（0.5%～1%）

　　單液水泥漿配比配方二：水：水泥=0.5∶1

　　復合單液水泥漿液配方三：水∶水泥：膨潤土∶粉煤灰=（1.0～1.5）∶1∶（0.1～0.2）∶（0.2～0.4）

　　雙液速凝漿配方四：水：水泥：水玻璃=(0.5～1.0):1:(10%～30%)

　　漿液材料配比根據現場實際施工情況，進行適當的調整以滿足不同部位、不同條件下的工藝與設計要求。

　　（1）配方一：復合水泥砂漿主要用在土（溶）洞巖面1.0m以上部分的充填處理。

　　（2）配方二、單液水泥漿主要用在土（溶）洞巖面至洞高1.0m范圍內的部分加固處理，要控制好水泥漿的水灰比。

　　（3）配方三：復合單液水泥漿液主要用于土（溶）洞灌注砂漿后進行補灌或擠密灌漿。

　　（4）配方四：雙液速凝漿主要用于堵截土（溶）洞的漏水通道。

　　（三）施工工藝

　　1、施工工藝流程

　　土（溶）洞鉆孔普查→下灌漿管→堵漏灌漿→充填注漿→袖閥管補充灌漿

　　2、施工工藝

　　（1）土（溶）洞鉆孔普查：以探明的土（溶）洞孔為中心，普查孔孔間按2.0m間距定位，孔深入巖3.0m，呈梅花狀布置，往外擴至不再發現土（溶）洞為止（場區內）。

　　（2）下灌漿管：在已探明的土（溶）洞里埋設注漿鋼管，管底需入巖1.0m以上。

　　（3）堵漏灌漿：在該點的土（溶）洞情況探明后，對存在漏水通道的即可進行堵漏灌漿處理。

　　（4）灌注水泥漿或復合水泥砂漿：在堵漏施工完成后，按施工方案要求分別先后灌注水泥漿或復合水泥砂漿。

　　（5）袖閥管補充灌漿：在步驟（4）完成后，在砂漿孔之間布置袖閥管注漿孔進行補充、擠密灌漿。

　　（四）檢測方法

　　灌漿施工屬于隱蔽性工程，灌漿結束后，應進行檢測以便了解灌漿效果。灌漿效果的檢測方法包括：標準貫入法、抽芯檢測等。對土（溶）洞處理后的檢測標準以標貫為主，標準貫入法可檢測灌漿后土（溶）洞充填效果，洞內原有填充物在處理以后的檢測標貫值應大于周邊土的相應標貫值；抽芯檢測為輔，可以了解土（溶）洞灌漿后充填物的膠結情況、充填的飽滿程度和漏水通道的堵塞情況，檢測土（溶）洞填充的密實性。

　　對檢測后發現尚未達到設計要求的土（溶)洞可繼續進行灌漿處理，直至滿足設計要求止。

　　參考文獻

　　[1]《優喜雅土洞、溶洞地質處理方案》，廣東省機電建筑設計研究院2011.8.25；

　　[2]《某汽車配件四期工程巖土工程勘察報告》，廣東有色工程勘察設計院2011.5.12；

　　[3]廣東省標準《建筑地基基礎檢測規范》

　　[4]《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）