洞穴、陷穴處理施工工藝

洞穴分為巖溶、黃土陷穴，以及采空坑道、地窖、枯井、墓穴等人工洞穴。洞穴處理需清除淺溶洞中淤泥及其松軟沉積物，鏟除溶洞表面溶蝕部分，將洞壁傾斜部分做成臺階。采用填片石及水泥土組成的混合物回填，需回填密實。壓漿加固處理，應按施工圖要求或由現場試驗確定配合比配置水泥砂漿，加固地基前，通過試驗確定灌漿孔深度、孔距及灌漿壓力等有關技術參數；按施工圖要求布置鉆孔，宜為梅花型布置，按施工圖要求預留一定數量的檢查孔，并按施工圖要求進行質量控制和檢測，利用灌漿孔進一步探明地質情況，當巖溶的范圍和深度與施工圖不符時，應及時反饋給有關單位。

工藝特點

本工藝操作簡單，處理效果直觀。

適用范圍

適用于公路、鐵路路基洞穴處理施工。

工藝原理及設計要求

本施工工藝主要是采用填充物將洞穴或陷穴回填密實，或通過壓漿處理等方式填充孔洞。主要設計為采用填片石及水泥土組成的混合物回填，或采用錨固壓漿加固處理等。

施工工藝流程

4.1

巖溶洞穴處理施工工藝流程

巖溶洞穴處理施工工藝流程見圖1。

4.2

黃土陷穴處理施工工藝流程

黃土陷穴處理施工工藝流程見圖2。

施工要點

5.1

施工準備

1)施工前應根據勘探資料，對施工地段進行地質核查。洞穴處理后，應有勘察設計、監理單位對處理范圍、效果予以確認。

2)施工前應先疏排地表水，防止地表水下滲；當設計有特殊要求時，按施工圖要求辦理。

3)洞穴處理所用材料應符合施工圖要求，進場時應進行現場驗收。

5.2

施工工藝要點

5.2.1

巖溶洞穴處治施工方法要點

5.2.1.1

排離巖溶水

可溶性巖石裂隙或孔洞中的地下水叫巖溶水。在可溶性巖石中，常有一些寬大的溶蝕裂隙和分部不均、規模不等的溶洞以各種形式與地表水相聯系，形成含水體系。在溶蝕基準面以上的巖溶水往往不流動，呈管狀分部，大的形成暗河；水量和水位隨季節的變化幅度較大；在溶蝕基準面以下的巖溶水往往形成水池或地下湖。巖溶地區開挖路基，常在邊坡或路基上出現涌水現象。巖溶水有

開始

洞穴調查

制定洞穴處理方案

修筑地表及洞穴周邊截排水設施

洞穴處理檢驗

結束

合格

不

合格

灰土回填

灌漿壓漿回填

圖2

黃土陷穴處理施工工藝流程圖

開始

洞穴調查

制定洞穴處理方案

修筑地表及洞穴周邊截排水設施

洞穴處理

灌漿填充

清挖夯填

砂石填充

蓋板加固

橋涵跨越

砌石封閉

……

洞穴處理檢驗

結束

合格

不

合格

圖1

巖溶洞穴處理施工工藝流程圖

一定的徑流系統，涌水量大，特別是山區的巖溶水，由于補給位置高，形成有較大的動水壓力，宜疏不宜堵。

排離巖溶水的工程措施應按規模、危害程度和處理條件因地制宜，確定合理的排水設施和位置，恰當的排水功能，利用地面排水溝渠相互配合，構成統一的排水系統。將危及路基的巖溶水排除，防止漫流、滯積或下滲，排離方法有疏導、截留、圍埝、改道等。

1)排離路基上方巖溶水

出現在路基上方、流量較大、地勢較平緩的巖溶水可設排水溝截離路基，用明溝將水引入至涵洞排出；流量較大地勢陡峭的巖溶水，用急流槽或吊溝將水引入邊溝通過涵洞排出；流量小的巖溶水，宜用邊溝排出。

2)排離路基基底巖溶水

對出現在路基基底的巖溶水，流量較大的應設涵洞將水排出。由的孔洞平時無水，雨季或暴雨時出現冒水，其上不能直接填土，以免巖溶水逐步將土沖走而引起下沉或濕軟路基。如果僅為不大的裂隙水或細小的冒水孔水，可設暗溝、滲流排出。

3)溶蝕洼地巖溶水的自治

路基經過溶蝕洼地，洼地在暴雨時壅水，宜設路堤通過。填料應選用水穩性好的材料，路堤最少應高出洼地規定洪水頻率計算水位0.5m。路堤邊坡宜作防護。溶蝕洼地地勢低，地表水往往通過落水洞排出，有的溶蝕洼地暴雨時消水量小于地表匯水量，或因消水洞被堵塞造成洼地積水，路基被淹沒。

5.2.1.2

溶洞的處治施工方法

1)處理路基溶洞，應在搞清影響路基穩定的溶洞分布后分別對待，在保證安全的條件下，考慮施工方便可行，節約投資的原則，選擇處理方案。施工中遵守的一般原則如下：

(1)對影響路基穩定的溶洞，無論采取何種方法處理，在施工中均不應堵塞溶洞水的出路。對路基基底的巖溶泉或冒水洞，不論采用什么方法排出，均應保證路基填土高度內的土石方不受浸潤，并保證不受溫差作用而使水蒸氣上升，聚集在路面基層下。

(2)對路基上方巖溶泉或冒水洞，可采用排水溝將水引離路基。對路基基底的巖溶泉或冒水洞，宜設涵洞、涵管將水排出，對流量較大的暗洞及淌水洞可用橋涵跨過。

(3)路塹邊坡上危及路基穩定的干溶洞，可用干砌片石或漿砌片石堵塞；對于路基基底或擋土墻基底的干溶洞，當洞口不大、深度較淺時，可采用回填夯實；對于洞口較大、深度較深的溶洞，應采用繞避或用橋涵跨越；當干溶洞頂板太薄或頂板較碎時，可采用加固或將頂板炸除以橋涵跨越；當溶洞位于溝邊伏擊且較深時，可采用鋼筋混凝土板封閉，并應防止邊溝水滲到溶洞內。

(4)對于隱伏巖裂隙的處理，應根據物探報告提供的隱伏巖溶分部位置、埋深及裂隙方向，選擇出一批表土層薄、裂隙較為發育的巖溶進行重點開挖驗證。其目的是為了驗證物探報告的準確性，確保路基的穩定，如物探報告不準應重新勘測。

4)施工具體措施

（1)對巖溶水宜以疏導為主，采用因地制宜、因勢利導的方法予以疏導。一般做法是與地下水道相聯系的漏斗、消水洞處修建涵洞，因為這樣的漏斗和消水洞內無填充物，它們往往隨季節變化而出現間歇性或周期性的泄水與涌水，修建涵洞也有利于保證當地農田灌溉用水。涵洞與漏斗和消水洞之間根據具體地形可用鋼筋混凝土明溝或蓄水池相連。

（2)路線跨越過溶洞或是巖溶水時，如跨越條件好，應首選跨越形式。橋跨越適用于流量較大的暗河、冒水洞或消水洞等，涵跨適用于一般巖溶泉。雨季暗河與地表水的匯流量較大時，橋涵過水孔徑應滿足排水要求；在跨越經常性積水而水又比較淺的溶蝕洼地時，可采用片石透水河堤。

（3)對有填充物的溶洞，可采用以下加固處理方法；對洞徑小而淺的，清除洞內的填充物后，先用大塊石堵塞洞口，再用片石混凝土填平；對洞徑小而深的，采用鋼筋混凝土板把洞封閉；對洞徑大而淺的，全部清除洞內填充物后換填片石混凝土；對洞徑又大又深的，洞內填充物多而不易清除，采取清除部分填充物并整平后，先填大塊石，再填片石，然后夯填黏土做成土片拱，最后用漿砌片石拱跨封閉。

（4)對路基范圍內的地表坍陷，首先應查明坍陷的原因，一邊采取相應的措施，如巖基未出露者，可采用黏土回填夯實；如巖基出露并見空洞洞口時，可采用大片石堵塞洞口，再用黏土回填土洞。

（5)在加固巖洞時，經常遇到有關巖溶頂板的安全厚度問題，當設計沒有要求時，一般可參照下列情況進行處理：當溶洞或暗河的頂板厚度大于10m，其下洞道的直徑小于5m時，在頂板巖層完整的情況下，可以不進行處理，如頂板巖層破碎并有坍墜現象應考慮加固，或將頂板炸除，以填塞或架橋跨越，若洞內有水，應注意不要堵塞水流引起壅水。當頂板厚度大于10m，而洞道直徑小于2m時，即使頂板巖層有坍墜現象，如為堅硬巖層，也可不作處理。

（6)路基和建筑物地基由于秘笈的小型溶洞和溶孔等，造成巖體強度低或穩定性差的地段可采用灌漿加固。

5.2.1.3

施工注意事項

1)施工前應查明路基附近的巖溶情況及成因（如巖溶類型，發展規律，有水情況，溶洞頂板厚度及巖石破碎程度等)，以便采取有效措施。

2)對路基下危害性大得巖溶應將處理經過、施工方法及發現問題采取的措施等，隨時記入工程日志，以被查考。

3)路基附近巖溶的處理應根據檢算決定。

4)路基兩側取土坑離路基稍遠一些并具有暢通的流水坡度，使水不致下滲到路基基底。

5)當巖溶中遇到有軟弱填充物質時，應視情況加以清除，同時應將巖溶表層的奉化破碎層鑿除再砌筑漿砌片石或灌注混凝土。

6)在有水巖溶出入口，禁止棄渣堵塞，同時應做好排水準備，以免造成質量事故。

7)對有水巖溶應采取疏導措施，不得任意堵塞其口。

5.2.2

黃土陷穴自治施工方法要點

黃土陷穴對路基危害甚大，一般均需進行治理，根治的方法有以下幾種。

黃土陷穴區，對洞穴應根據分布位置、形狀、深度、大小和發展趨勢，采取回填夯實、灌（壓)土漿、灌砂等措施。

1)按施工圖做好防排水措施，避免地表水流入。

2)按設計采取灌（壓)漿施工

（1)清除淺陷穴中松軟沉積物，并做成臺階狀。

（2)灌砂。小面積的陷穴，可用干砂灌實，并用黏土封頂夯實，并改變地貌，防止雨水流入陷穴的位置。

（3)開挖夯填。這是最直觀的最可靠的方法，根據洞穴的具體情況，可直接開挖回填，并用黃土分層夯實。或采取灰土回填施工，應將洞穴開挖，分層回填、夯實至設計要求。

（4)灌泥漿。洞身不大，但洞壁曲面不直且離路基中線較遠的小陷穴，可用水、黏土、砂子拌制后，采用灌漿機反復多次灌注。

（5)壓水泥漿。有時為了封閉水道，可用水泥漿。同時應改變微地貌，防止雨水流入陷穴的地方。加固處理時，應符合下列要求：

①按施工圖要求或由現場試驗確定的配合比配置水泥砂漿。

②加固地基前，通過試驗確定灌漿孔深度、孔距及灌漿壓力等有關技術參數。

③按施工圖要求布置鉆孔，宜為梅花型布置，地質鉆成孔。

④應按施工圖要求預留一定數量的檢查孔，并按施工圖要求進行質量控制和檢測。

⑤開挖導洞或豎井進行回填。洞穴深，若明挖工程數量較大，可采用開挖導洞的方法，由洞內向外逐步回填密實。回填前應漿洞內的塵土徹底清掃干凈，接近地面0.5m厚時，則改用黏土回填夯實。

5.2.3

人工洞穴處治施工方法及要點

人工洞穴包括開礦采空區、窯洞、古墓、枯井、防空洞、墓穴、地窖等，這些坑洞，經過多年變遷部分已被堵塞，地表無痕跡，暗藏在地下，影響路基穩定。對人工洞穴處理，應按施工圖要求進行處理，并符合下列要求：

1)檢查坑洞內的環境，采取安全保護措施。對不穩定的坑洞應加強臨時支撐。坑洞內有害氣體和物質應予以排除。

2)揭露其表蓋層，清除洞內沉積物。

3)采用水泥土或石灰土回填夯實；對于石質洞穴，采用片石混凝土回填。并視具體情況可采取壓漿處理等措施。

4)對頂板不厚的坑洞，可挖開后用近處的同類土質或塊石分層回填夯實。為了方便工作，也可挖斜井或豎井，分段進行回填處理。

5)對頂板較厚或小而直的坑洞，不能開挖時，可采用砂卵石漿、砂漿灌注或在坑洞頂布置適當試坑灌注。若洞頂支撐點穩定性好，可采用鋼筋混凝土蓋板封堵洞口。

6)對民用或農業用水的坑洞，可在其上游攔截入附近的橋涵繞行或直接修建涵洞通過，7)采空區路基：對不宜采用堵塞處理措施的嚴重沉陷地段，可采用鉆孔灌注樁基礎與鋼筋混凝土底梁通過。在較輕沉陷地段，路塹應按施工圖預留沉降量，路堤應按施工圖要求的地基預留沉降和路基加寬與路堤本體預留沉降一起加填預留沉降土。有些可采用灌漿法處理。灌漿材料為黃土、水泥、氯化鈣（或水玻璃及粉煤灰)等。

6主要機具設備

根據洞穴工程的數量、規模及工期要求，選用的施工方法等條件，確定機械設備，一般相應設備有：基礎開挖采用挖掘機配合人工施工；模板支立、拆除采用汽車吊安設、支拆，人工配合；混凝土采用攪拌站拌制、輸送車運輸，輸送泵灌注；灌漿機械設備：鉆孔機，灌漿泵，水泥砂漿、水泥漿攪拌機械等

勞動力組織

詳細勞動力組織見表1

表1

勞動力組織表

序號

工種

數量

職責

班組長

指揮現場各項工作

高級技工

1～2

技術把關

中級技工

2～3

技術負責

初級技工

4～8

技術操作

機械操作手

根據設備確定人數

質量要求及質量控制要點

1)巖溶洞穴地區，路堤填筑前及路塹開挖至施工圖標示高程后，應結合勘探設計資料對施工地段進行地質核查。洞穴處理后，應由設計單位對處理范圍、效果予以確認。

2)施工前應根據勘探設計資料和洞穴的具體地質情況，確定施工方案和施工工藝，制訂質量保證措施，報監理單位審核批準后組織施工。洞穴處理前、后應分別測量、記錄處理范圍和高程。

3)嚴格按施工圖規定的施工方法和要求進行洞穴地基處理。若施工前或施工過程中出現下列情況，應及時反饋建設單位或監理工程師，并按規定辦理變更設計。

（1)施工前地質核查或施工過程中發現地質情況與施工圖不符；

（2)在路塹路基面、邊坡上出現較大或有水的、有較厚松軟填充物的溶洞；

（3)施工中發現路堤地基的溶洞或查知有位于塹底未出露的溶洞；

（4)黃土陷穴地區路基，對洞穴采取開挖回填夯實、灌（壓)土漿、灌砂等處理措施時，應在處理范圍做好排水設施，不使地表水流入；

（5)灌漿時，應有符合環保要求的廢漿隔離與回收設施，灌漿過程中應防止漿液滲漏，如有“跑漿”現象，應及時查明原因并處理。巖溶、洞穴地段路基施工前應做好引排地面水設施，處理范圍內的地面、地下防排水、防滲措施應滿足施工圖要求，并符合環保有關規定。

（6)洞穴處理所用材料應符合施工圖要求，進場前應進行現場驗收。

4)檢驗頻率或標準

1)洞內填充物的清除深度應符合施工圖要求。檢驗數量：對面積小于20m2的洞穴，每個洞穴抽樣檢驗10處；面積大于20m2的洞穴，每個洞穴抽樣檢驗20處。

2)采用鉆孔灌漿或灌砂處理洞穴時，其鉆孔的布設形式、灌充數量和范圍應符合施工圖要求。檢驗數量：全部檢驗。

3)采取回填法處理洞穴時，其回填范圍及其端部處理應符合施工圖要求，回填應分層夯填密實。用巖塊回填不得有架空現象、壓實質量應符合施工圖要求。

4)檢查每個洞穴回填范圍及端部處理情況。每回填層檢驗壓實質量3點。采用砌體封閉洞穴時，砂漿強度等級應符合施工圖要求，砌筑應與洞壁密貼，外露面應與路基面或基底、邊坡面平齊。

5)洞穴內修筑的支頂構筑物應密實；每個洞穴做1組砂漿或混凝土強度試件

6)塹內干小溶洞的處理，應符合施工圖要求。對每個干小溶洞檢驗。

安全及環境保護措施

9.1

施工安全

1)施工機械施工、操作人員條件、檢修保養、施工用電、特殊環境中作業、既有線施工等應嚴格執行《鐵路工程施工安全技術規程》。

2)對電工、機操工、安全檢查員等要培訓，經考試合格后發給上崗證。

3)安全檢查員要執行三查制度即工前檢查、工中督查和工后復查，杜絕事故隱患。

4)施工作業人員和高處檢修人員須戴安全帽，高處作業應洗好安全帶。

9.2

環境保護

1)在距居民生活區附近的施工現場，須建立必要的噪聲控制措施，如隔聲屏等。

2)夜間施工做到不擾民，嚴格按夜間施工措施組織施工

(1)建立夜間施工領導值班和交接班制度，加強夜間施工管理與調度。在施工現場設現場值班室。

(2)制定夜間施工保證具體實施措施。

(3)施工現場設置明顯的交通標志、安全標志牌、警戒燈等標志，標志牌具備夜間熒光功能。保證施工機械和施工人員的施工安全。

(4)施工現場有足夠的夜間照明設備，保證施工照明強度要求，確保施工現場的安全。

3)灌漿施工時，應對周邊河道、農田等進行觀察，防止漿液通過洞穴管道流散而污染周邊環境。

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