旋挖機溶洞地層施工的解決方法

旋挖機溶洞地層施工的解決方法

溶洞地貌廣泛分布在我國的西南地區，其中尤以云南、貴州分布面積最廣。在溶洞地區使用旋挖機施工時經常面臨著突發各種鉆孔事故(塌孔、漏漿、埋鉆、卡鉆等)的風險，當事故發生后往往要耗費較大的人力、物力以及財力來進行后續處理，將嚴重影響施工方的經濟收益。

(一)溶洞誘發鉆孔事故

(1)斜孔

溶洞造成鉆機孔孔斜的主要是由溶洞下底板的不平整引起的。當鉆頭穿過溶洞，接觸到溶洞下底板，遇到巖石表面傾斜或出現探頭石，并且在無填充的溶洞中，鉆頭自由空間較大，很容易致使鉆頭沿空間阻礙相對較小的部位下沿，最終形成孔斜。

(2)漏漿、塌孔

這里形成漏漿和塌孔主要原因由于該地區的溶洞內部沒有填充物，旋挖機鉆頭在鉆穿溶洞上頂板的一瞬間，大足泥漿會泄漏到溶洞空間內，使得孔內液面高度急劇下降，孔內泥漿產生的液柱壓力也隨之下降，當孔內泥漿壓力不足以維護孔壁穩定時，便造成了塌孔事故。

(3)卡鉆、埋鉆

產生旋挖機卡鉆主要是由于無填充的溶洞內鉆頭自由空間較大，在上提鉆頭過程中，鉆具在溶洞內出現一定量的晃動時，極易造成鉆具卡在溶洞頂板上；產生旋挖機埋鉆則是由于在鉆進過程中，鉆孔出現坍塌將鉆具埋在孔底。

(二)溶洞處理(下圖)

(1)拋填法

這種方法一般適用于高度小于lm的小溶洞。具體方法為:當鉆頭鉆穿溶洞頂板時，同時將鉆頭提出孔外，然后先向孔內投入片石、粘土塊，下入鉆具反復擠壓，使其密實。當使用測繩測得回填厚度超過lm，溶洞范圍形成護壁條件后即可放入鉆頭繼續鉆進。

(2)碎石砂漿填充法

該方法一般多用于高度在1-3m之間的溶洞。由于溶洞高度較高，單單采用拋填的方法難以獲得很好的護壁條件，故需要采用灌注混凝土填充法，具體方法如下:先向孔內拋填片(碎)石、砂混合物以及低標號的水泥漿，反復擠壓，使水泥砂漿將片石空隙堵塞，停鉆24小時待水泥的強度達到2.5MPa后，再繼續鉆進，穿過溶洞。

(3)鋼護筒跟進法

一般多用于高度大于3m的溶洞。具體施工方法如下:首先使旋挖機鉆進成孔至距離溶洞上頂板一定高度，讓后采用振動錘將鋼護筒振動下沉至鉆孔位置，繼續鉆進，穿過溶洞，并及時將鋼護筒下沉至溶洞底部。

上述三種方案不僅可以能夠較好地預防溶洞地層漏漿塌孔、卡鉆埋鉆事故的發生，還能防止鉆孔傾斜:前兩種方法能夠較好地改善鉆頭接觸溶洞下底板時遇到軟硬不均地層的情況，而采用鋼護筒方法則能夠對鉆頭起到一定的限位作用，再輔以合適的操作方法，而避免孔斜。

(三)預防方法

(1)施工前要詳細地查閱地質報告，對溶洞的發育狀態、位置分布、填充情況等有充分的了解。

(2)根據溶洞的性質選擇合適的施工方法，這樣才能起到最好的溶洞處理效果。

(3)施工過程中，要密切關注鉆孔內泥漿的液面高度，當高度突然降低時，要及時將鉆頭提出孔外，并尋找原因，避免孔內壓力過低造成孔壁坍塌導致埋鉆事故的發生。

(4)在孔口附近準備大量黏土、片石和一定數量的袋裝水泥，同時現場布置兩個較大的泥漿池，發現孔內有漏漿現象，要及時補漿和進行回填。

(5)鉆機操作手要調整好心態，鉆穿溶洞接觸到溶洞下底板時不要盲目加壓，避免引起孔斜。

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