架空送電線路塔基溶洞后處理中灌漿技術的應用

鄔彪彪 傅志浩 梁坤泉

(佛山電力設計院有限公司，廣東佛山 528000)

樁基在設計時，一般按照一塔一孔進行地質超前鉆勘察。由于某些工程地質情況復雜，基巖面起伏較大，各腿地層差異較大，造成超前鉆未能發(fā)現(xiàn)持力層底部存在溶洞。部分塔腿施工完成后，在進行剩余塔腿施工時發(fā)現(xiàn)樁底持力層存在溶蝕或溶洞發(fā)育現(xiàn)象。一般的處理方法是增加灌注樁、重新成樁等，這些方法從經(jīng)濟性、項目工期及管理上，花費代價較高。本文以某電廠機組接入系統(tǒng)工程在部分塔腿樁基施工完成后，進行最后腿施工時發(fā)現(xiàn)樁底持力層存在小型溶洞為例，介紹灌漿技術在溶洞后處理中的應用。

1 工程概況

某電廠“上大壓小”機組接入系統(tǒng)工程(塔位編號T6B)采用鉆進成孔，樁徑2.6 m，Ⅲ腿樁長38 m、Ⅳ腿樁長35 m。持力層為硬塑的粉質粘土，樁基類型為端承摩擦樁，樁身混凝土設計強度為C25。在Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ腿樁基澆筑完成后，最后在Ⅰ腿施工過程中，鉆孔至27.5 m時發(fā)生嚴重漏漿并導致塌孔。

由于對此塔位中心樁超前鉆的地質報告中未反映有出現(xiàn)土洞或溶洞的可能性，而導致設計時未考慮遇到溶洞的處理。為確保工程質量，對T6B四腿都進行補鉆檢測，發(fā)現(xiàn)在四條腿樁端以下不同深度均存在小型溶洞。對溶洞地質情況描述如表1所示。

表1 T6B樁基溶洞地質狀況表 m

2 加固處理施工方法的選擇

根據(jù)地質鉆孔和現(xiàn)場情況，初定了灌砂漿或灌水泥兩種施工方案。

灌砂漿方案優(yōu)點:1)以中粗砂為骨料先行填充，然后加注水泥漿，砂料和水泥漿的方量與灌水泥漿的方案相比大體相當，優(yōu)點是可以減少水泥漿的滲透流失量;2)砂漿強度比純水泥漿固結體強度較高。缺點:1)鉆孔直徑較大，為200，成孔速度慢，成孔費用較高;2)水泥漿在砂中流動性較差，局部區(qū)域砂料可能因水泥漿未滲透到位，降低砂漿強度。可通過增加鉆孔數(shù)量，縮短孔距，將其不良影響降到最低。

灌水泥漿方案優(yōu)點:1)鉆孔直徑較小，僅為110，鉆孔速度快，成孔費用相對較低;2)水泥漿流動性優(yōu)良，可以有效地填滿整個溶洞，從而消除溶洞繼續(xù)發(fā)育的可能性，與灌砂漿方案相比，處理效果更佳。缺點:水泥漿需填充整個溶洞，當溶洞較大時，灌漿量也較大。

根據(jù)超前鉆地質資料分析，四個塔腿的地質鉆孔均揭露分布有溶土洞，說明T6B塔基地下溶洞處于連通狀態(tài)。

綜合考慮處理效果、成本、工期，推薦采用灌砂漿方案作為本次溶洞處理的優(yōu)選方案。

3 加固處理施工流程及步驟

3.1 施工工藝流程圖

施工工藝流程圖見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

3.2 施工技術措施

1)止水帷幕施工。先對四周向外擴張的溶洞進行注漿施工，形成一道止水帷幕，封住主要的水流和流漿通道，防止中間鉆孔注漿過程中漿液往外圍擴散，使?jié){液流失。

2)中間鉆孔注漿。止水帷幕施工完畢之后，進行中間孔注漿，原有注漿孔注漿完畢之后再進行補充鉆孔施工，也可以防止串漿。

3.3 施工步驟

1)灌漿孔的布置:在基礎(樁)周邊1.0 m處等分均勻布置灌漿孔6個，樁身頂面區(qū)域均勻布置3個孔，間距為1 m(見圖2);施工時可根據(jù)實際灌漿情況對孔數(shù)、孔位作適當調(diào)整。

圖2 灌漿孔平面布置及剖面圖

2)鉆孔:采用XY-200型鉆機鉆進成孔。土層采用合金鉆頭，基巖采用金剛石鉆頭，φ200 mm鉆孔鉆至巖面以下1.0 m并下入等長的φ168 mm PVC管。

3)安裝灌砂管和注漿管:灌砂管:φ168 PVC管至溶洞頂部，采取措施予以固定。注漿管:φ50 PVC管安裝至溶洞底部，按間隔35 cm的距離開8個～10個小孔，開孔范圍長約5 cm～8 cm，各小孔的位置相互錯開，底端用防水膠布密封。

4)灌砂:全部鉆孔完成后，開挖一儲砂池，裝砂，從魚塘抽水至儲砂池中，用水管連接真空隔膜泵與φ168 PVC管，用風管連接空壓機與儲砂池，不斷添砂添水，將液態(tài)砂連續(xù)不斷地泵入地下溶洞內(nèi)，直至灌不進去為止。

5)注漿:采用混凝土輸送泵在孔口進行M20水泥漿液灌注。終止灌漿標準:a.灌漿壓力控制:灌漿泵送壓力約8 MPa～12 MPa，達15 MPa時可終止;b.吃漿量明顯減少，或不大于0.05 m3/min。施工中應多方面觀察判斷，綜合確定終止標準。

6)移機進行下一孔加固處理。

4 質量管理控制

4.1 鉆孔質量控制

鉆孔應盡量保持垂直，鉆孔斜率不超過1%。采用回轉鉆進方法，鉆進時應詳細記錄孔位、終孔深度、溶洞分布及充填情況。鉆進暫停或終孔等待噴漿時，孔口應加蓋保護，防止掉入雜物。

4.2 灌漿施工順序及安全措施

應按分序加密的原則。在排序上遵循先邊排后中排、先外圍孔后內(nèi)部孔灌漿的原則;同一排上的灌漿孔，應采取間隔1個～2個灌漿孔跳躍式灌漿順序。配制灌漿時施工人員應戴上手套。注漿作業(yè)人員需佩戴眼鏡、口罩、手套，避免腐蝕性物質對人體的傷害。為防止高壓注漿體噴出，需要采用優(yōu)質的注漿管，作業(yè)人員必要時佩戴防護鏡。

4.3 水泥漿灌注質量控制

1)水泥漿在運輸過程中不產(chǎn)生分層、離析現(xiàn)象。如有離析必須在澆筑前進行二次攪拌或采用攪拌車不斷進行攪拌，防止發(fā)生分層、離析現(xiàn)象。

2)水泥漿應以最少的轉運次數(shù)、最短的時間從攪拌地點運至澆筑地點，保證水泥漿從攪拌機或攪拌車卸出后澆筑完畢的延續(xù)時間不超過有關規(guī)定。

3)運輸工作及灌注施工應連續(xù)進行。

4)輸送管線應盡量直，轉彎宜少且緩，管與管接頭嚴密。

5)泵送前應先潤滑輸送管的內(nèi)壁，以減小輸送管道內(nèi)壁的摩擦阻力。

6)泵送水泥漿時，泵的受料斗內(nèi)應經(jīng)常有足夠的水泥漿，防止吸入空氣形成阻塞。

7)密切注意灌注壓力，在確保滿足設計泵送壓力的同時，防止因堵管或其他原因造成壓力過大，發(fā)生不必要的質量安全事故。

5 施工效果

本工程T6B塔Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ腿基礎經(jīng)過灌漿處理后，經(jīng)質檢單位隨機抽芯檢測，其底部溶洞已全部被較高強度的水泥砂漿固結體置換填充，水泥砂漿與樁底持力層基巖均緊密膠結，并取樣對水泥砂漿強度進行抗壓試驗，強度等級均符合設計要求。因此，采用灌水泥砂漿工藝處理樁端持力層溶洞是可行的，且效果十分顯著。

6 結語

根據(jù)工程施工經(jīng)驗，簡單地闡述了樁基礎溶洞后處理的施工方法，解決巖溶不良地基的樁基礎后處理的難題，保證樁基礎的施工質量，為今后類似工程的施工提供借鑒。對于地基地質為特大溶洞的情況，有待進一步研究和探討。

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[2] DL/T 5219-2005，架空送電線路基礎設計技術規(guī)定[S].

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