地下连续墙遇窜连式富砂强径流溶洞施工工法及一种地下连续墙结构的制作方法

本发明涉及建筑工程技术领域，特别是涉及一种地下连续墙遇窜连式富砂强径流溶洞施工工法及一种地下连续墙结构。

背景技术：

地下连续墙是基础工程在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水结构。本法特点是:施工振动小，墙体刚度大，整体性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支护及进行逆作法施工，可用于各种地质条件下，包括砂性土层、粒径50mm以下的砂砾层中施工等。

广州市西部大坦沙、北部嘉禾至新机场等地区地质条件复杂，以浅埋藏型石灰岩区为主，水资源丰富，地下水位普遍较高且以砂石为主的半填充溶洞密布。在此复杂地质条件下，地下连续墙施工成槽较为困难。并且，若直接进行地下连续墙的冲槽施工，易出现泥浆流失或塌孔的情况，难以保证施工质量。因此，在地下连续墙的冲槽施工之前，一般会对溶洞进行处理。

但是，在上述复杂地质条件下，采用现有的溶洞处理手段，其效果较为不理想，其原因在于：在富水高流速下，单一地灌水泥浆、水泥砂浆、素混凝土来密实溶洞，水泥浆易随溶洞内的动态地下水流失，很难达到填充溶洞的效果。

目前，中国专利申请号201710602537.9公开了一种地下连续墙施工中石灰岩溶洞槽壁封闭的施工方法，参见图1，图1为地下连续墙施工中石灰岩溶洞槽壁封闭的施工结构示意图，该施工方法具体包括步骤：(一)打设勘察孔1，对溶洞情况进行调查；(二)打设灌浆孔：在近连续墙10位置两侧间隔打设单液灌浆孔2；在单液灌浆孔2外侧间隔打设双液灌浆孔3；(三)通过双液灌浆孔3往溶洞内灌注双液注浆：所述双液注浆是水泥：水：水玻璃混合浆液，溶洞内围蔽出连续幕墙区；(四)通过单液灌浆孔2往溶洞内灌注单液注浆：所述单液注浆即水泥浆，在连续墙10区形成连续墙可挖区；(五)注桨效果检测。该施工方法的工艺原理是通过双液注浆将预挖设的连续墙10包围起来以形成连续幕墙区，然后通过单液注浆填充连续幕墙区内的溶洞。

虽然地下连续墙施工中石灰岩溶洞槽壁封闭的施工方法不需要对整个溶洞作抽空及灌浆填充处理，但是对于穿过溶洞的地下连续墙来说，该施工方法将预挖设的连续墙区内的溶洞填充完后再重新挖空，不仅浪费了用于填充预挖设连续墙区内溶洞的水泥浆，而且降低施工效率。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于，提供一种地下连续墙遇窜连式富砂强径流溶洞施工工法及一种地下连续墙结构，其不仅能有效地防止在串联式富砂强径流溶洞地质条件下进行灌砂浆或素混凝土溶洞填充处理的水泥浆液流失，而且无需填充位于拟建地下连续墙施工区域内的溶洞，有助于提高施工效率、节约资源。

一种地下连续墙遇窜连式富砂强径流溶洞施工工法，包括如下步骤：

s10、在穿过溶洞的拟建地下连续墙的两侧均设置有至少两道的止浆墙，所述止浆墙贯穿溶洞，且相邻的止浆墙之间的溶洞空间为待填充的密闭空间；

s20、填充位于同一侧的各止浆墙之间的所述密闭空间；

s30、地下连续墙施工。

相对于现有技术，本发明所述的地下连续墙遇窜连式富砂强径流溶洞施工工法通过止浆墙将拟建地下连续墙两侧的溶洞包围起来，有效防止在串联式富砂强径流溶洞地质条件下，进行灌砂浆或素混凝土溶洞填充处理的水泥浆液流失。接着，通过有效地灌填充处理拟建地下连续墙内外两侧的富含动态地下水的串联式富砂溶洞，有助于防止地下连续墙成槽过程中的出现泥浆流失或塌孔的情况。另外，本施工工法无需填充整个溶洞，也无需填充位于拟建地下连续墙施工区域内的溶洞空间，只需要填充拟建地下连续墙两侧的溶洞，有助于提高施工效率，有利于节约资源，降低成本。

进一步地，所述步骤s10具体包括如下步骤：

s11、在穿过溶洞的拟建地下连续墙的两侧均标记至少两排的袖阀管注浆点；

s12、袖阀管注浆点钻孔；

s13、向袖阀管注浆孔下放外套土工模袋的袖阀管；

s14、向袖阀管注浆，相邻的土工模袋注浆后相贴以形成止浆墙。

采用上述技术方案，袖阀管可以在压力、用量、位置可控的状态下进行注浆，便于控制；在溶洞的深度范围内给袖阀管套上土工模袋，可以防止注入的水泥浆液随径流流失。

进一步地，所述土工模袋的抗拉强度和缝合强度大于15kn/m。

采用上述技术方案，有助于防止施工过程中损坏土工模袋。

进一步地，所述土工模袋在溶洞上下边各自延伸至少50厘米。

采用上述技术方案，确保预填充的溶洞区域为封闭空间，有助于防止水泥浆液流失。

进一步地，在步骤s15中，如果遇到注浆量过大或注浆难注入的情况时，采用间歇注浆的方法，即待首次注浆液凝固并养生24小时后再进行二次注浆。

采用上述技术方案，有助于保证袖阀管的注浆效果，进而有效地防止水泥浆液流失。

进一步地，所述步骤s20具体包括如下步骤：

s21、在位于同一侧的止浆墙之间标记密闭空间填充点；

s22、密闭空间填充点钻孔；

s23、向密闭空间填充孔下钢管；

s24、一边通过钢管向间距灌入填充物，一边拔出钢管。

进一步地，当溶洞为半填充溶洞时，所述填充物为水泥砂浆。

进一步地，当溶洞为无填充溶洞时，所述填充物为水下混凝土。

一种地下连续墙结构，构筑于具有窜连式富沙强径流溶洞地基中，其包括穿过溶洞的连续墙体，所述连续墙体两侧均设置至少两道的止浆墙，所述止浆墙贯穿溶洞，相邻的止浆墙之间的溶洞空间为待填充的密闭空间，位于同一侧的各止浆墙之间的密闭空间填充有填充物。

相对于现有技术，本发明所述的地下连续墙结构通过止浆墙将拟建地下连续墙两侧的溶洞包围起来，有效防止在串联式富砂强径流溶洞地质条件下，进行灌砂浆或素混凝土溶洞填充处理的水泥浆液流失。接着，通过有效地灌填充处理拟建地下连续墙内外两侧的富含动态地下水的串联式富砂溶洞，有助于防止地下连续墙成槽过程中的出现泥浆流失或塌孔的情况。另外，本施工工法无需填充整个溶洞，也无需填充位于拟建地下连续墙施工区域内的溶洞空间，只需要填充拟建地下连续墙两侧的溶洞，有助于提高施工效率，有利于节约资源，降低成本。

进一步地，所述止浆墙包括若干的袖阀管，所述袖阀管竖直贯穿溶洞，所述袖阀管位于溶洞内的部分外套设土工模袋，所述袖阀管向土工模袋注浆后相邻的土工模袋相贴以形成止浆墙；所述土工模袋在溶洞上下边各自延伸至少50厘米；所述土工模袋的抗拉强度和缝合强度大于15kn/m；所述土工模袋的底端与顶端均用18#铁丝绕六圈扎牢固；从所述土工模袋的底端开始，每隔1.5m～2m采用14#铁丝绕四圈把土工模袋绑扎在袖阀管上，每个绑扎点之间的中点即为袖阀管的出浆点；当溶洞为半填充溶洞时，填充物为水泥砂浆；当溶洞为无填充溶洞时，填充物为水下混凝土。

采用上述技术方案，在袖阀管外套上1～2条高强纺织土工模袋，将注入袖阀管的浆液的流动范围控制在土工模袋内，有效地减少注浆过程中浆液的流失，然后，通过细铁丝将土工模袋固定在袖阀管上以形成外侧注浆阀门，有助于控制注浆过程；土工模袋在溶洞上下边各自延伸至少50厘米，确保预填充的溶洞区域为封闭空间，有助于防止水泥浆液流失；土工模袋的抗拉强度和缝合强度大于15kn/m，有助于防止施工过程中损坏土工模袋；土工模袋的底端与顶端均用18#铁丝绕六圈扎牢固，有效防止注浆过程土工模袋两端打开；从所述土工模袋的底端开始，每隔1.5m～2m采用14#铁丝绕四圈把土工模袋绑扎在袖阀管上，每个绑扎点之间的中点即为袖阀管的出浆点，在土工模袋注浆前，确保土工模袋不会松开；在土工模袋注浆过程中，确保土工模袋能撑开14#铁丝。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为地下连续墙施工中石灰岩溶洞槽壁封闭的施工结构示意图；

图2为本发明所述地下连续墙遇窜连式富砂强径流溶洞施工工法的流程图；

图3为采用本发明所述地下连续墙结构的结构示意图；

图4为图3中a-a的剖视图；

图5为图3中b-b的剖视图；

图6为袖阀管的结构示意图；

图7为袖阀管的注浆过程示意图；

附图说明：

1、地表；2、溶洞；21、密封空间；3、连续墙体；4、袖阀管；41、锥形堵头；42、花管；421、射浆孔；422、橡皮袖阀；43、实管；5、土工模袋；51、细铁丝；6、浇筑孔。

具体实施方式

本发明所述地下连续墙遇窜连式富砂强径流溶洞2施工工法及一种地下连续墙结构的工艺原理为：采用一种模袋袖阀管4注浆技术在穿过溶洞2的拟建地下连续墙内外两侧灌42.5r普通硅酸盐水泥浆，内外各完成双排密实灌浆柱，构成双排止浆墙；14天后，用直径100mm的钢管插入至溶洞2内，超过溶洞2顶不少于1.0m，灌入水泥砂浆(用于半填充溶洞)或水下混凝土(用于无填充溶洞)，直至填满双排止浆墙间的溶洞2；灌满水泥砂浆或水下混凝土后，预留14天龄期，再进行地下连续墙的开槽施工。

下面结合附图分别详细说明本发明所述的地下连续墙遇窜连式富砂强径流溶洞2施工工法及一种地下连续墙结构。

一种地下连续墙遇窜连式富砂强径流溶洞2施工工法，参见图2至图7，该施工工法包括如下步骤：

s00、溶洞2情况调查；

s10、在穿过溶洞2的拟建地下连续墙的两侧均设置有至少两道的止浆墙，所述止浆墙贯穿溶洞2，且相邻的止浆墙之间的溶洞2空间为待填充的密闭空间21；

s20、填充位于同一侧的各止浆墙之间的所述密闭空间21；

s30、拟建地下连续墙施工。

参见图2，步骤s00具体包括如下步骤：

s01、“物探+超前钻”探勘查溶洞2、流砂情况；

具体地，利用钻孔法在拟建地下连续墙的轴线和外围打设勘察孔，确定溶洞2的分布位置与大小，判断溶洞2所处的地下水环境及富水性；

s02、测量放样；

具体地，测量员根据待处理溶洞2上代表钻孔的坐标确定溶洞2的中心位置，作好标记，测定施工前的地面标高，并根据放样结果就近搭建临设，运进设备，确定材料堆放场所。

参见图2至图7，步骤s10具体包括如下步骤：

s11、在穿过溶洞2的拟建地下连续墙的两侧均标记至少两排的袖阀管注浆点；

具体地，在穿过溶洞2的拟建地下连续墙的两侧的地表1均标记有两排的袖阀管注浆点，同排的袖阀管注浆点等间距分布，并且同排的袖阀管注浆点平行于拟建地下连续墙的轴向方向；

s12、袖阀管注浆点钻孔；

具体地，采用地质钻机在袖阀管注浆点钻孔，边钻孔边下放套管到底；该袖阀管注浆孔贯穿溶洞2，该袖阀管注浆孔的轴向垂直于地表1，其中，针对较软土层采用合金钻具回转钻进方法成孔，针对硬土层和破碎岩层采用风动潜孔锤冲击钻进；并且，采用φ108mm套管对袖阀管注浆孔进行护孔；

s13、向袖阀管注浆孔下放外套土工模袋5的袖阀管4；

具体地，在袖阀管4外套上1～2条高强纺织土工模袋5，将注入袖阀管4的浆液的流动范围控制在土工模袋5内，有效地减少注浆过程中浆液的流失；然后，通过细铁丝51将土工模袋5固定在袖阀管4上以形成外侧注浆阀门；最后，向袖阀管注浆孔下放袖阀管4，尽量使袖阀管4的轴线与袖阀管注浆孔的轴线同轴；

更具体地，袖阀管4包括锥形堵头41、花管42、实管43，锥形堵头41固定设置在花管42的底端，实管43固定设置在花管42的顶端；其中，花管42每隔33cm钻有一组(6至8个孔)射浆孔421，该射浆孔421呈梅花形布设，该射浆孔421通过橡皮袖阀422封堵，当注浆加压时，水泥浆从射浆孔421冲破橡皮袖阀422以射入土工模袋5内；在下袖阀管4的过程中，管内灌入清水克服浮力，使袖阀管4的花管42下至孔底，袖阀管4的花管42超出溶洞2顶界、底界各0.2m，袖阀管4的实管43从溶洞2的顶界延伸至地面上方；

另外，在实际施工中，土工模袋5的抗拉强度和缝合强度需大于15kn/m；土工模袋5的总体长度宜比溶洞2高度或流砂层等不良地质长至少1.0m，土工模袋5在溶洞2或流砂层等不良地质上下各自延伸至少50cm，在本实施例中，土工模袋5在溶洞2或流砂层等不良地质上下各自延伸50cm；在土工模袋5的底端与顶端均用18#铁丝绕六圈扎牢固，有效防止注浆过程模袋两端打开，并且从土工模袋5的底端开始，每隔1.5m～2m采用14#铁丝绕四圈把土工模袋5绑扎在袖阀管4上，每个绑扎点之间的中点即为袖阀管4的出浆点；

s14、向袖阀管4注浆，相邻的土工模袋5注浆后相贴以形成止浆墙；

具体地，先制备水泥浆，水泥浆采用纯水泥浆液，水灰比为0.6～0.8，水泥浆采用p.042.5r水泥；制备时，将水泥与洁净的水加入搅拌桶内，采用过磅计量或在搅拌桶上标出用水量测度线的体积法控制用水量，另外，使用高速搅拌机搅拌，搅拌时间不小于3min，使用普通搅拌机搅拌，搅拌时间不小于5min；水泥浆搅拌完成后进行过筛处理，接着再放入贮浆筒内以备注浆，并且水泥浆自制备到用完的时间应控制在四小时内；

具体地，在注浆过程中，注浆压力不宜超过l.0mpa；此外，如果遇到注浆量过大或注浆较难注入的可采用间歇注浆的方法，待首次注浆液凝固并养生24h后再进行二次注浆。

参见图2至图7，待拟建地下连续墙内外侧的两道袖阀管4内的水泥浆经过5天固化龄期后，进行步骤s20，步骤s20具体包括如下步骤：

s21、在位于同一侧的止浆墙之间标记密闭空间填充点；

s22、密闭空间填充点钻孔；

s23、向密闭空间填充孔下钢管；

s24、一边通过钢管向间距灌入填充物，一边拔出钢管。

具体地，当溶洞2为半填充溶洞2时，所述填充物为水泥砂浆；当溶洞2为无填充溶洞2时，所述填充物为水下混凝土。此外，灌注水泥砂浆或者水下混凝土周边的检查注浆孔作为排气孔，水泥砂浆或者水下混凝土施工完成后，注浆封闭。

参见图2至图7，经过以上拟建地下连续墙两侧的串连式富砂强径流溶洞2的填充处理，待14天龄期后，再进行拟建地下连续墙施工。现场地下连续墙浇筑的充盈系数视土质情况而定，并应控制在1.05～1.40的范围内。

另外，本发明还提供了一种采用上述施工工法建造的地下连续墙结构，该地下连续墙结构构筑于具有窜连式富沙强径流溶洞2地基中的地下连续墙结构，参见图2至图7，包括地表1、位于地表1下方的溶洞2、穿过溶洞2的连续墙体3。连续墙体3两侧均设置至少两道的止浆墙，止浆墙贯穿溶洞2，相邻的止浆墙之间的溶洞2空间为待填充的密闭空间21，位于同一侧的各止浆墙之间的密闭空间21填充有填充物。

参见图2至图7，止浆墙包括若干的袖阀管4，袖阀管4等间距地分布在地表1上，且袖阀管4垂直贯穿溶洞2。袖阀管4位于溶洞2内的部分外套设土工模袋5，袖阀管4向土工模袋5注浆后，相邻的土工模袋5相贴以形成止浆墙。

具体地，袖阀管4包括锥形堵头41、花管42、实管43，锥形堵头41固定设置在花管42的底端，实管43固定设置在花管42的顶端；其中，花管42每隔33cm钻有一组(6至8个孔)射浆孔421，该射浆孔421呈梅花形布设，该射浆孔421通过橡皮袖阀422封堵，当注浆加压时，水泥浆从射浆孔421冲破橡皮袖阀422以射入土工模袋5内。另外，在实际施工过程中，袖阀管4的花管42超出溶洞2顶界、底界各0.2m，袖阀管4的实管43从溶洞2的顶界延伸至地表1上方。

具体地，在土工模袋5的底端与顶端均用18#铁丝绕六圈扎牢固，有效防止注浆过程模袋两端打开，并且从土工模袋5的底端开始，每隔1.5m～2m采用14#铁丝绕四圈把土工模袋5绑扎在袖阀管4上，每个绑扎点之间的中点即为袖阀管4的出浆点。另外，在实际施工中，土工模袋5的抗拉强度和缝合强度需大于15kn/m；土工模袋5的总体长度宜比溶洞2高度或流砂层等不良地质长至少1.0m，土工模袋5在溶洞2或流砂层等不良地质上下各自延伸至少50cm，在本实施例中，土工模袋5在溶洞2或流砂层等不良地质上下各自延伸50cm。

具体地，在同一侧的各止浆墙之间设置有等间距排列的浇筑孔6，该浇筑孔6从地表1延伸至溶洞2。在实际工作中，用直径100mm的钢管通过浇筑孔6插入至溶洞2内，钢管超过顶边不少于1.0m。然后，通过钢管向溶洞2灌入填充物。当溶洞2为半填充溶洞2时，填充物为水泥砂浆；当溶洞2为无填充溶洞2时，填充物为水下混凝土。

相对于现有技术，本发明所述地下连续墙遇窜连式富砂强径流溶洞2施工工法及本发明所述地下连续墙结构具有如下优点：

1、通过止浆墙将拟建地下连续墙两侧的溶洞2包围起来，有效防止在串联式富砂强径流溶洞2地质条件下，进行灌砂浆或素混凝土溶洞2填充处理的水泥浆液流失；

2、通过有效地灌填充处理拟建地下连续墙内外两侧的富含动态地下水的串联式富砂溶洞2，有助于防止地下连续墙成槽过程中的出现泥浆流失或塌孔的情况；

3、袖阀管4可以在压力、用量、位置可控的状态下进行注浆，便于控制；

4、在溶洞2的深度范围内给袖阀管4套上土工模袋5，可以防止注入的水泥浆液随径流流失；

5、为拟建地下连续墙的泥浆护壁成槽创造作业条件，适用于所有公用及民用建筑物的深基坑支护在串联式溶洞2、流砂层等不良地质条件下拟建地下连续墙成槽施工。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。