洞穴設計施工旋挖鉆機在洞穴地層施工討論

　　談到巖洞，浮現在腦海里應該是這樣一幅美麗的畫面，也許比這更美啊!

　　但除了人工照明外，其實洞穴應該是這種姿態的。

　　是否感覺到了滿滿的套路?

　　但是旋挖鉆機所面臨的洞穴也許還不如上面的洞穴，越來越真實的情況就是這種姿態。

　　實際上，并非每個洞穴都可以大到成為旅游景點，也并非每個洞穴都可以如此美麗。

　　但旋挖鉆機遇到的每一個洞穴，都可能影響其正常施工，甚至構成各種故障，不能正常施工。

　　巖洞的構成

　　洞穴是由喀斯特效應組成的可溶性巖石的地下空間，喀斯特的本質是含有二氧化碳的水對可溶性巖石的溶解和沉積作用。一般來說，石灰巖的區域容易形成洞穴。方解石是石灰巖的主要成分，方解石的主要成分碳酸鈣由水和二氧化碳組成，形成可溶于水的碳酸氫鈣。當受熱或壓力變化時，富含碳酸氫鈣的水從一開始就被分解，然后變成碳酸鈣沉積。這就是鐘乳和鐘筍的組成過程。

　　由于石灰巖層各部分含有不同的石灰質量，受到不同程度的侵蝕，逐漸被溶解分割成不同形狀的大小和洞穴。

　　巖洞的分布

　　旋挖鉆機施工中經常遇到的洞穴主要集中在貴州、廣西、四川等地。一般來說，旋挖鉆機遇到的洞穴可以根據其大小分為三類:

　　首先：小于1米的小洞;

　　二是大于1米且小于4米的中型巖洞;

　　三是大于4米的大型洞穴。

　　洞穴地層施工中常見的問題及解決方法

　　由于洞穴地層變化多樣，地下看不見，旋挖鉆機的問題也不同。經過許多洞穴地層的施工計算，三一工法總結出以下常見的施工問題和解決方案:

　　1、斜巖表面或半邊巖，旋挖鉆進時容易產生斜孔。

　　解決方法:桶鉆與嵌巖鉆斗合作鉆進，先由桶鉆進構成導向，制造自由面，再由嵌巖鉆斗鉆進撈渣，避免孔斜。桶鉆可以適當加高，加強導向，防止孔斜。

　　操作方法：采用輕壓或起浮壓力鉆進，直至鉆頭全部吃進巖層后，才能正常鉆進，防止孔斜。

　　2、鉆頭在穿越巖洞頂板時產生卡鉆，表現為鉆具筋板產生磕碰變形。

　　解決方法:可以在方頭筋板上補焊導向筋板，大限度保證筋板和洞頂板的順滑過渡。對于強度足夠的筋板，可以考慮在相對筋板上焊接截齒，朝向卡鉆的巖體，切割卡鉆的部分巖石，方便提出鉆頭，擴大巖洞。

　　3、巖洞頂部地層產生塌孔或巖洞填充層不穩定造成的塌孔、縮徑等事故。

　　解決方法:洞穴填充物坍塌。洞穴填充物通常是流形粘土或泥漿。鉆孔后不穩定。坍塌后，它們會沿著孔壁流向孔底。這就需要在同一深度范圍內多次撈渣，直到孔壁基本穩定。

　　關于長時間撈渣后鉆深仍停留在原深度附近的情況，需要回填碎石+包裝的散粘土或塊狀粘土到嚴重塌孔上方0.5。m～1.0m，鉆機起浮反轉壓實穩定一段時間后再從頭鉆進。

　　4、洞穴的存在構成了許多灌注混凝土的超方。

　　解決辦法：對于一個獨立的矮洞，成孔后可以直接填充混凝土，有少量超方是正常的。

　　如果第二個稍高的洞穴或深度周圍的樁孔有洞穴分布，可以回填碎石+包裝的散粘土或塊狀粘土，填充空洞，然后再次鉆入。

　　對于第三種高巖洞，填充物很難完全填充空巖洞，回填功率很低，施工繁瑣，可以回填水泥砂漿或低標號混凝土。一次凝固后才能再次進入。

　　至于相互連接的洞穴組，樁孔施工時可以按組施工。首先，將一組相互連接的樁孔一致鉆入孔底，然后一致回填，相互壓實，可以保證連接的孔洞完全填充，大限度地節約混凝土。根據施工需要，計算這組樁孔的施工結束時間，以確保樁孔灌注前孔壁的穩定性。

　　5、鉆鉆齒磨損嚴重。

　　洞穴地層雖然巖石破裂，裂縫發育，但擠壓牢固，鉆頭進入時受力不均，大部分處于沖擊受力狀態，容易出現斷齒、鉆頭損壞等問題。

　　解決方法:鉆齒焊接需要加固，鉆頭各部分的焊接處需要經常檢查焊縫是否開裂。在操作控制方面，根據“鉆速低、加壓變化”的鉆孔原則，可以避免斷齒、鉆頭損壞等事故。