盾构施工地段溶洞处理措施主要三种：溶（土）洞面注浆、吹砂夹石、静力化学注浆。
对于处理范围内的溶洞，按充填情况可分为全填充、半填充及未填充三种类型。根据详勘阶段的钻探资料，本段溶洞基本为未填充，但不排除有半填充、全填充的可能性。溶洞处理最有效的方法是灌浆法，而在众多的灌浆法中，因溶洞的不规则性，决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静压化学灌浆法、回填砂及碎石等施工方法。 3.3.1全填充溶洞处理
全填充溶洞处理的原理是：通过高压注浆，使填充物被压溃、劈裂、挤压、水化、置换等物理填充和化学填充，达到封堵溶缝隔绝水源，并将填充物转变为具有一定强度的结石体或硬塑状土。具体加固方法见图1。
溶洞边线钻孔兼注浆孔（静压化学灌浆）加密注浆孔钻孔兼注浆孔（静压化学灌浆）地面加密注浆孔溶洞填充物钻孔兼注浆孔（静压化学灌浆）1溶洞溶洞填充物填充物Ⅱ区溶洞边线溶洞边线填充物全填充溶洞平面示意图1-1剖面图溶洞假定边界线1加密钻孔注浆溶洞填充物加密钻孔平面布置示意图图1 全填充溶洞注浆加固图
（1）灌浆方法及工艺
① 静压化学灌浆法的加固机理：对溶洞中的粘土、砂和碎石等，浆液是通过渗透作用板结砂和碎石的；对于溶洞中的粘土、砂等，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。浆液在充填物的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样反复不断的，渗透、挤密和加固溶洞，从而提高溶洞中充填物的强度。
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② 灌浆采用袖阀管(PVC花管)注浆加固法，袖阀管采用φ48mm PVC管，袖阀管下到溶洞底面，在溶洞段的管壁上钻花眼φ6@300作为出浆孔，外包橡皮箍作为单向阀。对于高度0～2m的溶洞，把送浆管直接连通袖阀管，对溶洞内的充填物进行压力注浆；对于高度2m以上的溶洞，在袖阀管内下入双塞芯管，对溶洞内的充填物分层进行压力注浆，分层厚度为0.5～1.0m。
③ 单液浆（水泥浆）设计配比参数：
a、注浆压力0.4～1.2MPa；注浆压力从0.4 MPa逐步提高，达到注浆终压1.2MPa并继续注浆10min以上；
b、水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥；水灰比= 0.5：1～1：1； c、注浆速度：30～70L/min； d、注浆扩散半径设计为1.5m；
e、每个注浆孔每米的灌浆量初步按2.0立方米考虑。实际灌浆参数根据现场实验确定。对于溶洞水有流动性时，周边孔应在浆液中加入速凝剂或采用水泥-水玻璃双液浆，模数m＝2.4～3.4，浓度Be＝30～40。
（2）灌浆设备
①采用BW-150型注浆机，设置回浆管路和溢流阀，在设计范围内可调节注浆压力，当工作压力超过设计压力时，溢流阀会自动开启，油缸停止工作，起到安全保护作用。
注浆泵主要性能要求：流量80L/min，最大压力4.5Mpa，动力7.5KW，重量516kg。
②浆液搅拌采用自制的500L快速搅拌筒，转速250r/min，制浆量为6m3/h。 ③灌浆管采用φ32×2.5无缝钢管和φ32五层钢丝编织胶管，工作压力为9Mpa。
（3）静压化学灌浆法加固的实施要点 ①注浆孔布置
区间钻孔间距2.0m×2.0m，对于有管线和建筑物的地方施作斜孔。 ② 单孔注浆结束标准
要求少量多次、反复灌浆；每孔注浆都正常进行，至少复灌两次以上。注浆终压达到设计终压，注浆量达到设计注浆量的80% ，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，即可结束本孔注浆。
3.3.2半填充、未填充溶洞处理
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采用吹砂夹石+静压化学灌浆的方法。对于溶洞高度大于2m，且少填充的情况采用吹砂夹石回填，然后静压灌浆的方法。对于溶洞高度小于2m，且半填充或未填充时采用水泥浆直接填充，见图2。吹砂夹石施工工艺如下：
选择探到有溶洞的钻孔，放入钢套管并固定，将注砂管（采用喷射混凝土用的黑皮胶管）放至溶洞上，在注浆前灌砂。用高压风机将干砂压入，为防止洞内高压阻止灌砂，利用其它钻孔作为减压孔，待达到计算的填充体积，压力稳定时，即可停止。或采用石料孔充填，钻大直径钻孔，下入钢套管护壁，然后直接从孔口投入小石料充填溶洞。对于小于2m的溶洞直接灌入水泥浆进行回填。
溶洞填充物填满后采用静压化学灌浆法，与全填充溶洞处理方法相同。
加密注浆孔钻孔兼注浆孔溶洞边线填充物1钻孔、吹砂夹石钻孔兼注浆孔（静压化学灌浆）地面溶洞注浆孔（静压化学灌浆）投料孔注浆孔（静压化学灌浆）排气孔溶洞溶洞Ⅰ区填充物填充物溶洞边线填充物溶洞边线半填充溶洞平面示意图1-1剖面图溶洞边界加密钻孔(兼注浆孔)填充物溶洞加密钻孔平面布置示意图
图2 大体积半填充、未填充溶洞注浆加固图
3.3.3施工顺序
（1）整体施工顺序：按盾构掘进方向，按溶洞分布里程，划分成多个工点依次展开施工。
（2）单个工点施工顺序：按溶洞发育情况，划分成多个溶洞加固区，同时展开施工。
单个溶洞加固区施工顺序：
① 钻孔顺序：先钻中心孔，由内向外逐步扩大钻孔探查范围。
② 灌浆顺序：由外向内进行，先对溶洞边界(加固范围线)上的钻孔进行充
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填灌浆，阻断浆液漏失通道后，再逐步加密灌浆孔，进行溶洞区中部的灌浆压密。
③ 当探查发现有未充填或半充填(大体积)溶洞，需要进行投料充填的，原钻孔进行扩孔钻进，直径φ200，作为石料孔。原则上单个溶洞范围内的多个石料孔都完成充填后，再进行压力灌浆。 ④ 每个钻孔完成后，随即安装袖阀灌浆管； 3.3.4施工方法和步骤
（1）全充填溶洞处理方法和步骤
图 3 全充填溶洞处理方法和步骤 序号 示意图 压力注浆通高压注浆泵双塞芯管注浆说明 处理方法： 对于全充填土洞、溶洞，采用袖阀管注浆方法，通过双塞芯管，分层进行压力注浆，使溶洞内松散充填物被水泥浆压密、渗透，形成固结体。 步骤一： 1.钻孔，取岩芯勘测，判定溶洞的大小、位置、深度及充填物状况； 2.钻孔过程中记录各项参数，是否有掉钻、漏水等异常情况发生。 3.根据钻探资料进行分析，以确定溶洞处理方法，制定合理的充填、注浆施工参数。 步骤二： 1.安装袖阀注浆管，深度至溶洞底面，位于溶洞段的袖阀管钻出浆孔φ6@300。 止浆料1 袖阀注浆管注入套壳料钻孔分层压密注浆双塞溶洞全充填溶洞处理示意图钻孔2 溶洞 全充填溶洞处理示意图袖阀注浆管3 钻孔分层压密注浆双塞溶洞 8
图 3 全充填溶洞处理方法和步骤 序号 示意图 步骤三： 止浆料袖阀注浆管注入套壳料说明 1.注入套壳料； 3.地面2米注入止浆料 步骤四： 1.安装双塞注浆芯管； 2.拌制水泥浆液； 3.分层压力注浆，使溶洞充填物被压密、渗透固结。 步骤五： 1.泵入清水，洗干净袖阀管； 2.安装孔口保护装置； 3.进行注浆质量检查，根据检查结果，判定是否要进行后备注浆； 4.如注浆效果未达到设计要求，可再次进行注浆。 步骤六： 1.注浆质量检查合格后，可进行封孔； 4 钻孔溶洞压力注浆通高压注浆泵双塞芯管注浆止浆料5 袖阀注浆管注入套壳料钻孔分层压密注浆双塞溶洞加盖保护(后备注浆使用)止浆料袖阀注浆管注入套壳料6 钻孔溶洞封孔7 溶洞2.封孔：管内注入M15砂浆，砼路面恢复； 全充填溶洞处理示意图（2）半充填、未充填（小体积）溶洞处理方法和步骤
图4 半充填、未充填(小体积)溶洞处理方法和步骤 序号 示意图 说明 9