洞穴设计施工旋挖钻机在洞穴地层施工讨论

　　谈到岩洞，浮现在脑海里应该是这样一幅美丽的画面，也许比这更美啊!

　　但除了人工照明外，其实洞穴应该是这种姿态的。

　　是否感觉到了满满的套路?

　　但是旋挖钻机所面临的洞穴也许还不如上面的洞穴，越来越真实的情况就是这种姿态。

　　实际上，并非每个洞穴都可以大到成为旅游景点，也并非每个洞穴都可以如此美丽。

　　但旋挖钻机遇到的每一个洞穴，都可能影响其正常施工，甚至构成各种故障，不能正常施工。

　　岩洞的构成

　　洞穴是由喀斯特效应组成的可溶性岩石的地下空间，喀斯特的本质是含有二氧化碳的水对可溶性岩石的溶解和沉积作用。一般来说，石灰岩的区域容易形成洞穴。方解石是石灰岩的主要成分，方解石的主要成分碳酸钙由水和二氧化碳组成，形成可溶于水的碳酸氢钙。当受热或压力变化时，富含碳酸氢钙的水从一开始就被分解，然后变成碳酸钙沉积。这就是钟乳和钟笋的组成过程。

　　由于石灰岩层各部分含有不同的石灰质量，受到不同程度的侵蚀，逐渐被溶解分割成不同形状的大小和洞穴。

　　岩洞的分布

　　旋挖钻机施工中经常遇到的洞穴主要集中在贵州、广西、四川等地。一般来说，旋挖钻机遇到的洞穴可以根据其大小分为三类:

　　首先：小于1米的小洞;

　　二是大于1米且小于4米的中型岩洞;

　　三是大于4米的大型洞穴。

　　洞穴地层施工中常见的问题及解决方法

　　由于洞穴地层变化多样，地下看不见，旋挖钻机的问题也不同。经过许多洞穴地层的施工计算，三一工法总结出以下常见的施工问题和解决方案:

　　1、斜岩表面或半边岩，旋挖钻进时容易产生斜孔。

　　解决方法:桶钻与嵌岩钻斗合作钻进，先由桶钻进构成导向，制造自由面，再由嵌岩钻斗钻进捞渣，避免孔斜。桶钻可以适当加高，加强导向，防止孔斜。

　　操作方法：采用轻压或起浮压力钻进，直至钻头全部吃进岩层后，才能正常钻进，防止孔斜。

　　2、钻头在穿越岩洞顶板时产生卡钻，表现为钻具筋板产生磕碰变形。

　　解决方法:可以在方头筋板上补焊导向筋板，大限度保证筋板和洞顶板的顺滑过渡。对于强度足够的筋板，可以考虑在相对筋板上焊接截齿，朝向卡钻的岩体，切割卡钻的部分岩石，方便提出钻头，扩大岩洞。

　　3、岩洞顶部地层产生塌孔或岩洞填充层不稳定造成的塌孔、缩径等事故。

　　解决方法:洞穴填充物坍塌。洞穴填充物通常是流形粘土或泥浆。钻孔后不稳定。坍塌后，它们会沿着孔壁流向孔底。这就需要在同一深度范围内多次捞渣，直到孔壁基本稳定。

　　关于长时间捞渣后钻深仍停留在原深度附近的情况，需要回填碎石+包装的散粘土或块状粘土到严重塌孔上方0.5。m～1.0m，钻机起浮反转压实稳定一段时间后再从头钻进。

　　4、洞穴的存在构成了许多灌注混凝土的超方。

　　解决办法：对于一个独立的矮洞，成孔后可以直接填充混凝土，有少量超方是正常的。

　　如果第二个稍高的洞穴或深度周围的桩孔有洞穴分布，可以回填碎石+包装的散粘土或块状粘土，填充空洞，然后再次钻入。

　　对于第三种高岩洞，填充物很难完全填充空岩洞，回填功率很低，施工繁琐，可以回填水泥砂浆或低标号混凝土。一次凝固后才能再次进入。

　　至于相互连接的洞穴组，桩孔施工时可以按组施工。首先，将一组相互连接的桩孔一致钻入孔底，然后一致回填，相互压实，可以保证连接的孔洞完全填充，大限度地节约混凝土。根据施工需要，计算这组桩孔的施工结束时间，以确保桩孔灌注前孔壁的稳定性。

　　5、钻钻齿磨损严重。

　　洞穴地层虽然岩石破裂，裂缝发育，但挤压牢固，钻头进入时受力不均，大部分处于冲击受力状态，容易出现断齿、钻头损坏等问题。

　　解决方法:钻齿焊接需要加固，钻头各部分的焊接处需要经常检查焊缝是否开裂。在操作控制方面，根据“钻速低、加压变化”的钻孔原则，可以避免断齿、钻头损坏等事故。