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摘 要：输电线路基础施工，特别是灌注桩基础施工中，溶洞地质的处理是一大难点，也是质量控制的关键点。目前应用较多的溶洞处理方法有回填造壁法、混凝土灌注法及注浆预处理法等，但这些方法对于较高或较大的溶洞处理效果不理想。本文结合工程实例，介绍了一种对较高、较大溶洞地质更优良的灌注桩基础处理方法——钢护筒跟进法，并对该法施工中的关键环节进行归纳分析，对今后类似地质条件下的施工有借鉴意义。
关键词：输电线路；基础施工；溶洞处理；施工方法
溶洞一般存在于地下，属于隐蔽物，因而不能被人们直观认识，给施工带来不确定性。目前输电线路灌注桩施工中遇有溶洞地质的情况，多采用以下方法进行处理：
回填造壁法 施工过程中，当桩机钻头穿过溶洞覆盖层或顶板时，观察到钻孔内出现一定量漏浆，在及时补浆的同时提起钻头，向孔内向基对于高度大，体积大的溶洞，回填物无法保证一次性填满溶洞，且还抛填片石、粘土、水泥及泥质强风化岩等填充，待观察到孔内泥浆面基本稳定后，恢复继续钻孔。该方法操作较简单、取材方便，适用于一些溶槽、溶沟、裂隙、溶蚀明显的蜂窝状灰岩碎块、全填充溶洞。但对于稍高或体积稍大的溶洞，回填物无法保证一次性填满溶洞，易造成冲孔过程中突然泥浆水位急速下降、地面塌方，产生隐患事故。
混凝土灌注法 该方法与与回填造壁法类似，当钻头穿過溶洞覆盖层或顶板时，钻孔内观察到漏浆，在补浆的同时提起钻头，向孔内抛填片石、碎石、砂混合物和注水泥浆，然后用小冲程冲击，将片石挤压到溶洞边，从而形成泥浆碎石外护壁，在水泥砂浆将片石空隙初步堵塞后，停止冲击，待24小时后，水泥的强度达到2.5MPa的条件下，再继续冲击，达到安全穿过溶洞的目的。该施工方法同样操作较简单、取材方便，形成的护壁有一定强度，适用于溶洞高度在1～3米之间，且溶洞为填充或半填充的情况。对于高度超过3米或体积较大的溶洞，回填物不能一次性填满溶洞，也无法形成泥浆碎石外护壁，会导致地面塌方，引发安全事故。
注浆预处理法 注浆预处理法是在灌注桩施工前向溶洞充分压浆，将溶洞完全塞填充满，桩底及桩身范围内注浆加固后，再进行桩基成孔及浇注施工。该方法在灌注桩施工前对溶洞进行预处理，对地基起有效的加固作用，后续施工安全性较高，但其工序较繁杂、需反复采用抽芯法检测注浆填充效果。当洞高在0.5米～3米之间时，该方法对于溶洞位置勘察准确，处理效果较好。在洞高度大于3米的情况下，注浆预处理法无法准确勘查溶洞大小及走向，且注浆数量及施工周期难以估算；并且注浆过程中的抽芯检测只是代表取样点的溶洞填充效果，无法反映溶洞整体填充情况，导致在实践中常出现成孔时漏浆的现象，需做二次溶洞处理。
由上述的分析可见，传统的施工方法只适用于洞高在3米以内的溶洞处理，对于洞高在3米以上、结构复杂的溶洞，尚无合适的处理方法。
1.工程应用背景
220kV嘉凯线途经溶洞地质区域，多数塔位在地质勘测时已发现存在大量溶洞。在灌注桩基础施工过程中，根据不同的溶洞特点，分别采用了回填造壁、注浆预处理及混凝土灌注等多种方法对塔基溶洞进行处理，虽有局部塌方的现象存在，但处理效果仍能够满足施工安全质量需要。但在N25塔基灌注桩施工过程中，塌方现象非常明显，常用的几种处理方法没有明显效果，不能满足施工安全的需要。
仔细分析N25溶洞的特点及处理时遇到的问题，我们发现，N25溶洞高度大于3米，且根据现有地质资料推断，溶洞的结构复杂。现有的几种溶洞处理方法已经不能满足施工需要，必须制定新的施工方案。
由于地下溶洞较大，采用向溶洞内回填或者注浆的思路，不能保证在灌注的孔四周形成稳固的护壁，这样做法不安全，也不经济。从安全角度考虑，新方案在灌注桩冲孔或钻孔时不能塌孔，必须能够有一定的支撑力保持原有的地质结构；从成本和质量角度考虑，在浇筑时，不能有明显的漏浆现象，浇筑时混凝土必须保持在孔内，不能漏到溶洞中。既然在“造护壁”的过程中很难保证安全，我们考虑了另外一种思路，那就是直接在孔内放进去一个“成品护臂”——钢护筒。由于施工机械条件等的限制，钢护筒不能再施工一开始就先行放置，于是选择了一边冲孔一边下放钢护筒，即钢护筒跟进的方法。在冲孔的过程中，护筒又起了护壁的作用，原有地质周边结构不会受影响而坍塌；在浇筑混凝土时，钢护筒又起了围挡的作用，有效防止了漏浆。
2.钢护筒跟进法原理及适用范围
2.1钢护筒跟进法施工方法原理
在N25塔基灌注桩施工时，先用冲击锤进行冲孔、扩孔处理，然后采用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部。接下来一边冲孔，一边接高护筒，并将护筒震动下沉至已钻成的孔内，形成牢固的钢护壁，有效防止塌孔。灌注桩浇筑后，钢护筒将成为桩的一部分。
2.2钢护筒跟进法适用范围
本法适用于各种溶洞地质的基础处理，尤其对高度大于3米、结构复杂、多层分布的溶洞地质，能有效防止已成孔深度范围内塌孔、漏浆、超灌等现象的发生。同时也应注意到，由于钢护筒造价较高，在处理基础小型溶洞地质方面，不如传统方法经济。
判断是否采用钢护筒法施工，主要根据勘探的地质资料和周围环境，对于地质资料中显示溶洞高度大于3米，或邻近运行线路、房屋基础的塔位，从保证安全的角度，施工中应优先考虑本方法。但对于采用传统方法能够安全、经济地处理的溶洞地质基础，则应从经济角度考虑优先采用传统方法。
3.钢护筒跟进施工方法
3.1 施工步骤
（1）场地平整、定位并埋设护筒。
（2）桩机安装就位，冲孔至溶洞顶。
（3）下放钢护筒。
（4）溶洞顶部处理。
（5）钢护筒跟进。
（6）正常成孔至桩底标高（终孔）。
3.2 施工方法 3.2.1场地平整、定位并埋设护筒
平整场地以便钻机安装和移位。对于不利于施工机械运行的松散场地，应采取硬化、加固措施。其次，场地要采取有效的排水措施。桩位放样确定后，应埋设好护桩，并做好测量交底，随时进行检查。
护筒位置要根据桩位，按纵横轴线中心埋设。埋设护筒的坑不能太大，坑挖好后，将坑底正平，然后放入护筒，经检查位置正确，筒身竖直后，四周即用粘土回填，分层夯实，并随填随观察，防止填土时护筒位置偏移。护筒埋好后应复核校正，护筒中心与桩位中心应重合，偏差不得大于50mm。护筒在粘土中不宜小于1米，在砂土中不宜小于1.5米，并保持孔内泥浆面高于地下水位1米以上。
3.2.2 桩机安装就位，冲孔至溶洞顶
桩机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，其下部要用方木垫平，塞牢。
冲孔时冲击锤直径要比钢护筒外径大3-5cm。参照地质勘探资料，冲孔至孔底距离溶槽顶部1米位置。
3.2.3 下放钢护筒
（1）钢護筒需在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，首节钢护筒长度应大于溶洞高度（可参考地质资料）+溶洞顶到地面高度+30cm，其他节钢护筒的长度为方便运输和施工可控制在3～6m之间，护筒内径应比桩径大10cm。钢护筒的加工尺寸必须严格控制，护筒上下节的连接缝除焊接外，还需在接缝处焊50mm宽的加强钢带，护筒水平接缝所成平面与护筒竖向垂直，使整个钢护筒的垂直度符合要求。
（2）采用25T汽车吊辅助20T振动锤，将钢护筒压入孔中，使其跟进至高于溶槽顶部1米，在下沉钢护筒的施工过程中，振动锤必须平稳，牢固的焊在内钢护筒顶部，并在护筒顶面的平面位置一定要居中，尽可能避免因偏心造成护筒产生偏斜。各节护筒连接的垂直度采用全站仪严格控制，不得超过施工规范要求的1/200；钢护筒在下落过程中的垂直度通过钩机推拉控制，并安排测量人员用全站仪观测。
3.2.4 溶洞顶部处理
（1）冲击锥锤冲至溶槽顶部范围要做到上下轻提慢放，缓慢进尺至溶槽处形成一小的裂口，不得高提进行强烈的冲击，以防止卡锤。
（2）进入溶槽后，孔内的泥浆势必全部漏失。因此需单独进行溶槽的处理：孔内浆漏失完毕后，尽快用25T汽车吊将冲击锥锤吊开。并在回填片石或粘土后用冲击锥锤反复冲砸，通过挤压旁边的溶洞空间，孔桩周围形成护壁，再跟进钢护筒。
（3）同一桩孔内若有多层溶洞、溶槽或空洞，需分层按上述方法处理、跟进下放钢护筒。
3.2.5钢护筒跟进
溶槽处理完毕后，先采用冲锤进行成孔一定深度（注：进尺为1.5-2米）。之后及时采用25t汽车吊辅助振动锤将内护筒下沉至进尺岩面标高处；然后再进行冲孔、下钢钢护筒；与之循环反复直至最下层溶洞底部3米以下处。同样，在施工过程中控制各节护筒连接的垂直度不得超过1/200。
3.2.6 正常成孔至桩底标高
钢护筒按上述方法穿过溶槽层后，即可采用正常成孔至桩底标高。待清孔后，便可进行混凝土浇筑。
4. 结束语
在220kV嘉凯线N25灌注桩施工过程中，我们创造性地采用了钢护筒跟进法处理溶洞，施工效果显示这种方法不但能够有效提高施工效率，而且消除了安全隐患，同时相比大量填充溶洞的方法，本法节约了施工成本。在随后本工程其他较高、较大、结构复杂的基础溶洞处理中，大量采用了钢护筒跟进法，处理效果都很理想。
钢护筒跟进法施工程序简单，安全性高；且施工材料、工器具及施工周期能准确预计；能一次性完成溶洞的处理，保证成孔后不会出现漏浆、塌孔、超灌等现象。实践证明，采用钢护筒跟进法处理灌注桩基础溶洞，尤其对高度大于3米、结构复杂、多层分布的溶洞地质，能够有效地保证施工安全、顺利进行，是一种值得推广应用的施工方法。
参考文献：
[1]尹传稳.钻孔桩施工溶洞处理方法比较分析[j].铁道建筑.2007.
[2]高成民.溶洞地质条件下钻孔灌注桩的施工技术[j].铁道建筑.2003.
[3]刘守明.溶洞地区钻孔灌注桩施工措施[j].中南公路工程.2000.
[3]江伟忠.钻孔灌注桩施工中溶洞处理的几点认识[j].中南公路工程. 2001.
[4]林壮宏.李月勇. 岩溶区钻孔灌注桩溶洞处理方案[j].珠江水运.2005.
[5]王跃云.京山线滦河特大桥溶洞钻孔灌注桩的施工[j].铁道建筑.2003.
关键词：输电线路；基础施工；溶洞处理；施工方法
溶洞一般存在于地下，属于隐蔽物，因而不能被人们直观认识，给施工带来不确定性。目前输电线路灌注桩施工中遇有溶洞地质的情况，多采用以下方法进行处理：
回填造壁法 施工过程中，当桩机钻头穿过溶洞覆盖层或顶板时，观察到钻孔内出现一定量漏浆，在及时补浆的同时提起钻头，向孔内向基对于高度大，体积大的溶洞，回填物无法保证一次性填满溶洞，且还抛填片石、粘土、水泥及泥质强风化岩等填充，待观察到孔内泥浆面基本稳定后，恢复继续钻孔。该方法操作较简单、取材方便，适用于一些溶槽、溶沟、裂隙、溶蚀明显的蜂窝状灰岩碎块、全填充溶洞。但对于稍高或体积稍大的溶洞，回填物无法保证一次性填满溶洞，易造成冲孔过程中突然泥浆水位急速下降、地面塌方，产生隐患事故。
混凝土灌注法 该方法与与回填造壁法类似，当钻头穿過溶洞覆盖层或顶板时，钻孔内观察到漏浆，在补浆的同时提起钻头，向孔内抛填片石、碎石、砂混合物和注水泥浆，然后用小冲程冲击，将片石挤压到溶洞边，从而形成泥浆碎石外护壁，在水泥砂浆将片石空隙初步堵塞后，停止冲击，待24小时后，水泥的强度达到2.5MPa的条件下，再继续冲击，达到安全穿过溶洞的目的。该施工方法同样操作较简单、取材方便，形成的护壁有一定强度，适用于溶洞高度在1～3米之间，且溶洞为填充或半填充的情况。对于高度超过3米或体积较大的溶洞，回填物不能一次性填满溶洞，也无法形成泥浆碎石外护壁，会导致地面塌方，引发安全事故。
注浆预处理法 注浆预处理法是在灌注桩施工前向溶洞充分压浆，将溶洞完全塞填充满，桩底及桩身范围内注浆加固后，再进行桩基成孔及浇注施工。该方法在灌注桩施工前对溶洞进行预处理，对地基起有效的加固作用，后续施工安全性较高，但其工序较繁杂、需反复采用抽芯法检测注浆填充效果。当洞高在0.5米～3米之间时，该方法对于溶洞位置勘察准确，处理效果较好。在洞高度大于3米的情况下，注浆预处理法无法准确勘查溶洞大小及走向，且注浆数量及施工周期难以估算；并且注浆过程中的抽芯检测只是代表取样点的溶洞填充效果，无法反映溶洞整体填充情况，导致在实践中常出现成孔时漏浆的现象，需做二次溶洞处理。
由上述的分析可见，传统的施工方法只适用于洞高在3米以内的溶洞处理，对于洞高在3米以上、结构复杂的溶洞，尚无合适的处理方法。
1.工程应用背景
220kV嘉凯线途经溶洞地质区域，多数塔位在地质勘测时已发现存在大量溶洞。在灌注桩基础施工过程中，根据不同的溶洞特点，分别采用了回填造壁、注浆预处理及混凝土灌注等多种方法对塔基溶洞进行处理，虽有局部塌方的现象存在，但处理效果仍能够满足施工安全质量需要。但在N25塔基灌注桩施工过程中，塌方现象非常明显，常用的几种处理方法没有明显效果，不能满足施工安全的需要。
仔细分析N25溶洞的特点及处理时遇到的问题，我们发现，N25溶洞高度大于3米，且根据现有地质资料推断，溶洞的结构复杂。现有的几种溶洞处理方法已经不能满足施工需要，必须制定新的施工方案。
由于地下溶洞较大，采用向溶洞内回填或者注浆的思路，不能保证在灌注的孔四周形成稳固的护壁，这样做法不安全，也不经济。从安全角度考虑，新方案在灌注桩冲孔或钻孔时不能塌孔，必须能够有一定的支撑力保持原有的地质结构；从成本和质量角度考虑，在浇筑时，不能有明显的漏浆现象，浇筑时混凝土必须保持在孔内，不能漏到溶洞中。既然在“造护壁”的过程中很难保证安全，我们考虑了另外一种思路，那就是直接在孔内放进去一个“成品护臂”——钢护筒。由于施工机械条件等的限制，钢护筒不能再施工一开始就先行放置，于是选择了一边冲孔一边下放钢护筒，即钢护筒跟进的方法。在冲孔的过程中，护筒又起了护壁的作用，原有地质周边结构不会受影响而坍塌；在浇筑混凝土时，钢护筒又起了围挡的作用，有效防止了漏浆。
2.钢护筒跟进法原理及适用范围
2.1钢护筒跟进法施工方法原理
在N25塔基灌注桩施工时，先用冲击锤进行冲孔、扩孔处理，然后采用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部。接下来一边冲孔，一边接高护筒，并将护筒震动下沉至已钻成的孔内，形成牢固的钢护壁，有效防止塌孔。灌注桩浇筑后，钢护筒将成为桩的一部分。
2.2钢护筒跟进法适用范围
本法适用于各种溶洞地质的基础处理，尤其对高度大于3米、结构复杂、多层分布的溶洞地质，能有效防止已成孔深度范围内塌孔、漏浆、超灌等现象的发生。同时也应注意到，由于钢护筒造价较高，在处理基础小型溶洞地质方面，不如传统方法经济。
判断是否采用钢护筒法施工，主要根据勘探的地质资料和周围环境，对于地质资料中显示溶洞高度大于3米，或邻近运行线路、房屋基础的塔位，从保证安全的角度，施工中应优先考虑本方法。但对于采用传统方法能够安全、经济地处理的溶洞地质基础，则应从经济角度考虑优先采用传统方法。
3.钢护筒跟进施工方法
3.1 施工步骤
（1）场地平整、定位并埋设护筒。
（2）桩机安装就位，冲孔至溶洞顶。
（3）下放钢护筒。
（4）溶洞顶部处理。
（5）钢护筒跟进。
（6）正常成孔至桩底标高（终孔）。
3.2 施工方法 3.2.1场地平整、定位并埋设护筒
平整场地以便钻机安装和移位。对于不利于施工机械运行的松散场地，应采取硬化、加固措施。其次，场地要采取有效的排水措施。桩位放样确定后，应埋设好护桩，并做好测量交底，随时进行检查。
护筒位置要根据桩位，按纵横轴线中心埋设。埋设护筒的坑不能太大，坑挖好后，将坑底正平，然后放入护筒，经检查位置正确，筒身竖直后，四周即用粘土回填，分层夯实，并随填随观察，防止填土时护筒位置偏移。护筒埋好后应复核校正，护筒中心与桩位中心应重合，偏差不得大于50mm。护筒在粘土中不宜小于1米，在砂土中不宜小于1.5米，并保持孔内泥浆面高于地下水位1米以上。
3.2.2 桩机安装就位，冲孔至溶洞顶
桩机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，其下部要用方木垫平，塞牢。
冲孔时冲击锤直径要比钢护筒外径大3-5cm。参照地质勘探资料，冲孔至孔底距离溶槽顶部1米位置。
3.2.3 下放钢护筒
（1）钢護筒需在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，首节钢护筒长度应大于溶洞高度（可参考地质资料）+溶洞顶到地面高度+30cm，其他节钢护筒的长度为方便运输和施工可控制在3～6m之间，护筒内径应比桩径大10cm。钢护筒的加工尺寸必须严格控制，护筒上下节的连接缝除焊接外，还需在接缝处焊50mm宽的加强钢带，护筒水平接缝所成平面与护筒竖向垂直，使整个钢护筒的垂直度符合要求。
（2）采用25T汽车吊辅助20T振动锤，将钢护筒压入孔中，使其跟进至高于溶槽顶部1米，在下沉钢护筒的施工过程中，振动锤必须平稳，牢固的焊在内钢护筒顶部，并在护筒顶面的平面位置一定要居中，尽可能避免因偏心造成护筒产生偏斜。各节护筒连接的垂直度采用全站仪严格控制，不得超过施工规范要求的1/200；钢护筒在下落过程中的垂直度通过钩机推拉控制，并安排测量人员用全站仪观测。
3.2.4 溶洞顶部处理
（1）冲击锥锤冲至溶槽顶部范围要做到上下轻提慢放，缓慢进尺至溶槽处形成一小的裂口，不得高提进行强烈的冲击，以防止卡锤。
（2）进入溶槽后，孔内的泥浆势必全部漏失。因此需单独进行溶槽的处理：孔内浆漏失完毕后，尽快用25T汽车吊将冲击锥锤吊开。并在回填片石或粘土后用冲击锥锤反复冲砸，通过挤压旁边的溶洞空间，孔桩周围形成护壁，再跟进钢护筒。
（3）同一桩孔内若有多层溶洞、溶槽或空洞，需分层按上述方法处理、跟进下放钢护筒。
3.2.5钢护筒跟进
溶槽处理完毕后，先采用冲锤进行成孔一定深度（注：进尺为1.5-2米）。之后及时采用25t汽车吊辅助振动锤将内护筒下沉至进尺岩面标高处；然后再进行冲孔、下钢钢护筒；与之循环反复直至最下层溶洞底部3米以下处。同样，在施工过程中控制各节护筒连接的垂直度不得超过1/200。
3.2.6 正常成孔至桩底标高
钢护筒按上述方法穿过溶槽层后，即可采用正常成孔至桩底标高。待清孔后，便可进行混凝土浇筑。
4. 结束语
在220kV嘉凯线N25灌注桩施工过程中，我们创造性地采用了钢护筒跟进法处理溶洞，施工效果显示这种方法不但能够有效提高施工效率，而且消除了安全隐患，同时相比大量填充溶洞的方法，本法节约了施工成本。在随后本工程其他较高、较大、结构复杂的基础溶洞处理中，大量采用了钢护筒跟进法，处理效果都很理想。
钢护筒跟进法施工程序简单，安全性高；且施工材料、工器具及施工周期能准确预计；能一次性完成溶洞的处理，保证成孔后不会出现漏浆、塌孔、超灌等现象。实践证明，采用钢护筒跟进法处理灌注桩基础溶洞，尤其对高度大于3米、结构复杂、多层分布的溶洞地质，能够有效地保证施工安全、顺利进行，是一种值得推广应用的施工方法。
参考文献：
[1]尹传稳.钻孔桩施工溶洞处理方法比较分析[j].铁道建筑.2007.
[2]高成民.溶洞地质条件下钻孔灌注桩的施工技术[j].铁道建筑.2003.
[3]刘守明.溶洞地区钻孔灌注桩施工措施[j].中南公路工程.2000.
[3]江伟忠.钻孔灌注桩施工中溶洞处理的几点认识[j].中南公路工程. 2001.
[4]林壮宏.李月勇. 岩溶区钻孔灌注桩溶洞处理方案[j].珠江水运.2005.
[5]王跃云.京山线滦河特大桥溶洞钻孔灌注桩的施工[j].铁道建筑.2003.