عند الحفر في المناطق الكارستية، يكون من السهل تسرب الملاط، مما يتسبب في انخفاض مفاجئ في مستوى الملاط داخل الحفرة. يمكن أن يؤدي هذا إلى فشل الغلاف ويتسبب في انهيار الحفرة. تكون مادة الحشو في المناطق الكارستية رخوة وقد انهارت، وإذا كان حجم المنطقة الكارستية كبيرًا جدًا، فيمكن أن يتسبب بسهولة في تحميل زائد شديد للخرسانة أثناء الحقن. إذا لم يتم التعامل مع هذا الأمر بشكل صحيح، فقد يؤدي ذلك إلى حوادث مثل دفن المثقاب، وتعليق المثقاب، ودفن القضيب. لذلك، عند مواجهة منطقة كارستية، يجب أن يكون لكل كومة ظروفها الجيولوجية وعمقها وارتفاعها ونوع مادة الحشو مسجلة بدقة، ويجب وضع خطة بناء مقابلة. بالنسبة لكل خطة معالجة، يجب إجراء حسابات تفصيلية. في حالة المناطق الكارستية الكبيرة، يجب مراجعة الخطة من قبل المهندس المشرف ووحدة التصميم، وتوضيحها، والموافقة عليها من قبل المشرف قبل التنفيذ.

وفقًا لارتفاع الكهف الكارستي وحالة مادة الحشو في الكهف، يتم اعتماد طرق معالجة مختلفة للكهف الكارستي. الطرق الرئيسية هي: الرمي، وتوحيد الحقن، وبناء حقن الخرسانة، ووضع الغلاف الفولاذي، وما إلى ذلك. ما يلي هو مقدمة موجزة لمخطط البناء لعدة أشكال من الكهوف الكارستية للرجوع إليها.

الكهف صغير في النطاق

إذا كان الارتفاع أقل من 1 متر، فلا توجد مادة حشو أو يمتلئ الكهف بالماء، إذا انهارت الحفرة، فقم أولاً بحقن الماء في الحفرة لرفع مستوى الماء، ثم ضع قطع الطين والحجر في أكياس منسوجة وأغرقها في قاع الحفرة. يتم تحديد عدد أكياس التربة وفقًا لكمية تسرب الملاط، بحيث يمتلئ الكهف بمادة الحشو ويتشكل جدار واقٍ، ثم استمر في البناء.

ارتفاع الكهف 1-3 متر

إما أن يمتلئ الكهف بالكامل أو جزئيًا. عندما ينخفض مستوى الملاط بسرعة، فهذا يشير إلى أن الكهف قد تم توصيله بنجاح. بعد حقن الملاط في فتحة الحفرة، يتم وضع كيس طيني في مقدمة الحفرة، يليه إضافة أكياس من الأسمنت والحصى. يقوم لقمة الحفر بتحريك الخليط داخل الحفرة لتشكيل عجينة أسمنتية وجدار حصوي على الجانب الشرقي. بمجرد أن تغلق عجينة الأسمنت الفجوات بين الحصى في البداية، تُترك دون إزعاج لمدة 24 ساعة حتى تصل إلى مرحلة الإعداد الأولية. في هذه المرحلة، يستمر الحفر عبر الكهف.

الكهف أعلى من 3 أمتار

يمكن الجمع بين الحفر الدوراني وآلة تكديس الأنابيب للبناء. يتم استخدام غلاف فولاذي بالكامل للغرق في قاع الكهف الكارستي لتشكيل جدار واقٍ. تسمح هذه الطريقة بتشكيل الغلاف الفولاذي جافًا دون الحاجة إلى تبطين الملاط، ويمكن إزالة الغلاف بعد الصب. على الرغم من أن استخدام غلاف فولاذي بالكامل قد يزيد التكاليف، إلا أنه لا يزال أكثر اقتصادًا مقارنة بملء الحفرة بالخرسانة. بالنسبة للكهوف الكارستية التي يتجاوز عمق الحفرة فيها 3 أمتار ولكن يمكن تشكيلها بعد رمي الحجر، ولكن لا يمكن ملؤها بالخرسانة تحت الماء، يمكن لحام غلاف بسمك 4 مم بالقضبان الفولاذية في موقع الكهف الكارستي ووضعها مع القضبان الفولاذية، ثم صب الخرسانة تحت الماء.

ما سبق هو عدة طرق معالجة شائعة الاستخدام للحفر الدوراني في حالة الجيولوجيا الكارستية.

المشاكل الشائعة لحفار الحفر الدوراني في طبقات كهف الحجر الجيري الكارستي

1. يحدث كسر الأسنان وتلف لقمة الحفر بسبب عدم انتظام القوة أثناء الحفر

2. تكون الحفرة مائلة عند الحفر على سطح صخري مائل أو نصف جانب من الصخر

3. تتعثر عملية الحفر في سقف الكهف

4. يحدث تسرب للملاط في التكوينات الجيولوجية ذات التجاويف والشقوق

5. انهيار الحفر في الطبقات الموجودة فوق الكهف الكارستي بسبب تسرب الملاط في الطبقة الكارستية أو طبقة الحشو غير المستقرة للكهف الكارستي

6. يتم حقن كميات كبيرة من المربع الفائق في الكهف الكارستي

2. التحضير للبناء

تؤثر دقة حالة الكهف الكارستي في المسح الأولي بشكل مباشر على اختيار خطط البناء وتكاليف البناء والجدول الزمني للبناء. لذلك، في المناطق التي يوجد بها تطور كهف كارستي، يجب مسح كل حفرة. بناءً على ظروف تطور الكهف الكارستي المختلفة المحددة في نتائج المسح الجيولوجي، يجب اعتماد خطط بناء مختلفة، ويجب أن تكون الاستعدادات قبل الحفر شاملة لضمان التخطيط الواضح أثناء عملية الحفر.

3. منع التلف المفرط للقمة الحفر وكسر الأسنان

قبل الحفر في الكهف، يجب تقوية أسنان الحفر، ويجب فحص أجزاء لقمة الحفر بشكل متكرر بحثًا عن تشققات اللحام. عند الحفر في طبقة الكهف، يمكن اعتماد مبدأ "سرعة الحفر المنخفضة والضغط المتغير" لتجنب الحوادث مثل كسر الأسنان وتلف لقمة الحفر قدر الإمكان.

4. منع انحراف الحفرة

عند الحفر عبر التكوينات الكارستية، من الضروري استخدام مثقاب أنبوبي ومغرفة رملية بالتزامن مع عملية الحفر. أولاً، يجب استخدام المثقاب الأنبوبي لتشكيل دليل وإنشاء سطح حر. بعد ذلك، يجب استخدام المغرفة الرملية للحفر وإزالة الحطام، مما يمنع انحراف الحفرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي رفع ارتفاع دلو الحفر إلى تعزيز التوجيه ومنع انحراف الحفرة. من الناحية التشغيلية، استخدم ضغطًا خفيفًا أو ضغط الوزن الذاتي للحفر حتى يتم تضمين لقمة الحفر بالكامل في الطبقة الصخرية، ثم تابع الحفر العادي لمنع انحراف الحفرة.

5. منع المثقاب

قبل البناء، يمكن لحام الألواح الإرشادية على ألواح الضلوع ذات الرأس المربع لمنع المنطقة من أعلى الرأس المربع إلى أعلى أنبوب الحفر من الحصول على خطوة ملحوظة من الأعلى إلى الأسفل، مما يضمن انتقالًا سلسًا. إذا كانت الألواح الضلعية قوية بما فيه الكفاية، فيمكن أيضًا لحام أسنان القطع بمجموعة واحدة من الأضلاع القطرية، مواجهة الجسم الصخري الذي يتم حفره، لقطع الصخر وإزالة لقمة الحفر.

سادساً، معالجة الملاط

لمعالجة تسرب الملاط، من الضروري أولاً تقدير الحجم التقريبي للكهف الكارستي الموجود تحت الأرض. بعد ذلك، تأكد من أن خزان الملاط لديه سعة لا تقل عن ضعف حجم الكهف. يجب أن تكون مضخة الملاط ومضخة تجديد المياه أكبر من النماذج القياسية لتسهيل تجديد الملاط والمياه السريع أثناء التسرب. بالإضافة إلى ذلك، يجب إعداد مادة حشو كافية بالقرب من موقع الحفر. يجب أن يكون طراز الحفار على الأقل 200 لضمان الحشو الفعال.

مادة الحشو:

1. خليط بلاستيكي ناعم من البنتونيت ونشارة الخشب والطين والأسمنت مع إضافة الماء.

2. يجب مراعاة حجم الحجر والطين السائب المعبأ وفقًا لحجم مدخل التربة لدلو الحفر المستخدم. يجب أن تكون الأحجار عبارة عن كتل طينية، ويجب تجنب الصلابة المفرطة.

3. الطين الكتلي، وهو غير منفذ وله لدونة ولزوجة جيدة، يمكن ملؤه بالكامل في مساحة الكهف الكارستي بعد التعبئة والضغط عن طريق الحفر العكسي باستخدام دلو الحفر. ليس من السهل انهيار الحفرة عند الحفر مرة أخرى.

عند الحفر، وجد أن الطين الموجود في الحفرة ينخفض ببطء. من الضروري تجديد الطين في الوقت المناسب، ويتم تقديم لقمة الحفر، وتضاف مادة الحشو إلى الحفرة، ويتم وضع لقمة الحفر. ستقوم آلة الحفر العائمة والعكسية بضغط مادة الحشو 1 في شق الصخرة لمنع فقدان الطين.

إذا انخفض سطح الطين بسرعة وكان التسرب سريعًا جدًا، فمن الصعب تحقيق الغرض من التعبئة عن طريق التشتت. في الوقت المناسب، يجب إضافة كمية كبيرة من الطين ويجب تجديد المياه، ويجب رفع لقمة الحفر بسرعة، ويجب وضع 2 أو 3 حشوات بكمية كبيرة في وقت قصير، ويجب تعويم لقمة الحفر وعكسها حتى لا ينخفض سطح الطين بعد الآن.

7. معالجة الكمية الكبيرة من المربع الفائق

بالنسبة للكهوف الكارستية المنخفضة (أقل من 1 متر)، وفي عمق الكهف، لا يوجد توزيع كارستي حول ثقوب الأكوام، بعد الحفر، يتم صب الخرسانة مباشرة لملءها، وكمية صغيرة من الزيادة أمر طبيعي.

عندما يكون الكهف الكارستي أعلى قليلاً (أكثر من 1 متر ولكن أقل من 4 أمتار) أو توجد كهوف كارستية موزعة حول ثقوب الأكوام في عمق الكهف الكارستي، ويكون عمق توزيع الكهوف الكارستية ضحلاً نسبيًا (مثل داخل 15 مترًا)، يمكن ملء الكهف الكارستي الفارغ بالحشو 2 أو 3 ثم الحفر مرة أخرى.

بالنسبة للكهوف الكارستية العالية (أكثر من 4 أمتار)، فإن مواد الحشو المذكورة أعلاه غير كافية لملء الفراغات بالكامل، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الردم وتعقيد البناء. في مثل هذه الحالات، يمكن استخدام ملاط الأسمنت أو الخرسانة منخفضة الدرجة للردم، ويجب أن يستمر الحفر فقط بعد الإعداد الأولي للمادة. يتطلب هذا أن تظل الطبقات الموجودة فوق الكهف الكارستي مستقرة خلال هذه الفترة. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان الكهف الكارستي يحتوي على الماء، فمن الضروري مراعاة كيفية تخفيف ملاط الأسمنت بكمية كبيرة من المياه الجوفية، مما قد يؤثر على تصلبه.

بالنسبة للكهوف الكارستية المترابطة (والتي يمكن تحديدها من خلال عمق التوزيع المتداخل لثقوب الأكوام المجاورة)، يمكن إجراء بناء الأكوام في مجموعات. أولاً، قم بحفر جميع ثقوب الأكوام في مجموعة مترابطة بقاع الكهف الكارستي، ثم قم بملئها وضغطها بشكل موحد. يضمن هذا ملء الكهوف الكارستية المترابطة بالكامل، مما يزيد من كفاءة استخدام الخرسانة. عند البناء في مجموعات، من الضروري حساب وقت الانتهاء لهذه المجموعة من ثقوب الأكوام لضمان استقرار جدران الحفرة قبل صب الخرسانة.

8. معالجة الحمأة

تأكد من جودة الطين. قبل إنزال قفص التسليح، يجب تنظيف الخبث باستخدام مثقاب تنظيف القاع لضمان صب الخرسانة على الفور بعد إنزال قفص التسليح وتقليل وقت منع ثقب الكومة. عندما لا يمكن للإجراءات التقليدية تنظيف الخبث تمامًا، يمكن استخدام عملية الدوران العكسي لرفع الغاز.