桩基8m以上大型溶洞处理方案

乐昌至广州高速公路坪石至樟市段T10合同段8m以上大型桩基溶洞处理方案编制：审核：审批：中铁隧道集团有限公司乐昌至广州高速公路第T10合同段项目经理部二Ｏ一一年七月目录一、编制依据...............................................................................................................1二、工程概况...............................................................................................................12.1设计概况....................................................12.2工程地质....................................................32.3水文地质....................................................4三、施工方案...............................................................................................................43.1方案概述....................................................43.2施工前的准备................................................43.2.1人员组织..............................................43.2.2材料准备..............................................53.2.3机械配备..............................................53.3施工方案....................................................53.3.1钢护筒跟进法..........................................53.3.2抛填片石、黄泥法......................................63.3.3压浆法................................................73.3.4低标号细石砼压注法...................................10四、施工应急处理措施.............................................................................................114.1突发事件安全风险分析.......................................114.2各种突发事件的处理措施.....................................114.2.1施工中遇到溶土洞应急措施.............................114.2.2过串珠状溶洞应急处理措施.............................12五、人员、机械配置.................................................................................................135.1人员配置及分工.............................................135.2机械设备配置...............................................14六、安全、质量保证措施.........................................................................................146.1安全保证措施...............................................146.2质量保证措施...............................................156.2.1施工组织管理方面的措施...............................156.2.2施工技术措施.........................................161一、编制依据1、乐昌至广州高速公路坪石至樟市段T10合同段施工设计图；2、桩基地质勘察资料；3、公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；4、公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）；5、以往同类工程施工成功经验。二、工程概况2.1设计概况T10合同段位于韶关市境内，起点里程：K87+747，终点里程：K99+000，本合同段范围内包括马渡互通特大桥，乳源河和江湾河两座大桥。其位置及范围见图2-1、2-2。图2-1工程位置图乐广高速公路坪石至樟市段S250省道T10合同段起点K88+747G4京港澳高速T10合同段终点K99+000G323国道乐广高速乐广高速T10标段G4京港澳高速现有公路图例：2图例：桥梁隧道新建线路里程江湾河大桥乳源河大桥马渡互通主线桥马渡枢纽互通西岸小桥乐广高速T10合同段终点YK99ZK99YK98ZK98YK97ZK97YK96ZK96YK95ZK95YK94ZK94YK93ZK93YK92ZK92YK91ZK91YK90ZK90YK89ZK89K88乐广州高速T10合同段起点N乐昌方向广州方向长基岭隧道龙归隧道辅助横洞图2-2T10合同段范围平面示意图本合同段马渡互通特大桥、乳源河大桥及江湾河大桥下部桩基础设计均采用钻孔灌注桩，以中风化灰岩作为基础持力层。桥梁设计参数见表2-1。表2-1桥梁设计参数表序号桥梁名称中心桩号桥梁全长（m）基础类型总长(m)/根数1马渡枢纽互通⑴主线桥ZK95+310.152088φ1.2m、φ1.5mφ1.8m桩基础9614/225YK95+452.711840⑵A匝道桥AK0+476.15614.9φ1.3m、φ1.5m桩基础1098/56⑶B匝道桥BK0+204.1223φ1.2m、φ1.3m桩基础556/26⑷C匝道桥CK0+461.05405.8φ1.2m、φ1.3m、φ1.5m桩基础844/45⑸D匝道1号桥DK0+145.31563.03φ1.2m、φ1.3m桩基础180/10⑹D匝道2号桥DK0+500.785143φ1.2m、φ1.3m桩基础288/18⑺E匝道桥EK0+464.26595.8φ1.3m、φ1.5m桩基础1067/54⑻F匝道桥FK0+152.63134.5φ1.3m桩基础223/14⑼G匝道桥GK0+526.0273φ1.2m、φ1.3m桩基础490/28⑽H匝道桥HK0+476.885343φ1.2m、φ1.3m桩基础684/383⑾拼宽小桥LK103+29424φ1.0m、φ1.2m桩基础148/142乳源河大桥ZK96+967.5671.8φ1.2m、φ1.5m、φ1.8m桩基础2371/108YK96+954591.83江湾河大桥ZK98+381.5421.8φ1.2m、φ1.5m、φ1.8m桩基础1756/76YK98+408436.84西岸小桥ZK89+64536.04φ1.0m、φ1.2m桩基础480/32YK89+646.536.042.2工程地质桥址区出露地层主要为下统石磴子组(C1ds)、石炭系测水组地层(C1dc)及第四系冲洪积层(Qal+pl)、坡积层(Qdl)、残积层(Qel)、填筑土(Qme)、种植土(Qpd)。地层从上到下依次为：填筑土、种植土、淤泥质土、粉质黏土、细砂、中砂、粗砂、角砾土、圆砾土、碎石土、卵石土、风化煤层、风化页岩、风化砂岩、风化灰岩、风化泥灰岩、风化粉砂岩。不良地质：本次勘察揭露岩溶等不良地质。特殊岩土层为谷地中软土和煤层，影响拟建桥台、墩的稳定性，须采取相应的处理措施。岩溶影响拟建桥台、墩的稳定性，桥梁基础应嵌入完整连续的灰岩内，且应保证桩端持力层及其应力扩散范围内不能存在有溶洞、溶槽或其它临空面。溶洞情况：通过对桩基地质勘察资料统计，绝大部分桩均存在溶洞，且溶洞数量都在2个以上，溶洞高度0.1～26.9m不等，其中目前有地质补堪资料的显示8m以上溶洞共有30个，有全充填、半充填、无充填三种。溶洞充填物有粉质粘土、灰岩碎块、卵石土。马渡互通桥、乳源河及江湾河桥溶洞数量统计表见表2-2。表2-2桥梁溶洞数量统计表工程名称已勘察总桩数溶洞桩数溶洞桩所占比例8m以上高溶洞备注马渡互通桥497根280根56%19个含匝道桥乳源河大桥102根82根80%3个江湾河大桥85根49根58%8个42.3水文地质桥址区地表水为河沟水，受季节影响明显。地下水为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶水。孔隙潜水主要赋存于第四系冲洪积层中，含水量丰富，局部具有承压性。基岩裂隙水主要赋存于砂岩、灰岩中，水量较贫。岩溶水主要赋存于灰岩岩溶发育部位，基岩在钻探过程中，存在溶洞的钻孔及部分基岩裂隙较发育的孔，钻至溶洞及裂隙处出现微弱～严重漏水现象，说明溶洞或裂隙及溶隙间有一定的连通性，且存在较大的储水空间，其水量丰富。地下水的补给来源于大气降水及砂层和溶洞、溶隙的侧向迳流补给，向下游排泄。区内地下水主要接受大气降水的垂直入渗补给，总体径流方向向溪汇集。地表水主要顺坡向沟溪排泄，区内地表水、地下水径流条件较好。区内地下水水量较丰富，对拟建桥梁墩、台基础施工影响不大。三、施工方案3.1方案概述根据现有桩基施工中溶洞处理方式，溶洞处理可分为事先预处理与成孔过程中处理两类。其中预处理根据填充材料及施工工艺分为2种，分别是溶洞压浆法及低标号小碎石砼压注法。施工过程中控制主要分为2种，分别是钢护筒加长穿过卵、砾石土和抛填黄泥、片石及水泥回填法。本着在保质保量的前提下尽可能节省成本的原则，根据溶洞覆盖层厚度及性质、溶洞顶板厚度、溶洞充填情况、安全影响因素等情况，分别采用如下处理方案：1、对于全填充而桩基附近无建筑物且为陆上桩的大型溶洞桩基，采用抛填片石加黄粘土方法处理；对于全填充而桩基附近有建筑物或者全填充水上桩的大型溶洞桩基，采用压注水泥浆处理。2、对于无填充或半填充溶洞桩基，若大型溶洞顶板覆盖层较薄，采用钢护筒跟进至大型溶洞底板处理；反之采用低标号小碎石砼压注法进行预处理。3.2施工前的准备3.2.1人员组织项目部专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施，并且成立了溶5洞处理应急小组。施工现场派4名技术人员分两班在工地24小时轮流值班，发现问题及时上报处理。项目部还组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理心中有数。总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。3.2.2材料准备根据分析掌握的数据，准备足够的粘土、回填的片石及钢护筒，以便能在遇到溶洞时及时处理。3.2.3机械配备根据现场施工情况要提前准备好充足设备，以免施工中因设备发生故障或损坏时无替换的设备而导致停工待机状态。具体机械设备配备见表5-2。3.3施工方案3.3.1钢护筒跟进法为确保桩基在钻孔过程中不发生塌孔、偏孔，结合本工程已施工溶洞桩的情况，针对无填充或半填充溶洞桩基，并且溶洞顶板覆盖层较薄的采用加长钢护筒的方法进行施工，同时辅以抛填片石、水泥及黄泥进行封堵。3.3.1.1施工工艺流程3.3.1.2施工工艺根据现场实际施工情况以及地质资料显示，钢护筒至少要加长至6m才可保证能够跟进至卵石土层中，从而防止由于渗水而导致塌孔的发生。