溶洞处理专项施工方案

叙永至古蔺高速公路A标段灯盏坪互通式立交溶洞处理专项方案编制人：复核人：审核人：四川路桥建设股份有限公司叙古高速公路A1段项目经理部A1分部二〇一三年十二月四川路桥叙古高速公路A标段A1灯盏坪互通式立交溶洞处理施工方案第2页共20页目录一、工程慨况............................................................................................3二、桩基施工工艺....................................................................................3（一）、挖孔桩施工......................................3(二)、冲孔桩施工工艺....................................4三、溶洞专项方案..................................................................................10（一）、地勘溶洞叙述....................................10（二）、人工挖孔桩溶洞处理..............................11（三）、冲（钻）孔桩溶洞处理............................18四、安全措施..........................................................................................18五、劳动组织..........................................................................................20四川路桥叙古高速公路A标段A1灯盏坪互通式立交溶洞处理施工方案第3页共20页一、工程慨况A1合同段起点为K0+000，终点为K1+309，包括螺丝寨特大桥以及灯盏坪互通；其中灯盏坪互通式立交为叙永至古蔺高速公路与纳黔高速连接的枢纽互通（T型交叉），灯盏坪互通设计范围为叙永高速公路K0+000~K0+400，纳黔高速公路NQK45+900~NQK47+500。互通内共设置桥梁10座，其中新建连接匝道桥6座，已通车的纳黔高速加宽桥梁有4座，分别是NQK46+029.5高土坎大桥、NQK46+869.5杉树湾2号大桥、NQK47+047.0金竹坳中桥及NQK47+352.5金竹坳大桥，这4座桥梁均以加宽方式连接叙永至古蔺高速与纳黔高速，桥梁跨径与既有桥相同。纳黔高速上相关桥梁属已建桥梁，上部结构采用25m和40m跨装配式预应力混凝土简支T梁，下部结构采用柱式墩、柱基础。本互通地处山区，范围内地势起伏大，桥墩高度高达69m。二、桩基施工工艺（一）、挖孔桩施工1、挖掘时的安全技术措施2、挖孔工人必须带有安全帽、安全绳。取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机必须经常检查。3、为防止井口坍塌，必须在孔口用钢筋砼护壁。4、挖孔深超过10m时必须采用机械通风。5、挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖。6、井孔要设置牢固可靠的安全梯，以便于施工人员上下。7、电工、爆破工必须持证上岗，井上、井下作业人员必须身体健康。8、孔内照明须使用12V安全电压和防爆灯。9、孔上与孔内人员必须保持有效联系，孔边设安全绳与孔下人员安全带连接，安全绳由孔上人员随作业面松长。10、孔内作业人员连续工作时间不能超过4小时。11、孔内爆破时应注意以下事项：①导爆索起爆应有工人迅速离孔的设备；导爆索应做燃烧速度试验，据以决四川路桥叙古高速公路A标段A1灯盏坪互通式立交溶洞处理施工方案第4页共20页定导爆索所需长度；孔深超过10m时应采用电雷管引爆。②必须打眼放炮，严禁裸露药包。对于软岩石炮眼深度不超过0.8m，对于硬岩石炮眼深度不超过0.5m.炮眼数目、位置和斜插方向，应按岩层断面方向来定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边。③严格控制用药量，以松动为主。一般中间炮眼装乳化炸药1/2节，边眼装药1/3节~1/4节。④有水眼孔要用防水炸药，尽量避免瞎炮。如有瞎炮时按安全规程处理。⑤炮眼附近的支撑应加固或设防护措施，以免支撑炸坏引起坍孔。⑥孔内放炮后必须迅速排烟，方法为采用高压风管放入孔底吹风。⑦一个孔内进行炮破作业，其他孔内的施工人员必须到地面安全处躲避。⑧爆破时孔口应覆盖安全网等防护措施，以防飞石飞出。（二）、冲孔桩施工工艺1、施工流程设备、机具准备第一次清孔钻机就位、调试钻进成孔泥浆循环系统布置施工准备检孔安装钢筋笼终孔下导管第二次清孔造浆灌注水下混凝土桩基检测钢筋笼制作导管水密试验泥浆回收、外运资料、现场准备四川路桥叙古高速公路A标段A1灯盏坪互通式立交溶洞处理施工方案第5页共20页2、冲击钻成孔工艺（1）、测量控制：利用复核后的导线点、水准点，用全站仪精确定出桩基的中心点，并作好桩位标识；护筒埋置好，钻进1m以后，再次进行校核，保证锤的中心点和桩基中心点居中，并牢固地做好“十”字形护桩；在钻进过程中，每天都要检查锤的中心点是否偏移；当桩基成孔以后浇注，再用全站仪对桩基中心进行复核，并根据此点来确定钢筋笼的位置。（2）、钻机的安装、就位和冲头的选择钻机先由货车运送至施工现场，再利用吊车安装就位，并用钻机主绳吊重物对准桩基中心点进行定位。钻机定位偏差小于50mm。钻机就位后，必须周正、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动。为确保钻进平稳和钻孔圆整,改善钻孔边缘破碎效果，钻头采用带圆弧副刃的四翼(十字)结构,钻头翼片底部呈“十”字型设置，即底刃胎体、质量5.3吨，边刃、底刃用轨道钢堆焊。施工中冲锤的直径必须保证1.45m和1.15m以上，如果不能满足就必须补焊确保桩基直径。如果在冲击过程中不能钻进的话，则就加大冲锤重量，直到能够满足日进尺要求。图一钻孔施工示意图钢护筒冲击锥钢丝绳钻井天车卷扬机行走机构转盘导正轨道钢轨枕木说明:采用25t吊车配合钻机的安装拆除。四川路桥叙古高速公路A标段A1灯盏坪互通式立交溶洞处理施工方案第6页共20页（3）、埋设护筒护筒采用挖埋的方法埋设钢护筒，钢护筒采用厚δ＝10mm的A3钢板卷制而成，直径比设计桩径大0.3m，长度1.5m，护筒周边用粘土回填并夯实。护筒埋设时要求竖直，且定位准确，其顶面位置偏差≤5cm，倾斜度≤1％。I图二钢护筒加工示意图说明：1.本图尺寸以mm计；2.护筒用Q235钢板卷制成两半圆，两块间用螺栓连接；3.全桥钢护筒均采用挖埋式埋设，周转使用。200φ22连接螺栓200×12200×12300钢护筒立面I---I吊耳、牛腿（4）、冲孔、护壁及排渣钻进拟采用正循环冲击钻进工艺。①、制浆护壁开孔时向孔内投入粘土2-3立方米，加清水用低冲程（0.5～1.0米）冲击制浆，泥浆比重1.3左右，钻进0.5米再回填卵石、粘土反复冲击。②、护壁开孔后孔内泥浆液面高度控制在护筒口以下0.5米且高出河床水位1米。开孔3～5米以内控制回次进尺0.5米，且需用粘土、卵石回填并反复冲击两至三次。卵石部分被冲击成钻粉随泥浆排出，部分被冲击成碎块石嵌入孔壁，与部分粘土粘接成体，形成均匀致密坚固的人工造壁，并隔离孔内外水渗透。钻进时，保持孔桩内泥浆始终高出孔外水位1.0-1.5m，形成的水压差才能保证在钻进过程中不塌孔。③、钻进及注意事项a、冲击过程中，锤头冲击使孔底地层松散、破碎成为钻渣，钻渣在锤头的四川路桥叙古高速公路A标段A1灯盏坪互通式立交溶洞处理施工方案第7页共20页冲击搅动下悬浮于泥浆中，随着循环的泥浆排出孔口。b、注意事项a)、相邻桩基，在混凝土未达到设计强度的情况下不能冲击。b)、钻机开钻后保持连续作业，钻进过程中经常检查桩径、中心位置、垂直度和泥浆比重。钻孔桩成孔质量标准（2011版规范）项目规定值或允许范围钻孔桩沉淀厚度（mm)摩擦桩：符合设计规定。设计未规定时，对于直径≤1.5m的桩，≤200；对桩径1.5m或桩长40m或土质较差的桩，≤300；支撑桩：不大于设计规定；设计未规定时≤50；清孔后泥浆指标相对密度：1.03~1.10；黏度：17~20Pa.s;含砂率：2%;胶体率：98%。c、冲程根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时宜采用高冲程（100cm），在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程(75cm)。在通过高液限粘土、含砂低液限粘土时，宜采用中冲程。在易坍塌或流砂地段宜用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。d、冲孔桩遇岩溶处处理方式经过处理后的岩溶处，成孔方法基本上与普通石质地层成孔方法相同，采取用CZ31型冲击钻冲击的方式成孔。成孔时应注意以下几点。冲击成孔必须待注浆凝固后才能进行，一般等待时间为10d左右。为防止意外，冲孔前应有备用措施，备好材料，一旦泥浆泄露，及时向孔内投放粘土、水泥和片石，依靠冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使得冲钻顺利进行。加大泥浆质量和密度。采用优质泥浆，当缺少优质粘土时，可在泥浆中掺入适量的水泥、烧碱和锯末，以提高泥浆胶体率和悬浮能力，其质量配合比为黄土∶水泥∶烧碱=1∶0.2∶0.4，锯末按黄土体积的10%掺入。当岩面的倾斜较大时，钻头摆动撞击护筒或孔壁，这时,回填片石，使孔底出现一个平台后再转入正常冲孔。接近岩溶地段，采取轻锤冲击、加大泥浆密度的方法成孔，以防卡钻和掉钻。四川路桥叙古高速公路A标段A1灯盏坪互通式立交溶洞处理施工方案第8页共20页e、在渗漏层作业时，须在孔口备大量袋装粘土。如发现孔内水位下降，马上组织人员快抛袋装粘土，和一定量的片石，必要时加入片石、麻绳、麻袋等堵漏材料，采用低冲程冲击，同时观测孔内水头变化，如稳定后，采用高冲程冲击，使泥膏挤入渗漏点，堵住渗漏部位。f、钻孔施工过程中对冲锤的检查至关重要。在砂卵石层钻孔施工中掉锤事故后果特别严重，有时要造成巨大的损失。要尽量避免掉锤事故的发生，就要勤于检查，以预防为主。每冲孔2小时，需提出冲锤检查。内容包括，钻头直径，绳卡，防护绳，转向装置，主绳，钻刃磨损情况，如磨损严重要及时补焊。如果钢丝绳有断丝现象要重新制作锁芯，或更换钢丝绳。g、作业人员应严格遵循冲击钻操作规程操作，杜绝野蛮作业。（5）、检孔(1)钻进中须用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4～6倍。每钻进4m～6m，接近及通过易缩孔（孔径减少）土层（软土、软塑粘土、低液限粘土等）或更换钻锥前，都必须检孔。用新铸或新焊补的钻锥时，应先用检孔器检孔到底后，才可放入新钻锥钻进。不可用加重压、冲击或强插检孔器方法检孔。(2)当检孔器不能达到原来钻孔的深度，或大绳（拉紧时）的位置偏移护筒中心时，应考虑可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况，及时处理。不得用冲击锥修孔，以防卡钻（6）、清孔钻孔深度达到设计标高后，利用检孔器对孔深、孔位、孔径、孔斜度进行检查，符合设计要求后方可清孔。清孔方法采用正循环清孔，备用捞渣筒和空压机喷射，清孔时必须注意孔内水头水压差，防止清孔过程中孔壁坍塌。不得用加深钻孔深度的方式来代替清孔，检查清孔满足设计及规范要求，经监理工程师认可后，再进行下道工序施工。各项标准如下表所示：施工过程泥浆性能指标(2011版规范)比重(r)粘度(s)静切力(MPa)含砂率(%)胶体率(%)失水率(ml/30min)酸碱度PH1.1—1.31001004100＜86—8四川路桥叙古高速公路A标段A1灯盏坪互通式立交溶洞处理施工方案第9页共20页（7）、泥浆的处理泥浆主要是排入预先挖好的循浆池，经过地表渗透以后，再通过表层阳光将泥浆晒干以后，用挖掘机挖掘出砂砾土，将晒干的泥块掩埋即完成泥浆的处理工作。（8）、钻孔事故预防及处理根据该区地质资料分析，冲击成孔孔内事故主要有坍孔、卡钻、掉钻等。钻孔事故原因分析及处理措施见《钻孔事故原因