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1、新建魯南高速鐵路臨沂至曲阜段新建魯南高速鐵路臨沂至曲阜段LQTJ-1LQTJ-1標巖溶樁基施工指標巖溶樁基施工指導意見導意見一、編制依據(jù)及范圍編制依據(jù)及范圍1.編制依據(jù)編制依據(jù)1、新建魯南高速鐵路臨沂至曲阜段LQTJ-1標施工圖紙。2、樁基地質補勘圖。3、國家及交通部現(xiàn)行橋涵施工技術規(guī)范及驗收標準等。4、我公司巖溶樁基施工相關經(jīng)驗。5、相關技術人員巖溶樁基施工工法及論術。2.編制范圍編制范圍新建魯南高速鐵路臨沂至曲阜段LQTJ-1標段范圍內的巖溶樁基。二、工程概況二、工程概況2.12.1 巖溶地質情況巖溶地質情況根據(jù)施工圖地勘資料顯示，本段地層自蒙山前向西南漸次由新變老，除蒙山傾斜平原被第四系2、松散層覆蓋外，其余大都基巖裸露，地質構造一般有松軟土、粉質粘土、粉砂、細砂、粗砂、粗圓礫土下伏基巖為灰?guī)r。灰?guī)r不同程度風化，有砂狀結構、層狀結構，層狀結構局部巖溶極發(fā)育。本段在勘探深度范圍內溶洞最小高度0.2m，洞體最大高度可達14m以上，且多呈串珠狀分布。2.22.2 自然條件自然條件（1）地形地貌該車站屬于剝蝕殘丘地貌，地形平緩，地面高程 107-133m，相對高差 26 米。大部分地區(qū)有土層覆蓋，部分區(qū)域基巖裸露，地表多被開墾為農(nóng)田，附近有村莊民房零星分布，有系道和線相通，交通便利。（2）工程地質地層巖性及氣象上覆第四系全新統(tǒng)洞穴堆積層（Q4ca）溶洞（黏性土充填），坡殘積（Q4dl+e3、l）粉質粘土；下伏基巖為奧陶系中下統(tǒng)馬家溝組五陽山段（Q2+1mw）泥晶灰?guī)r。地震動參數(shù)設計地震基本烈度 VII 度，地處地震動峰值加速度為0.15g，地震動反應譜特征周期 0.40s。不良地質本站全段屬巖溶發(fā)育區(qū)。其中 DK169+097-DK169+237 段，長 140m,為中等巖溶發(fā)育區(qū)。（3）氣象該區(qū)屬暖溫帶季風大陸型氣候，四季分明，雨量較充沛，氣候溫和，雨熱同季。沿線年平均氣溫 13.813.9，極端最低氣溫-16.6，極端最高氣溫42.5；年平均降水量738.9832.9mm，主要集中在 68 月，占全年降水的 63.7%，年最大降水量 1236.4mm；年平均蒸發(fā)量 1685.4、91720.3mm，年最大蒸發(fā)量 2130.9mm；最大風速 20.0m/s。（4）水文地質地表水：該地段無明顯地表水，僅在雨季時溝渠內形成季節(jié)性水流。地下水：地下水為裂隙水，微弱，受大氣降水是地下水的主要來源。三、溶洞的分類根據(jù)詳細的地質勘察報告，并將一個墩位鉆孔情況合并分析，研究溶洞埋深，內充物情況，高低、發(fā)展方向，是否串通及大概容積后，將溶洞按以下標準分類：1、按溶洞的大小分：a：小溶洞，洞高3m。c:特大溶洞，洞高9m。2、按洞內有無添充物分：a:有充填，已填滿，包括亞粘土充填，有可塑、軟塑和流塑之分。b:半充填，有一半左右充填。c:無充填物，為空洞。3、按是否可能漏水分：a:全漏水，5、與其它溶洞相連。b:半漏水。c:不漏水。4、按溶洞垂向數(shù)量分：a:單個溶洞。b:多個溶洞。四、四、施工準備施工準備根據(jù)本墩位地質鉆探資料及單樁地質資料，并經(jīng)認真分析可能出現(xiàn)情況后，制定相應的施工方案，在鉆孔前必須做相應準備工作。4.14.1、人員組織、人員組織項目部專門組織有關技術人員研究學習有關溶洞處理的措施，并且成立了溶洞處理應急小組。施工現(xiàn)場派4名技術人員分兩班在工地24小時輪流值班，發(fā)現(xiàn)問題及時上報處理。項目部還組織樁基隊鉆機機長學習溶洞處理的知識，進行單樁地質交底，使他們對溶洞處理做到心中有數(shù)。總之，在人員組織方面，明確分工，各負其責。4.24.2、材料準備、材料準備片石80 m3，6、粘土120 m3，水泥10T，鋼護筒30m。4.34.3、機械配備、機械配備裝載機50型一臺，25T吊車一臺，1m3挖掘機一臺，抽水泵兩臺，并在快進入溶洞前接好備用。五、五、溶洞樁基施工方案溶洞樁基施工方案項目部應把樁基溶洞處理列為重中之重，并按樁基溶洞施工應急預案作相關施工監(jiān)控，確保施工安全。專門組織所有技術人員討論、研究方案并學習有關溶洞處理方面的知識。根據(jù)本工程溶洞分布的具體情況，確定是否在溶洞四周作超前加固，還是先采用沖擊鉆成孔，然后根據(jù)具體情況采用投放拋填物的方法處理溶洞，后考慮采用下放鋼護筒的方案。巖溶樁基施工工藝流程：場地平整測量放樣，埋護筒鉆機就位，沖孔鉆進沖孔鉆進至溶洞頂約07、.5至1米處需要時，下沉鋼護筒直至巖層頂小沖程沖孔鉆進漏漿按回填方案回填 復沖 沖孔鉆進成孔各方案分述如下：5.15.1 常規(guī)成孔法常規(guī)成孔法(按照無溶洞地質考慮按照無溶洞地質考慮)當溶洞內有充填物，是可塑或軟塑的亞粘土，并且溶洞不漏水，這時不管溶洞有多大，也不管溶洞垂向數(shù)量多少，都可以不考慮溶洞的存在，而按照正常的地質情況施工。采用沖擊鉆成孔，洞內的土質和溶洞外的土質沒有什么區(qū)別，可以按無溶洞的情況施工。5.25.2 片石粘土筑壁法片石粘土筑壁法溶洞內無充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以內，但存在嚴重漏漿,護筒內水頭高度不能保持時，可采用片石、粘土和 整包水泥(按1 m3：3 m3：8、075 t比例，順序為袋裝水泥、袋裝粘土、片石)回填沖擊，用0508 m小沖程，不循環(huán)泥漿干打幾分鐘，使回填物充分密實，再加漿提高水頭到正常高度，等水泥初凝具有一定強度，將漏漿處堵住后再使用小沖程繼續(xù)鉆進，形成人工泥石護壁。如此反復多次回填片石、粘土和 整包水泥，反復沖擊直至形成泥石護壁并不再漏漿為止，這也是個比較成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工時，鋼護筒必須穿透砂礫及卵石層等透水層，座落在不透水的層或巖層上，這樣可以防止由于溶洞漏水，水頭高度急劇下降而造成的坍孔。對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等，沖孔時采取投放片石、粘土，整袋水泥堵塞起到護壁作用，保證泥漿不流失，使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。5.359、.3 混凝土筑壁法混凝土筑壁法如果采用片石粘土筑壁的方法，仍出現(xiàn)反復漏漿的現(xiàn)象，巖溶無法得到有效治理，又考慮到施工進度和施工成本問題，可采用混凝土筑壁法。混凝土采用低標號早強型混凝土進行回填處理，混凝土灌注按水下灌注樁進行灌注，灌注高度要高出溶洞頂面 2米，特別是遇到斜巖偏孔的樁基回填混凝土即加快了施工進度又節(jié)約了成本。5.45.4 鋼護筒跟進法鋼護筒跟進法溶洞較大（洞高3m，單層或多層溶洞成垂直串珠裝）采取鋼護筒跳進法施工。該方法就是一面沖孔，一面接高護筒，并且將其壓到或震動下沉至已鉆成的孔內。當樁孔穿過多個溶洞，并且均已成功造壁，在下面沖孔時，上面已形成的泥石護壁坍塌漏水并且無法解決時，可10、以鋼護筒跟進到這個溶洞位置堵漏。鋼護筒選擇。護筒長度和內徑的確定：護筒長度L=(h+H)m(h為地質超前鉆探確定溶洞高度,H為溶洞頂?shù)降孛婕?0cm的高度)，也可根據(jù)現(xiàn)場實際情況跟進至巖面；護筒內徑大于樁直徑20cm,。鋼護筒孔徑要準確，連接要順直，用卷板機成型。鋼護筒要有一定的剛度，鋼板厚為10mm-15mm為宜，單個大溶洞用單層護筒，兩個大溶洞用雙層護筒，并以此類推。具體施工工藝如下：（1）單護筒施工工藝先沖孔接近溶洞位置，下沉鋼護筒穿過溶洞，沖孔成樁澆注砼。工藝流程：場地平整測量放樣，埋護筒鉆機就位，沖孔鉆進跟進鋼護筒沖孔鉆進漏漿回填片石粘土袋裝水泥跟進鋼護筒至溶洞底沖孔鉆進完成鉆孔灌注11、樁施工。（2）雙護筒施工工藝先沖孔鉆進至巖面，插入外護筒，沖孔鉆進、沖破溶洞，下沉內鋼護筒后，沖孔鉆進至設計終孔標高，完成鉆孔樁施工。雙層鋼護筒跟進采用外層鋼護筒比樁徑大 40cm，跟進到巖面，內層鋼護筒比樁徑大 20cm，跟進到溶洞底部，施工流程如下：雙護筒鉆孔施工工藝流程：場地平整測量放樣、埋護筒鉆機就位，沖孔鉆進至巖面插入外鋼護筒至巖面沖孔鉆進至接近溶洞，小沖錘低沖程打穿溶洞沉樁機下沉內鋼護筒貫穿整個溶洞鉆機沖孔直至終孔標高澆筑砼，回收外護筒。A、外鋼護筒插打施工測量工程師將樁位中心及軸線放樣后，先埋入的護筒，鉆機就位，用直徑相適應的沖錘沖孔鉆進；當鉆進至巖面時，提起鉆頭，用 25t吊車12、起吊外鋼護筒，插入外鋼護筒，并用 150kw 沉樁錘振動下沉直至巖面。在振動過程中，嚴格控制鋼護筒的垂直度容許誤差在 1%L內。B、鉆機就位、沖孔外鋼護筒下沉到位后，開始沖孔，根據(jù)內嵌護筒的直徑，選用相應的沖錘進行沖孔。當孔鉆進接近溶洞時，低沖程鉆進，以防卡錘。溶洞沖破后，若漏漿太快，需及時補充注入泥漿，確保水頭壓力，避免水壓力和土壓力不平衡，護筒局部擠壓變形。C、內護筒下沉施工沖錘沖破溶洞后，將鉆錘提起，用25t汽車吊將內鋼護筒插入樁孔內，用 150kw 沉樁錘將鋼護筒振動下沉，穿過溶洞，直至洞底巖面。下沉過程中嚴格控制鋼護筒的垂直度在1%L 內。D、繼續(xù)鉆孔施工內護筒下沉到位后，放入沖錘，13、進行沖孔，直至樁基終孔標高。由于溶洞底巖面不平，出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象，則采用混凝土筑壁法，沖錘反復沖擠，將片石粘土袋裝水泥擠入縫隙進行封堵。當采用混凝土筑壁法封堵不住時，則采用混凝土筑壁法進行封堵。E、砼澆注及外護筒回收鉆機沖孔達到終孔標高后，進行清孔、下鋼筋籠、澆筑砼。待砼達到一定強度后，用 150KW 沉樁錘將外護筒拔出，回收利用。若沉樁錘無法拔除，則在外護筒上焊反力架，用千斤頂將護筒頂出，再輔于沉樁錘拔出，若還是無法拔出側放棄鋼護筒。5.55.5 注漿法注漿法溶洞層數(shù)較多，為串珠狀。溶洞位置勘察準確，洞高大于 0.5米，小于3米，土層中有較厚的砂層，溶洞漏漿會引起坍方的情況，采用預先壓注水泥漿14、，待水泥漿壓注工作完成24小時后開始鉆進。壓注時壓力控制不大于0.4Mpa,并直到穩(wěn)定2秒后再進行下一個孔的注漿，或相鄰孔冒漿為止。若注漿達10方后仍未出現(xiàn)壓力上升的情況，就應停止注漿，待所注水泥漿硬化后，接著注漿，或改為雙液注漿。溶洞處理的方法主要有以上幾種，但具體施工處理措施要根據(jù)現(xiàn)場的實際溶洞類型，施工條件、安全、進度、成本等因素綜合考慮，靈活運用，這幾種處理措施不是單獨使用，要根據(jù)實際條件綜合選用，做到溶洞樁基的綜合治理。六、施工中出現(xiàn)的問題及處理六、施工中出現(xiàn)的問題及處理6.16.1 坍坍 孔孔如果有透水層,當沖擊到溶洞后,由于突然漏漿造成水頭高度急劇下降,透水層失穩(wěn),形成漏斗狀坍孔15、。預防坍孔的方法:采用沖擊鉆沖孔施工時,可將鋼護筒坐落在亞粘土層上,再繼續(xù)沖擊成孔;發(fā)現(xiàn)漏漿及時補水。坍孔的處理方法:當成孔深度不大時,可全孔回填粘土,暫停一段時間后再深埋鋼護筒到不透水層,方可重新鉆孔;當成孔深度較大時,可將鋼護筒一直坐落在坍孔的剌叭口下緣的亞粘土層上,護筒周圍回填粘土,擠實,再重新鉆孔。6.26.2 卡卡 鉆鉆卡鉆的原因和處理方法:沖擊鉆刃腳磨鈍、孔徑變小造成卡鉆,應經(jīng)常對沖擊鉆進行補刃;孔不圓,形成梅花孔,最好用五刃和四刃鉆頭打圓孔,不用一字鉆;十字孔、探頭石、落石等物卡鉆，或鉆頭卡在溶洞內，上下提動無效時，用“一”字形或半月形小鉆頭沿孔壁障礙物處沖擊，將障礙物擊破或擠走16、，提出鉆頭。鉆頭在沖擊填充的片石時,沖擊后彈起的石塊將鉆頭和孔壁的空隙擠住,鉆頭不能上下,可用小沖擊鉆沖動,或用沖吸的方法將卡在鉆頭上的石碴松動后再提出。鉆頭被溶洞頂板卡住時，可用漏斗形鋼套管順著大繩下入至鉆頭頂，導出鉆頭。鉆頭提出后用小沖程慢慢修孔，必要時回填片石、黏土重鉆。鉆頭沖破溶洞頂板掉入溶洞,鉆頭傾斜,提不出來,應放小炮炸掉頂板巖,一般用藥量為300500 g,一次不行可反復幾次,在沖擊到巖洞頂板時應采用小沖程打緊錘、打圓孔。發(fā)生卡鉆事故后，不宜強提鉆頭,免得拉壞機械,拉斷鋼絲繩,掉鉆頭。當鉆頭可以上下活動時，利用鉆機上下提動鉆頭，并用撬棍拔動大繩使鉆頭旋轉，反復多次，提出鉆頭。6.17、36.3 斜斜 孔孔由于溶洞面傾斜或出現(xiàn)探頭石,致使鉆頭沿軟的低的部位下滑造成斜孔。解決辦法是回填片石,三次以上無法調正就上報監(jiān)理及業(yè)主，在取得同意后灌注水下砼,待強度形成后用小沖程打緊錘反復沖擊,直至調正過來為止。但過大的沖程會導致成孔不圓,造成斜孔,一般以24 m 為宜。6.46.4 漏漏 漿漿 在沖擊成孔中,由于有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相通,泥漿迅速流走,水頭高度急劇下降,造成漏漿。施工時要在孔邊備足一定數(shù)量的片石和粘土,一旦出現(xiàn)漏漿,要及時回填片石、粘土沖擊造壁,并馬上補水并馬上補水,防止水頭高度繼續(xù)下降。意外跑漿：地質資料揭示無溶洞或只有很小的溶洞，但突然發(fā)生跑漿，估計是擠破了旁18、邊大溶洞的洞壁，或小溶洞與旁邊的大溶洞是相連的。采取投放片石、粘土，整袋水泥堵塞起到護壁作用，使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。6.56.5 埋鉆埋鉆埋鉆是由坍孔造成的。施工中發(fā)現(xiàn)漏漿應立即將鉆頭提到孔外,如果未及時提鉆,漏漿后坍孔,鉆頭便被埋在孔中。處理方法:人工挖土鋼護筒跟進法。樁孔進尺10m以內,地下水易于控制,沒有大的承壓力,人可以下到樁孔中去邊挖坍落的泥石,邊護筒跟進,一直挖到鉆頭位置,護筒也跟進到鉆頭位置。真空吸渣法。將導管置于坍孔的底部,用9 m3空壓機通過5066 mm 鋼管壓入空氣吸出沉渣。這種方法適用于坍孔石頭的粒徑不大于25 mm的情況。6.76.7其它注意問題其它注意問題 遇到較大的土洞、空溶洞時，或連體薄層深洞迅速跨塌，出現(xiàn)掉錘現(xiàn)象，在快到溶洞項板2m距離位置時應低錘輕沖擊、慢沖擊，減少溶洞大面積跨塌掉錘現(xiàn)象。混凝土坍落度以1820cm為宜；澆筑導管必須密閉良好，澆筑時先放置隔水塞，澆注混凝土必須連續(xù)、快速；混凝土灌注比理論計算偏大是孔中有漿浸入溶洞，在溶洞地區(qū)澆筑樁基混凝土應增加，備料應不少于八十立方米。通過以往的工程的實踐，我們認為：做好超前地質鉆探，重點注意沖樁成孔，控制灌注混凝土，一定能達到溶洞處理效果，確保工程質量。