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1、聯坡雙線特大橋鉆孔樁施工溶洞處理方案一、工程概況中鐵大橋局南欽鐵路NQ-1標聯坡雙線特大橋里程為D2K14+11.909至D2K16+31.561，全長2019.652m，位于良慶鎮淥曉村旁。該橋設計為63個墩臺（0#62#臺），共有樁基礎500根，設計樁徑均為1.25m，平均樁長約為30m，全部為柱樁。橋址位置地形起伏不大，地表大部分為旱地，少量荒坡，丘間槽地多為魚塘、水田。橋梁沿線主要特殊巖土為人工棄土、松軟土、粘土、灰巖等，地下水位較低，巖溶發育。根據目前掌握的地質勘探資料顯示，聯坡雙線特大橋沿線在樁中心處的溶洞最小為0.2m、最大為17m，且有單層、多層，空溶洞、半填充、泥漿填充、密實2、粘土填充的多種復雜情況。樁基礎施工的溶洞處理是本橋施工的重點、難點。二、施工準備施工前除正常施工準備外，尚需做好以下事項：1、對承臺各樁地質資料進行綜合分析，對該承臺下溶洞分布的位置、高度、填充物、開放型或封閉情況、連通性等必須提前掌握。2、根據對地質資料的分析結果選擇施工方法，詳見本文施工方法的劃分。3、施工前應進行詳細的技術交底，使具體操作人員、技術人員、作業隊長等都知道溶洞的位置、大小、充填情況以及應采取的施工方法和措施。 4、編制突發事件的應急預案，報監理審批。5、巖溶地區鉆孔樁突發事故、事件較多，如：突然漏水、塌孔、埋鉆、卡鉆等。其應急措施要落在實處，管理手段也應更嚴謹，以減少或制止3、事態擴大化，避免發生安全事故。 6、備足成孔用水、粘土、片石等材料，確保溶洞擊穿時迅速補水、補漿預防坍孔，并及時拋填粘土片石，以恢復正常鉆孔作業。 7、準備好處理施工故障的備用機具設備，如運輸、起重、打撈、急救設備以及不同性能的其他鉆機、鉆具等。三、溶洞的判別和處理方法1、根據有關地質鉆探資料的說明進行溶洞的判別（具體以設計院提供的說明為準）（1）、凡灰巖地區中出現的空洞稱為溶洞。溶洞有全充填，半充填和空洞三種情況。（2）、凡巖土交界面等出現的頂板為土層的洞稱為土洞。（3）、鉆進過程中巖心半邊被溶蝕、巖芯表面有小洞穴、溶蝕裂隙發育，巖心采取率低，巖心多不新鮮等地段劃為巖溶裂隙發育帶，該段可能處4、于溶洞邊緣，也可能只是溶蝕洞穴裂隙發育，也應作為溶洞處理。（4）、當工程地質鉆探的巖芯在灰巖地區出現完整柱狀中夾有破碎帶者，遇此情況應與鄰孔柱狀圖一起進行分析，極有可能是巖溶洞或巖洞邊緣，不可一概否定此處無溶洞。（5）、在閱讀地質柱狀圖巖土特征描述內容時應特別注意，地質用語的含義：a、漏水：表明此處有開放型溶洞或有地下河的可能，施工到此應特別注意；制定相應的措施確保工程安全、質量。b、無填充物，漏水，明顯掉鉆；屬開放型。c、流塑，取芯難，明顯掉鉆；d、流塑（軟塑），鉆進速度快，取芯難，有掉鉆現象；e、流塑、取芯難，不漏水；屬封閉型。f、全充填物或半充填、充填物為粉質黏土、角礫土及碎石土等。（65、）、有漏漿說明可能遇到溶洞，但是只塌孔不表示就是溶洞。漏漿發生的原因一般是遇到空洞或裂隙，塌孔一般可能因為護壁不到位，上部砂土層隨漿液循環流失引起塌孔，不能一概列入溶洞范疇。2、溶洞的處理方法（1）、本橋因為溶洞情況非常復雜，為了確保施工過程中的安全質量，防止溶洞施工引發坍塌、埋鉆事故，擬對巖層以上的覆蓋層全部采用鋼護筒跟進，根據覆蓋層厚度及實際地質情況采用壁厚為812mm的鋼護筒。（2）、對本橋溶洞部位的處理，具體主要采用以下三種方法： 、拋填片石泥土法；、鋼護筒跟進法; 、注漿填充法。 （3）、溶洞處理方法的選擇 、2m以內的溶洞主要采用拋填片石泥土法施工。 、2m以上的溶洞主要采用鋼護筒6、跟進法施工。 、多層溶洞主要采用注漿填充法施工。 因為溶洞施工的復雜性，具體施工方法的選擇不是絕對的，可綜合考慮各種情況結合使用。特別情況特殊處理，處理前應事先報監理審批。三溶洞處理的施工工藝1、拋填片石粘土法拋填片石粘土法示意圖(1)、覆蓋層的鋼護筒跟進的施工方法同護筒跟進法中A護筒的施工方法，護筒內徑采用1.4m。(2)、當鉆至溶洞頂1m左右時，首先準備足夠的小片石或毛石和粘土，粘土要做成泥球，對于半填充和無填充的溶洞要組織足夠的水源。(3)、根據鉆孔的進尺情況，在擊穿洞頂之前，要有專人觀測護筒內泥漿面的變化，一旦泥漿面下降，應迅速補水補漿。擊穿洞頂后，在溶洞內鉆進時，根據填充物的不同，要7、采取不同的鉆進方法。當充填物為軟弱粘性土或淤泥時，應向孔內投入粘土、片石混合物，沖砸固壁；當為砂層、卵石層時還應提高泥漿的粘度和相對密度，只有當泥漿漏失現象全部消失后才轉入正常鉆進。如此反復使鉆孔順利擊穿溶洞。(4)、沖擊鉆鉆進通過溶洞過程中，在巖溶地區由于地層情況復雜，穿越溶洞時通常遇到斜面開孔的情況。一般地，沖孔進入巖層或者穿過溶洞到達溶洞底面時，由于溶洞的頂板和底板犬牙交錯，高低不平，這種情況，就需往孔內拋設1015cm小塊片石和粘土的混合物（比例為1:1），用鉆頭低沖程沖砸、密打，反復多次，使四周形成牢靠的孔壁，以防坍孔。再用“重錘輕打”方法鉆進，超過巖斜面最底點0.5m以后，再正常鉆8、進。具體步驟如下：開鉆前先投邊長不大于15cm的小片石和粘土的混合物（比例為1：1）填至巖面以上11.5m；鉆頭小沖程反復沖砸，鉆進0.5m，再次用粘土和小片石混合物回填；再次用低沖程反復沖砸、密打；按上述方法，反復沖砸三次，逐漸加深。以上步驟循環數次，以片石不再被擠跑、壓走為止，這時說明巖面的沖擊不再單點或局部的接觸了，然后仍用1.52m沖程，掌握好鋼絲繩的松緊度，細心地在傾斜面上開孔，并使孔的周邊逐漸形成一圈緊密堅固的“石壁”，保證沖孔順利地超過傾斜巖面?？酌妗笆凇毙纬珊?，應停鉆測量，認真檢查孔位偏差，在排除形成斜孔的可能后方可正常鉆進，否則應回填片石、粘土塊的混合物重新開鉆。（5）、其9、它相關要求對塊石的要求：石料應選用硬質巖石，強度在3060Mpa范圍之內，節理裂隙不發育，尺寸不大于40cm，自然級配。粘土應選用優質粘土（含砂率5，塑性指標17-25），并將粘土裝入編織袋內備用，必要時準備水泥。土石比例，土：石=0.5：11：1（體積比），水泥按每米兩包。一旦發現孔內泥漿水位下降立即集中填土、石是防止塌孔的關鍵，應在工地備有一臺裝載機用于回填物料，時機不能錯過?；靥罡叨葢诙错敯逡陨?1.5為宜，再多則效果下降，每鉆進0.5m就要向孔內補填塊石和粘土。鉆孔過程中應保持水位。用小沖程（小沖程指沖程在1m以下），讓粘土和塊石充分擠入溶洞。遇到易坍塌的覆蓋層同時坍塌情況發生時，應10、立即采用拋填片石和粘土，下部以拋片石為主，上部按比例拋土石，回填到塌方部位。2、鋼護筒跟進法（內、外護筒跟進）鋼護筒跟進法（內、外護筒跟進示意圖）(1)、埋設直徑為1.5m，長度為2.5m的外鋼護筒A，以直徑為1.45m的沖擊鉆沖孔。邊沖進邊對外鋼護筒分段接長，采用震動錘震動下沉，直至下沉至基巖面（對外鋼護筒A頂端進行加固處理，防止卷邊），防止因為擊穿溶洞突然漏漿造成孔口坍塌或埋鉆。(2).仍然以直徑為1.45m的沖擊鉆按正常沖程沖進，不斷沖擊巖層直至達到溶洞頂上方約1m位置時，改換小沖程擊穿溶洞。當沖擊穿過溶洞頂部時要反復提升鉆頭，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，鉆頭不明顯受阻礙，說明頂部已成孔11、并且是圓滑垂直的，此時將鉆頭提起。如溶洞為空溶洞，用鋼絲繩活扣綁住內鋼護管（直徑1.4m、長度=溶洞高度+1m），用吊機（或沖擊鉆機自吊）把內護筒下放至孔底，回填片石及粘土或灌注砼，封閉護筒頂、底空隙，待固結后改換直徑為1.25m的鉆頭正常沖孔；如溶洞有填充物，則先將內鋼護筒（直徑1.4m、長度孔深+1m）下放至孔底，改用直徑1.25m鉆頭繼續沖進到溶洞底，然后用震動錘將內護筒震動下沉直至達到溶洞底。內鋼護筒在下沉過程中要不斷監控其位置和垂直度，護筒中心偏離樁中心不超過5cm，傾斜度控制在1%以內。(3).對于多層且透水漏漿空溶洞也可根據實際情況采用以上方法，施工前根據實際情況調整鋼護筒及鉆錘12、直徑，進行二次跟進、三次跟進等直至成孔，不再鰲述。3.注漿填充法 溶洞注漿處理的目的是：為了加固溶洞的填充物、填滿溶洞的空間，并達到一定的強度（20Mpa以上），防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發生，保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。如溶洞為空溶洞，可以將壓漿孔擴大至30 cm然后插入相應的鐵管，進行灌砂或碎石。同時根據實驗室提供的配合比，灌入部分的水泥漿，達到填滿、固結的目的。(1)鉆孔.灌漿孔的布置首先確定溶洞的位置，然后在離溶洞中心1.0m處鉆孔。孔的數量可以為3個,呈三角形布置，也可按4個孔布置具體根據現場情況適當調整?？椎臄盗孔钌俨荒苌儆?個，因為壓漿到13、一定數量時孔內的空氣無法排除，所以對孔口產生了壓力使水泥漿無法灌入，故要鉆一個孔作為減壓孔。.鉆進、成孔鉆具大小具體選用可根據溶洞大小、項目成本以及施工工期等確定，一般采用直徑為8-10 cm的鉆頭。鉆孔施工，沿程詳細記錄地質情況（每個注漿孔垂直偏斜率、孔位偏差、鉆孔傾角、鉆孔深度、鉆孔時間），在成孔后與設計圖紙上的地質情況相對比。如果相同，按施工工藝正常施工。如果不同，申報監理、設計院現場確認是否減短或加深。在鉆進過程中注意，孔的傾斜度不大于1%。(2)壓漿.試泵開泵前先將攪拌桶中加滿清水，三通轉芯閥調到回漿位置，待泵吸水正常時，將三通回漿口慢慢調小，泵壓徐徐上升，當泵壓達到預定注漿壓力時，14、持續二、三分鐘不出故障，即可結束。.安裝注漿管和止漿塞鉆孔完畢，進行清孔檢查，在確認沒有坍孔和探頭石的情況下，方可下管。否則，必須用鉆機進行掃孔。注漿套管外露的長度不小于0.3m，以便連接孔口閥門和管路，嵌入基巖大于0.5m，用M75水泥砂漿(或用水泥與水玻璃混合漿)固結,并將孔口套管四周搗實封閉,防止漿液從套管周圍出,影響注漿效果。注漿管安放好后，在注漿管管口加上孔口蓋，以防止雜物進入。.壓水試驗在注水試驗前，量測孔內穩定水位后，進行孔內定量注水，觀測單位長度吸水量變化幅度，注漿后試驗的單位長度吸水量應小于注漿前吸水量的35%，即可判定達到注漿效果。用1.52倍于注漿終壓對系統進行壓水試驗檢15、查；檢查管路系統能否耐壓，有無漏水；檢查管路連接是否正確；檢查設備機況是否正常；使設備充分熱身。試運轉時壓水壓力由小逐漸增大到定注漿壓力，并持續15min左右。.漿液配制根據設計圖紙或現場實際地質情況的溶洞填充物的類型，進行試配，確定壓漿配合比。如無填充物的溶洞，根據現場要求配置有一定強度的水泥混合物灌注，其目的都是為了讓填充物與水泥漿（或砂漿）固結在一起，達到填充、加固溶洞的目的，從而使沖擊鉆順利穿過溶洞。.注漿壓力及順序注漿壓力不宜太大,控制在0.51.0范圍,具體壓力值由現場試驗確定。速度為1520L/in,目的是使漿液滲透到填充物內(包含灌入的砂或碎石),然后固結,滲透最小直徑定為3.16、0,以保證沖鉆成孔時有足夠的固結體。注漿時注漿管必須插入填充物的底部,然后邊注漿邊緩慢上提,提管速度不宜太快,根據注漿速度確定,應使滲透半徑控制在允許范圍內。為防止漿液流失太遠造成浪費,需間歇注漿,使得先注入的漿液與砂子(或碎石)初步達到膠結后再注漿,循環注漿多次,直至達到規定最小注漿量和注漿壓力控制值為止。注完一個孔后,繼續對其余孔進行注漿,后注漿的壓力必須調高,最后封孔。.結束注漿當注漿達到下列標準之一時，可結束該孔注漿a.注漿孔口壓力維持在壓滿后的一定壓力內或者逐漸上升，吸漿量不大于40L/min，維持30min。b.冒漿點已出注漿范圍外35m時。c.注漿鉆孔基巖完整，或多次注漿，孔口壓17、力超過1.5MPa。d.單孔注漿量達到平均注漿量1.52.0倍，且進漿量明顯減少時。.提管、回填注漿完成后應立即拔管，若拔管不及時，漿液會把注漿管凝固住而造成拔管困難。拔出管后，留下的孔洞，及時用水泥砂漿封孔。四、其它可能出現的問題及注意事項（1）、進入巖面或進出溶洞均可能遇到傾斜巖面，對于傾斜巖面，主要采用拋片石、粘土，采用小沖程進行沖進的辦法。（2）、砼灌注過程中砼方量增加 、原因分析，水下砼側壓力大于孔內泥漿側壓力，造成孔洞處泥漿護壁失去平衡，而被砼擠破，造成砼流失；、灌注過程中加強觀察和測量，防止砼下降過快導致斷樁；、保證砼充足的供應；、施工前要根據實際情況又針對性的制定防止灌注過程中18、斷樁的措施。五、安全、文明施工及環境保證措施1、對沖擊鉆鉆機基座、頂部裝置的穩固性檢查做到絕不疏漏，要求基座必須有枕木壓實，鉆機頂端用纜風繩對稱栓牢拉緊。2、檢查鋼絲繩的質量，要求優質柔韌、無死彎和斷絲。鋼絲繩要有足夠的長度，即從卷揚機滾筒起到設計最深的樁底標高，滾筒上要留有7圈以上的富余量，繩尾必須錨固在滾筒上；鉆頭必須設置安全繩，預防一旦鋼絲繩斷裂鉆頭無法提起。3、鉆機位置的擺設必須離埋設的鋼護筒口有一定安全距離，嚴禁直接將鉆機架在鋼護筒上施工沖孔，停止作業后應對鋼護筒口加圍擋設施。4、鉆進時起落鉆頭速度要均勻。不得過猛或驟然變速，以免碰撞孔壁或護筒，或因提速過快而造成負壓引起坍孔。5、一19、旦發生塌孔，人員第一時間速度撤離現場，嚴禁逗留孔口附近，待安全后方可進行搶救。6、附近地面上不要放置重要物品,避免塌孔造成損失7、現場要有足夠噸位的吊裝和拖拉設備，可及時采取措施，預防損失擴大。8、施工中要注意：風、水、電安全可靠，井孔周圍清潔整齊，有足夠的照明，交通道路的腳手板、防滑欄桿等平順牢固。9、珍惜土地、保護耕地。用地嚴格遵守國家、地方法規制度。便道盡量在工程用地界內且不影響工程施工，臨時工程盡量少占和不占農田，必須占用農田的臨時工程，待工程結束后進行復墾還田。施工中所造泥漿嚴禁流向附近農田污染土地。10、施工環保、維持生態。嚴禁將孔渣、廢渣隨意丟棄在沿線稻田中，避免環境污染，保持生態平衡；完工后及時恢復植被，確保工程所處的環境及沿線水域不受污染和破壞。