桥梁岩溶地区桩基l裂隙及溶洞处理专项方案修

1、第一章编制说明错误!未定义书签。一、编制依据错误!未定义书签。二、编制范围错误!未定义书签。三、编制原则错误!未定义书签。第二章 工程概况错误!未定义书签。一、线路概况错误!未定义书签。二、工程地质条件错误!未定义书签。1、黄板桥1#大桥错误!未定义书签。2、新建乡特大桥错误!未定义书签。3、四卧垄水库大桥错误!未定义书签。4、下炉特大桥错误!未定义书签。5、存在裂隙地质的桥梁错误!未定义书签。第三章 施工方案错误!未定义书签。一、总体处理原则错误!未定义书签。二、桩基裂隙处理方案错误!未定义书签。三、桩基溶洞处理方案错误!未定义书签。1、溶洞的分类错误!未定义书签。2、溶洞处理方案错误!未定

2、义书签。2.1、 抛填法错误!未定义书签。2.2、 预注浆液错误!未定义书签。2.3、 灌注混凝土填充法错误!未定义书签。2.4、护筒跟进法错误!未定义书签。2.5、混合法错误!未定义书签。四、施工注意事项错误!未定义书签。五、一般事件处理错误!未定义书签。1、坍孔错误!未定义书签。2、卡钻错误!未定义书签。3、斜孔、弯孔错误!未定义书签。第四章施工组织错误!未定义书签。3中铁XX局集团桥梁桩基裂隙及溶洞处理专项方案 第一章编制说明 一、编制依据1、铁道第三勘察设计院的勘察资料、施工设计图及设计文件；2、国家及铁道部现行桥涵施工技术规范及验收标准等；3、我单位类似工程施工经验；4、沪昆公司有关

3、管理办法。二、编制范围本桩基溶洞处理专项施匚方案适用于沪昆客专长昆XXXX段XXXXXXXXXXXX 大桥桩基裂隙及溶洞处理施工。三、编制原则方法有效、经济节约。第二章工程概况一、线路概况新建长沙至昆明铁路客运专线XXXXX段正线起讫里程为XXXXX,全长 xxxxkmo位于湖南省xxxxx境内。全线共有19座桥梁，共有钻孔桩1666根，根据地质情况，全部采用冲 击钻施工。根据图纸地质资料显示11座桥梁存在不良地质情况，其中同时存 在裂隙和溶洞的分别是xxxxx大桥，仅存在裂隙的桥梁有xxxxxx大桥。二、工程地质条件1 V XXX1# 大桥(1)、工程地质条件沪昆客专长昆XXXX段桥梁桩基裂

4、隙及溶洞处理专项方案中铁XX局集团3、XXX水库大桥(1)、工程地质条件桥址区覆盖第四系全新统残坡积层，下浮基岩属白云岩、硅质砾岩、硅质岩、 炭质板岩。(2)、不良地质及特殊地质岩溶：桥位区分布石炭系黄龙组(C2h)白云岩，属碳酸盐类可溶岩。根据 钻探，该层发育有岩溶，发育形式主要为溶洞、溶蚀裂隙、溶沟及溶槽、属于覆 盖型岩溶。4、xxx特大桥(1)、工程地质条件桥址区地层上覆第四系全新统冲洪积层和残破积层：淤泥质粉质黏土、黏土、 粉质黏土、细角砾土、粗角砾土、碎石土；下伏泥盆系上统锡矿山组二段及泥盆 系中统棋子桥组：灰岩、硅质砾岩、石英燧石砾岩、页岩。侧线区内发育两条断层F117：蒋家冲铜湾

5、压性断层，走向北东，倾角近 于直立，在桥28号墩和29号墩之间穿过，受此断层影响，断层附近基岩面起伏 较大，岩体较破碎；F116-1：钻探推测断层，走向北东，倾向北向，倾角60。 80。，属压性断层，从。号台穿过，断层两侧岩体较破碎。(2)、不良地质及特殊地质经地质调查与钻探揭露，桥址区主要岩石为泥盆系中统棋子桥组灰岩和白云 质灰岩。钻探揭示桥址区岩溶多呈珠串状分部，岩溶底板标高均在140m以上， 与沅江河床标高132m基本一致，且岩溶底板高程随地形起伏变化明显，说明岩 溶发育于地下水运动有关，综合评价桥址区岩溶强发育。桥址区发育有断裂为非 活动性断裂，对桥的通行无重大不良影响。受构造影响，断

6、裂带两侧岩石破碎或 岩溶发育，岩体完整性较差，呈碎石角砾状，工程性质差。大桥昆端 DK305+500-DK305+640处，边坡坡度较大，上覆地层主要为第四系松散堆积体， 坡面切坡体时，易发生小型的塌滑、溜坡现象。5、存在裂隙地质的桥梁桥梁处于断层破碎带上，有较宽裂隙存在，钻孔施工时容易引起漏浆、混凝 土超灌等情况。第三章施工方案一、总体处理原则对于揭露有溶洞、裂隙等不良情况的桩基，也本着先易后难的原则，先施工 裂隙发育较差的、溶洞较小的、溶洞层次较少的；最后施工溶洞大的、溶洞层次 较多的等情况较复杂的桩基。二、桩基裂隙处理方案裂隙是地应力释放在岩石中产生的裂缝,它会导致桩孔的漏浆、掉石块,甚

7、至 卡钻、掉钻、塌孔等事故。现场施工人员事先熟悉该桩位钻探资料，当进尺达到不良区段时，严密监控 孔内水头，当发现水头出现下降时。判断是裂隙还是溶洞。当为裂隙时，水头下 降较缓，这时提钻23m,同时向孔内投入粘土块和少量水泥，调整泥浆稠度。 当水头下降较大时，可补入泥浆保证孔内水头压力。待孔内水头稳定后，继续钻 进。继续钻进后还存在漏浆，按以上方法反复操作直至不漏浆为止。三、桩基溶洞处理方案1、溶洞的分类根据设计图纸及地质勘察报告，可将我合同段内的溶洞按以下标准分类：、按溶洞的大小分：a：小溶洞，洞高b:大溶洞，洞高3m。(2)、按洞内有无充填物分：a:有充填，己填满，包括亚砂土和亚粘土充填,

8、有可塑、软塑和流塑之分。b:半充填，有一半左右充填。c:无充填物，为空洞。(3)、按是否漏水分：a:全漏水，与其它溶洞相连。b:半漏水。c:不漏水。(4)、按溶洞垂向数量分：a:单个溶洞。b:多个溶洞。2、溶洞处理方案2.1、 抛填法溶洞范围小，溶洞高度小于1m,对照地质图，当钻至溶洞顶板1m左右时, 减小冲击钻冲程,控制在11. 5m,通过短冲程快频率冲击的方法逐渐击穿溶洞, 溶洞一被击穿，孔内水头迅速下降，这时立即向孔内补充泥浆，同时提钻至孔 口，并向孔内投入片石、粘土块和水泥(重量比1:1:0. 3),填充溶洞，当孔内 水头稳定时，用测线测出回填厚度，当回填厚度大于1m时，使溶洞范围形成

9、护 壁后，再继续施工。在钻进过程中发现异常情况及时采用以上方法，反复冲砸，填塞溶洞，挤密 护壁，直至顺利穿过溶洞。为了减少混凝土超灌量，必耍时可在穿越溶洞范围的桩基钢筋笼上外包钢护 筒。具体方法为在溶洞上下各1m范围在钢筋笼的定位筋焊接厚10mm的钢板圆筒, 在圆筒外增加四根定位钢筋(见图1)。溶洞小于1m的钢筋笼处理图12.2、 预注浆液（1）机具材料的准备根据地质情况选择合适的工程地质钻机，以施工注浆孔，每根桩补充 14个地质钻探孔（见图2）,并补充详勘地质资料。选择注浆机及相应注浆设备。注浆机的注浆压力一般在0.20.7MPa 之间。注浆物质。一般采用强度较低的粘土水泥浆或强度较高的纯水

10、泥浆， 比较而言前者分散度和亲水性较好，且稳定性大大提高；另外，还可采用灌 浆效果更好的水玻璃液等化学浆液，注浆物质的配比由试验确定。图2：灌浆孔平面布置及剖面图（2）注浆施工注浆施工的目的是对岩溶地层进行加固和堵漏，使桩位处地层满足钻孔 桩施工条件，注浆施工的部位是桩位四周一定范围内具有漏浆裂隙和漏浆溶 洞的地层。注浆孔的布设注浆孔一般布置在钻孔桩中心及桩侧四周一定范围内，当钻探发现较复 杂的地质状况或异常时，还需补充钻孔。确定注浆控制标准根据地质情况或施工经验进行设计计算，初步确定注浆量和注浆压力等 控制标准。地质钻孔地质钻机钻孔，一般采用泥浆循环护壁钻进，先在孔位垂直打入钢管护 筒作为引

11、孔，并保持一定的泥浆水头压力，以预防塌孔。如果存在地质松散 的砂砾石层，一般采用套管护壁，清水钻孔。钻进过程中一旦发现孔口水头 迅速下降则说明钻至漏水的岩溶地层，需要进行注浆处理。钻孔顺序一般按先深溶洞后浅溶洞的顺序，并按每根钻孔桩中心位置先 外围后内侧的顺序进行，以利用靠内侧的孔检验外围孔位的堵漏效果。钻孔过程中需详细做好勘探地质情况的记录及检验相邻孔的注浆效果。注浆施工注浆施工的一般步骤为：钻孔并观察孔口泥浆一发现漏浆地层一清洗钻 屑及钻孔壁上的松软料一进行压水试验以获得相关地层的渗透性等资料f注 浆。注浆施工一般采用自上而下孔口封闭分段注浆或自上而下栓塞分段注浆 法，而不采用自下而上的注

12、浆方法。自上而下孔口封闭分段注浆即当钻至漏 浆地层，封闭注浆钻探孔的孔口进行注浆，当浆液终凝后继续向下钻进，再 次发现漏浆地层则重复第一次灌浆的步骤，直至终孔完成该注浆孔的注浆。 这种方法的优点是注浆时时需封闭孔口，操作方便、节省时间，且渗漏地点 能够自行复灌，但缺点是孔口封闭常不够严密，造成漏浆或卸压。自上而下 栓塞分段注浆方法所不同的是采用孔内栓塞封堵代替直接封闭孔口，这样堵 塞更严密，并且能取得比较准确的压水资料。使用何种方法一般根据需要达 到的效果进行选择。注浆结束前，一般要采用最大灌浆压力闭浆30分钟左右。2.3、 灌注混凝土填充法溶洞的高度在1.。工0m之间,且溶洞为填充或半填充的

13、,则先向抛填片（碎） 石,然后通过导管灌注混凝土，再用小冲程冲击片石、混凝土挤压到溶洞边形成 片石混凝土外护壁，停止冲击，24小时后，待混凝土的强度达到2. 5MPa后，再继续冲击，穿过溶洞。2.4、 护筒跟进法（1）、溶洞高在3. 0<h<5. 0m,对于多层溶洞间距较小的采用钢护筒穿越处理 （见图3） o先用冲击锤进行冲孔、扩孔处理，然后采用振动锤将钢护筒振动下沉 至溶洞底部。护筒采用10mm钢板制作，为保证钢护筒的强度和刚度，每隔2m, 设置加强钢板箍。溶洞高3.0 v h v 5.0m处理示意图图3（2）、溶洞高大于5. 0m（多层），且溶洞间距较大时，拟采用套内护筒法施工

14、, 即用内护筒穿过溶洞的方法进行施工。内护筒长度L=h+3m（h为确定的多层溶洞 高）内护筒内径应比设计桩径大20cm左右，外径应小于外护筒内径5cm左右， 若遇第二层溶洞，第二层溶洞的内护筒外径比上层内护筒内径小35cm,具体见 图5。溶洞高 5.0m处理示意图4(3)、溶洞顶部冲孔根据超前钻的资料，当钻孔施工接近溶洞顶部时，用冲击钻冲孔时，要 求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，提升高度一般不超过50cm。所有卡扣及钢丝 绳必须先经测试检查，其它施工工艺及注意事项与常规相同。(4)、内护筒的沉放方法当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提, 冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并

15、且是圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣 绑住内护管，用吊机(或冲机自吊)把内护筒放入外护筒内至孔底。到孔底 后，内护筒不会靠自重沉到溶洞底部(因溶洞底有沉渣、沉淀物等)，利用 钻头重量及其建动使内护筒随钻头的钻进而下沉，直到溶洞的底部。（5）、外护筒的制作外钢护筒制作时，先勘察地质质料，根据溶洞的层数确定外钢护筒的直径。 钢护筒分节制造，工地拼接。先采用桩锤进行扩孔，钢护筒采用振动下沉。振动 下沉采用振动打拔锤。钢护筒下沉时，用两台经纬仪在两个垂直的平面内监测倾 斜度，以便随时调正。护筒下沉至硬土层或岩面后，其倾斜度小于1%。（6）、内护筒的沉放当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下

16、慢放轻提, 冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣 绑住内护管，用吊机（或冲机自吊）把内护筒放入外护筒内至孔底。到孔底 后，内护筒不会靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等），利用 钻头重量及其震动使内护筒随钻头的钻进而下沉，直到溶洞的底部。（7）、内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理在内护筒底部及顶部100cm范围内回填砂、碎石，中部回填中砂。用高压喷射灌浆法（施喷法）对回填体进行灌浆处理。灌浆后，内护筒上 下两端空隙被砂、碎石及浆液冲填固结，固结强度要求达到30Mpa,其抗渗系数 可达107m/s。灌浆处理后，即可重新冲孔。在内护筒顶部及底部10

17、0cm范围内回填小碎石素水泥混凝土，内护筒中部 回填砂，同样能起到堵塞空隙的目的。对于需要处理多层溶洞的桩基，一般仍采用上述灌浆法填充固结空隙进行 施工。目的是为了增加溶洞底部（同时有可能是下层溶洞的顶部）附近填充物的 密度和强度，并且增加内、外护筒间的胶合力。重新冲钻，直至嵌入完整基岩。当符合设计及规范要求时，经监理工程师同意即可终孔，此桩即成孔。成孔后的工序工艺与常规相同，并不赘述。2.5、 混合法根据溶洞大小和岩溶的具体条件，可采用上述三种方法混合使用。四、施工注意事项1、钻头钻至溶顶时，为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现斜 孔，除采用抛填片石平衡钻头外，也可采用质量较大的钻头处

18、理。2、溶洞处理时，速度稍微放慢一些或稍停一段时间，可促使片石、粘土 和水泥的固结利于固壁。3、充填物的溶洞采用抛填物的方法处理是可行的，但为了避免发生缩孔, 可采用大块片石。4、溶洞内泥浆浓度要大，比重不小于1.4。5、孔内泥浆流失时处理：如孔内泥浆流失量较小（泥浆高度下降1m以内），投入片石、水泥、粘 土处理，粘土可不装袋投入。如孔内泥浆流失量较大（泥浆高度下降13m）,投入片石、水泥、粘土 处理，粘土、水泥袋装投入并补充泥浆。如孔内泥浆流失量较大（泥浆高度下降3nl以上），投入片石、水泥、粘 土处理，粘土、水泥袋装大量投入并及时补充泥浆。6、若溶洞内为流塑状粘土，即使孔内不漏浆，为加大泥

19、浆浓度，增加固 壁的牢固性，也要按片石粘土 3:1的比例加入。7、当处理住漏浆时或到达溶洞位置但不漏浆，要向孔内抛填片石及粘土 进行固壁，小冲程反复冲砸，使抛填片石充分挤入孔壁，粘土充分填塞片石 空隙，避免混凝土超灌量过大，保证成桩质量。8、钻头钻至溶顶时，要注意采用轻锤小冲程，以防出现卡钻、掉钻现象 发生。9、无论哪一类型的溶洞,在成孔时都不可能完全堵死溶洞,因此,灌注混 凝土时应事先拟定灌注方案,配备足够的材料,若溶洞底板离桩底不足1 m时， 则在灌注第一斗料时,应充分考虑第一斗料的体积,防止第一斗料灌注下去后, 导管埋置深度不足1m,甚至出现导管内有泥浆的现象。在灌注至溶洞区时,应 加强

20、检测孔内混凝土的厚度,每一次落料都应进行检测，严格控制导管的埋深, 千万不要以理论计算值来确定导管的埋深，以免出现“断桩”现象。五、一般事件处理1、坍孔5. 1. 1、预防坍孔的方法(1)、溶洞处理时泥浆比重要大；(2)、发现漏浆及时回填及补浆。(3)、遇溶洞漏浆，上部卵石层最容易坍孔，施工用钢护筒(直径比桩径 大3040cm,厚度12cm,)最好穿过卵石层，支撑在岩石或不透水层上。钢 护筒可用冲锤、挖掘机打入，遇困难可用50t-100t振动锤打入。5.1.2、坍孔的处理方法(1)、当成孔深度不大时，可全孔回填粘土，并暂停一段时间后，再深埋 钢护筒至不透水层方可重新钻孔。(2)、当成孔深度较大时，可将钢护筒一直座落在坍孔的嗽叭口下缘处， 护筒周围回填粘土，挤实，并暂停一段时间后，再重新钻孔。2、卡钻5.2.1、卡钻的原因和处理方法：(1)、钻头在冲击填充的片石时，进起的石块将钻头和孔壁的空隙挤住， 钻头不能上下。可放小炮震活钻头，也可用小冲击