新港大道北延道路工程EPC项目溶洞处理施工方案

新港大道北延道路工程EPC项目中建三局第二建设工程有限责任公司编号：ZJ32-2017-043工程名称新港大道北延道路工程EPC项目发函单位中建三局第二建设工程有限责任公司发函主题关于明确溶洞处理施工方案事宜内容及原因：本工程桩基施工过程中，部分桩基有溶洞情况。溶洞的发现存在三种情况：①根据设计勘察报告，存在溶洞；②勘察报告未显示溶洞存在，但在钻孔过程中发现溶洞；洞存在。为保证桩基施工顺利进行，特编制溶洞处理施王方案，具体处理方法详见附件。附件：溶洞处理施工方案。新法太道施工单位：中建三局第二建设工程有限责任公司签章：投资单位意见监理单位意见意见在故审表中。跟踪审计意见同意该方案,报业主单位申报指挥部技术负责人意见国按此文康实施,体通当现圾确认俭按摩所发生总计当盗指挥部指挥长意见月意此方案,具体情况应及时通知相关单位现场商议处理接施及计量。专忠华规划建设组意见此方新可作为指导性意见遇溶洞时施方应及时道品监理单明.设计羊化勘影平机制现场削议具体处理措驰.)州表B.0.1施工组织设计或(专项)施工方案报审表工程名称：新港大道北延道路工程EPC项目编号：致：武汉宏宇建设工程咨询有限公司(项目监理机构)成相关审批手续，请予以审查。附：□施工组织设计☑专项施工方案施工方案项目经理经理部溶洞的确定必须有设计,地勘提供的万靠依据。施对程中若发现应及时邀设计.少主算理解审计玩场确认。目监理机构(盖章)总监理工程师(签字)年不根发不根发审批意见：同为按此案实地,具体情况由()现均实施后核实工程量女建设单位(盖章)建设单位代表(签字)新港大道北延道路工程EPC项目编制人：审核人：审批人：中建三局第二建设工程有限责任公司 1 1 1 1 1 1 2 6 6 7 11 12 14 15 15 16新港大道北延道路工程EPC项目溶洞处理施工方案第一章编制依据及原则1.1编制依据(1)《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008);(2)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011);(3)《公路工程技术标准》(JTGB01-2014);(4)黄石新港大道北延道路工程EPC项目施工图纸及地勘报告；(5)其它相关的施工及验收规范、规程。(1)遵守招标文件中的安全、质量、工期、环保、文明施工等的规定及国家法律、湖北省及黄石市的法规。(2)执行现行市政工程施工技术规范和质量验收标准。(3)合理安排施工顺序和工序衔接，统筹兼顾、均衡生产，确保工期。(4)严格执行国家交通部颁发标准、国家规范与规程。(5)充分采用新技术、新工艺、新材料、新设备。(6)文明施工，重视环保，珍惜土地，合理利用，严格执行环境管理体系和职业健康安全管理体系。第二章工程概况本工程位于黄石市阳新县新港棋盘洲，总体走向为南北走向，南起位于韦山村新港大道高架跨越棋盘路接地后，上跨棋盘洲货运铁路，北至河西大道与大棋路相交，是快速进出黄石新港的工业园区通道。工程起点K0+870,止点K4+309.588,全长3.44km,红线宽度30-40m,主线双向6车道，施工内容包括：桥梁工程、道路工程、景观绿化工程、排水工程、电气化工程等。本工程桥梁桩基工程分三部分—-主桥桩基、引桥桩基和匝道桥桩基，主桥39根桩，南引桥200根桩，北引桥324根桩，A匝道桥60根桩，B匝道桥34根桩，本工程共计657根桩，桩径分为φ1.2m、Φ1.6m、φ2.2m三种。第三章溶洞分类3.1溶洞类型判断根据详勘资料拟根据溶洞高度和溶洞内充填物情况，将溶洞区钻孔桩施工分为3类，第一类为裂隙或溶沟，第二类为小溶洞(溶洞高度3m以内),第三类为大溶洞为了根据溶洞的发育规模而在钻孔时采取相应的应当对措施，需对溶洞做判断和分类，岩溶地区溶洞类型按照下表所示的方法进行判断和分类：第一类：填充的溶洞；第二类：半填充或无填充的溶洞。类别溶洞特征填充类溶洞裂隙、溶沟单层洞高小于1m,全充填，漏水或半漏水小型溶槽、溶沟、小裂隙等半填充或无填充类溶洞小溶洞洞高小于3m的半填充、无填充，二层以下串珠状溶洞。大型溶洞(含特大型)二层以上串珠状或单独溶洞高度3m以上全部填充、无填充物、半填充物溶洞。根据设计提供的地勘资料，本工程已知的溶洞情况如下：墩号溶洞分布情况层厚(m)溶洞底标高(m)65#棕褐色；全充填，充填物以黏性无明显掉钻。-5.95A16#无充填物，自动掉钻。0.5+0.2+0.5+0.3第四章施工准备在桩基施工之前必须仔细的核查地质勘查资料，并对溶洞发育情况、溶洞大小、溶洞分布、溶洞填充情况以及溶洞所处标高进行仔细核查。溶洞的确定必须有设计或地勘提供的可靠依据，施工过程中若发现应及时请设计、业主、地勘、监理、跟踪审计现场确认，具体工程量以现场签证为准。2、材料及机械设备的准备(1)备足成孔用水、膨润土、泥浆、粘土、片石、钢护筒等必备材料，确保溶洞钻穿时迅速补浆，预防塌孔，并及时抛填粘土、片石，以恢复正常钻孔作业。(2)要有处理施工故障的备用机具设备，如打捞、吸泥等应急器具。(3)泥浆采用性能良好的袋装膨润拌制，制浆池、储浆池、沉淀池均设在钻机周围，并用循环胶管连接，以形成良好的泥浆循环系统。(4)对特大型溶洞必须实现准备好钢护筒和振动锤等机具。3、现场准备(1)开钻前，针对本桥的地质特点，施工前对施工人员进行地质剖面图交底，让施工人员详尽了解其地质状况，特别是溶洞的分布状况，包括其深度、高程、填充物(2)对填充物进行土工试验，分析其物理力学特性，检测容重、含水量、孔隙率(3)钻机平台应碾压密实，防止钻进时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。平台上可准备2m长的方木若干，以备调整钻机垂直度时使用。每次上班时用十字线法检查钻头位置是否正确；用水平(4)钻机上设置简易浮标，采用两个矿泉水瓶，用细线连接，瓶内有水的一端浮在泥浆面上，瓶内无水的一端挂在钻机操作手的前方，观察泥浆面的高度变化。(5)地质钻探显示有较大溶洞的墩位处，泥浆池尺寸、数量要考虑溶洞处理补浆的需要，并储备造浆用水。在钻孔平台附近准备足够的片石和黄泥，其中黄泥做成泥球状，用塑料薄膜包裹(防止干裂),配备1台装载机和一名司机，当遇到溶洞漏浆时，迅速用装载机将片石和黄泥球抛入孔内，第五章钻机选型及施工工艺本工程场区基岩主要为中三叠-中侏罗统粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、砂岩、砾岩，拟采用冲击钻作为主要施工机械。冲击钻具有破碎效果好，能耗小，孔壁坚固，设备简单，移动方便，泥浆用量少等优点。冲击钻施新港大道北延道路工程EPC项目溶洞处用肱工方场地布Y制作护筒埋制作护筒测量孔深一次清孔孔深孔径钢筋笼、声测管制作及验收导管长度检测孔深孔径钢筋笼、声测管制作及验收导管长度检测孔底沉渣检测钢筋笼、声测管安钢筋笼、声测管安泥浆性能检测设置隔水塞混凝土搅拌及性能检测孔底沉渣检测二次泥浆性能检测设置隔水塞混凝土搅拌及性能检测孔底沉渣检测制作砼试块测量砼顶面标高提拔护筒1、控制合适的泥浆比重及冲程：除钻头上泥块。这样可以有效的防止黏钻及吸钻事故的发生。泥浆比重约为1.30。以加大冲击能量，提高钻进效率。泥浆性能的好坏和不同地层对泥浆指标的跟踪调查，对于桩孔护壁和正常钻进起着至关重要的作用。泥浆循环系统考虑一个循环池、一个沉淀池和一个储浆池，且设置时要考虑正反循环交替使用。充足，并能够达到施工要求。施工前要对泥浆进行试配，试配合格后按此比例大量配中建三局第二建设工程责任有限公司第4页新港大道北延道路工程EPC项目溶洞处理施工方案考虑到本路段的实际地质情况，注入孔底泥浆各项指标按下表控制：泥浆性能指标表相对密度酸碱度钻进过程中应根据地层情况控制好泥浆质量。因砂卵石层钻孔漏浆现象频繁，应备足泥浆、水泥及粘土、膨润土等堵漏材料。2、裂隙岩溶地层钻进注意事项：①冲击钻头操作要平稳，尽可能少碰撞孔壁。②选用圆形钻头钻进，冲程宜小不宜大，加大钻头重量，悬距不宜过大。③遇到裂隙漏失时，可投入黏土，冲击数次后，再边投入黏土边冲击，直到穿过④遇到溶洞时，应减小冲程和悬距，慢慢穿过，必要时可边冲击边向孔内投放小片石或碎石；以冲挤到溶洞充填物中作骨架，稳定充填物。⑤遇到无充填的小溶洞时，如果施工需要，可投入黏土加石块，形成人造孔壁。⑥遇到起伏不平的岩面和溶洞底板时，不可盲目采用大冲程穿过。需投入黏土、片石块，将孔底填平，用十字型钻头反复冲捣，慢慢穿过。待穿过该层后，逐渐增大冲程和频率，形成了一定深度的桩孔后，再进行正常冲击。常遇问题桩孔偏斜头受力不均遇到探头石后，向孔内回填碎石，并采用高冲程击碎探头石基岩面产状较陡遇基岩时，采用的冲程，并使钻头充分转动，加快冲击频率。若发现孔斜，应回填重钻经常检查，及时调整桩孔不圆，呈梅花形，掏渣筒下入检查转向装置，保证钻头转动灵活转动困难调整泥浆的粘度和比重小用低冲程时，每冲击钻进一段后换用高一些的冲程冲击钻进，交替变换，修整孔形冲击钻头发生卡钻，提不钻孔不圆，钻头被孔的狭窄部位卡住上下活动钻头，使钻头脱离卡点，然后修整孔径钻头遇探头石，被卡住向下活动钻头，处理探头石中建三局第二建设工程责任有限公司第5页 新港大道北延道路工程EPC项目起来上部孔壁坍落物卡住钻头用打捞钩或打捞活怒助提未及时焊补钻头侧刃，钻孔直径变小，钻头入孔冲击被卡及时补焊钻头侧刃，修整变小的孔端在粘土层中冲程太高，泥浆粘度过高，以致钻头被吸住用优质泥浆替换孔内粘度过高的泥浆放绳太多，冲击钻头倾倒，顶住孔壁使用专门工具将钻头拔正钻头脱落钢绳磨断，或绳卡松脱，或冲锥本身在薄弱处折断用打捞活套打捞：用打捞钩打捞；用冲抓锥抓取转向装置与锥顶的连接处脱开经常检查，预防掉锥孔壁坍塌冲击钻头或掏渣筒倾倒撞击孔壁探明坍塌位置，将砂和粘土混合物回填塌孔位置以上1～2m,夯实后再重新冲孔泥浆比重偏低，护壁作用差调整泥浆比重孔内泥浆液面低于地下水位提高泥浆液面遇流砂、软淤泥、破碎地层或松砂层钻进时进尺太快严重塌孔，用粘土、泥膏投入造壁防塌第六章溶洞处理措施6.1主要施工方法从现场地质勘查报告、土层以及现场溶洞区域内桩基施工过程分析，溶洞的发现存在三种情况：①根据勘查报告确信桩位存在溶洞；②勘查报告未显示溶洞存在，但在钻孔过程中发现溶洞存在；③勘查报告未显示溶洞存在，在钻孔过程中也未发现溶洞，但在混凝土灌注过程发现溶洞存在。针对地①、②种情况，主要有以下A、B、C三种处理方法：对于填充的溶洞：方案A:对于充填较好的溶洞，普遍存在漏水或半漏水现象，通常在钻孔前进行预注浆处理；处理后若钻孔过程中发现漏浆可抛填片石、粘土冲砸密实、补浆后再钻进。首先进行预注浆处理，对孔壁四周进行固化，可尽量防止在成孔过程中发生泥浆泄露、孔壁坍塌。然后根据溶洞情况，选择如下两类方法处理：方案B:对小溶洞，先对溶洞顶部成孔，然后用小冲程凿穿溶洞顶板。若钻进过程中泥浆损失较慢，应及时补充泥浆，并抛填片石、粘土块充填挤实后再钻进；若钻进过程中泥浆损失较快，必要时可采取参加速凝剂或水玻璃的水泥砂浆、混凝土进行封堵，并应及时补充泥浆。方案C,对于大型或特大型溶洞，宜采用下纲护筒跟进钻孔，辅以片石、粘土块封墙的方法。对于糖芦串珠状的溶洞，根据情况采用多层钢护筒递进的方法钻进。针对第⑨种情况，必须连续浇筑混凝土，确保桩身完整性。类别溶洞处理方案适用范围预处理措施主要施工方法1片石、粘土充填溶槽、溶沟、小裂隙、单层大溶洞对高度超过1m的溶洞采用注水泥浆堵塞溶槽、溶沟、小裂隙起到护壁作用2片石、粘土充填或者钢护筒跟进法大型、特大型溶洞并有多层溶洞注水泥浆利用水泥浆预处理固化填充物。钻孔过程中采用片石、粘土冲填造壁，无法填充造壁则采用钢护筒跟进办法。6.2预压浆处理措施原理：在岩溶发育区域桩基施工前，在桥梁桩基承台范围对溶洞进行预注浆处理，填塞溶洞内空腔，固化溶洞内填充物，防止桩孔与溶洞、溶槽连通，避免桩孔内护壁泥浆流失导致塌孔，并在土层及岩体界面形成隔水帷幕，阻隔上层滞水与岩溶水的联系，同时对岩体上覆盖砂层进行水泥浆固化处理。1000桩注浆孔平面布置1500-2000桩注浆孔平面布置1000桩注浆孔平面布置灌浆工程施工工艺流程：主要由四道工序组成，施工工序分别为：钻孔、下注浆管(套管)、注浆、封孔建三局第二建设工程责任有限公司第7页程序为：①根据地勘报告、桩基桩位图布置注浆孔→②放点→③钻机就位→④钻进成孔→⑤选择注浆方法→⑥注浆→⑦达不到注浆结束标准间歇→⑧重复④~⑥→⑨结束移孔(达到注浆标准)1)钻孔机械选择地层覆盖层为粘土、砂土，基岩为灰岩和溶洞组成，软硬不均，钻孔机械采用2)钻孔直径选择3)钻机就位摇摆、不移位，孔位误差不大于5cm。4)钻进施工进，直接钻入基岩0.5米，钻进过程中对于土层和砂层采用泥浆(循环水)护壁工艺下套管：钻至基岩0.5米后，下入直径为110mm套管，并嵌入基岩；套管出露地表0.2～0.5米。用水泥砂浆固结套管，并将孔口套管四周捣实封闭，防止浆液从套管周围串出，影响注浆效果。基岩钻进：待固结套管水泥初凝后，改用直径为89mm金刚石钻头继续钻进。循环水应用清水，如遇岩层破碎或构造带使钻进困难时，可采用泥浆循环，但终孔前用清水冲洗，直至返清。钻进时注意岩溶空洞会出现掉钻具的危险，应量测空洞的深度、大小、充填物的情况。钻孔冲洗：钻进至设计孔段注浆深度，在注浆前均进行钻孔冲洗。冲洗的目的是清除钻孔中残留的岩粉、钻屑和岩石裂隙中充填的粘土杂物。对于采用清水钻进的孔段，同时又漏水的钻孔，灌浆时则不进行长时间的冲洗。终孔：钻至溶洞底板以下设计要求，按要求做注水试验；自检合格；请监理工程中建三局第二建设工程责任有限公司第9页钻孔质量控制：施工人员必须认真填写钻孔记录，详细记录地层变化，确保较高的岩芯采取率和每孔残留岩芯小于20cm,达到设计孔深后用清水洗孔，以保证孔内干净、无岩屑。注浆分段：根据地层岩性变化，进行分段钻进成孔，分段注浆。①表层杂填土层采用低压注浆，孔口压力控制在0.2Mpa以下，同时应观察地面及周围有无异常，控制注浆量；②遇土洞应采用低压注浆，孔口压力控制在0.2～0.5Mpa以内；③岩石与土层接触处，压力不小于注浆段静水压力的2倍；④进入可溶岩层继续分段注浆，根据岩石钻进中漏水、漏浆、溶洞发育以及充填情况选择一次还是分段注浆。各分段之间应有间歇，①~③间歇时间一般24h,注浆量少或加水玻璃注浆，间歇时间可适当缩短；岩层内间歇时间为浆液初凝以后，终凝之前。钻至岩面1.00m以上时，下套管，套管直径不小于108mm。岩溶注浆：岩石裂隙的发育情况、地下水的渗流速度、止水封堵的空间容积及其连通性的差异是千变万化的。要取得好的注浆效果，必须认真的掌握好、控制好每一注浆段的注浆全过程，掌握好注浆的几个重要参数。①注浆段长控制原则划分：a将裂隙相同的岩层划分在同一个段长内，力求使浆液均匀扩散；b裂隙发育程度相差较大的含水层，不宜划分在同一段长内，以保证注浆质量和减少不必要的浆液浪费；c涌水量大、裂隙较宽时，注浆长应与注浆泵的供浆能力(泵量)相适应，泵量小，注浆段长度应当缩小，以保证浆液有足够的扩散半径；e注浆段长一般应根据现场实际情况灵活掌握。②注浆压力：注浆压力是浆液扩散的动力，是检测浆液在裂隙中充填扩散过程是否正常的主要依据。注浆压力系指注浆段所承受的全压力。施工过程中将压力表安装在孔口回浆管路上。为保证注浆质量、浆液扩散半径，注浆压力采用静水压力的2倍，循环式注浆采用下式计算：P1——孔口压力表压力(MPa)Pf——管路压力损失(MPa)浆液浓度的变换，一般在岩层中注浆连续灌注40分钟仍不起压，则改用浓一级若遇到比较大的溶洞，应缩小注浆段长，作特殊情况下的注浆。主要措施有：以大溶洞底板作为注浆段的段底，采用压力水冲洗钻孔，尽量排出溶洞内充填物中的细小颗粒。如溶洞特别大可适当投入粗骨料，并同时注入清水，加速细粒扩散，采用浓浆低压，必要时加水玻璃速凝剂。若注浆压力仍不升高，则限制注浆量或采用间歇注浆等有效处理措施。⑤注浆结束标准注浆结束标准对注浆质量起控制作用，掌握好注浆结束注浆过程中注浆压力均匀持续上升达到设计终压，同时注浆段单位时间吸浆量<10新港大道北延道路工程EPC项目溶洞处理施工方条1、遵守国家有关工程质量的法律法规，坚持“质量第一”的方针。建立和项目质量管理体系，系统全面的进行项目工程质量管理。2、坚持以项目经理为第一责任人，建立各级责任人层层负责的质量管理组构，并明确各级工程质量责任岗位职责，做到工程质量管理组织化、程序化。3、做好工程质量宣传和教育工作，提高全员质量意识。4、做好职业技术培训工作，坚持持证上岗，努力提高施工人员素质。5、制定详细的工程质量管理制度，使施工操作规范化，质量职责奖惩制度化，6、编制详细的施工技术方案和操作规程，明确质量标准，做好工前技术交底班前技术交底，加强施工技术控制，保证施工按照规范和质量标准进行。7、施工过程中每完成一道工序，现场施工技术人员必须填写相关记录表格，和项目质检人员一起进行自检，自检合格之后报请监理工程师进行抽查，检查合格对相关记录进行签证。检查时项目质检人