穿越尾礦庫溶洞帶樁基施工預(yù)案

1、紅河州新安所至雞街高速公路建設(shè)項(xiàng)目（K12360K16130）子福尾礦庫地質(zhì)鉆探、樁基施工可能造成滲漏專項(xiàng)預(yù)案編制： 審核： 批準(zhǔn)： 云南建工集團(tuán)有限公司紅河州新安所至雞街高速公路項(xiàng)目經(jīng)理部 年 月目錄一、工程概述- 1 -1、工程概況- 1 - 2、平面布置圖- 1 - 3、現(xiàn)場原地貌圖- 2 -二、編制的目的- 2 -三、防滲預(yù)案- 3 - 1、地勘鉆孔遇溶洞的處理措施- 3 - 2、橋梁樁基施工中溶洞處理措施- 3 - 3、混凝土灌注- 6 -四、安全、質(zhì)量保證措施- 6 -1、安全保證措施- 6 -2、質(zhì)量保證措施- 7 -五、環(huán)保水保措施- 8 -子福尾礦庫地質(zhì)鉆探、樁基施工可能造成

2、滲漏專項(xiàng)預(yù)案一、工程概述1、工程概況甲介山1#特大橋位于紅河州新安所至雞街高速公路K14+433K16+083(左幅) ，孔跨布置41×40m跨；2#特大橋位于K14+433K16+125(右幅)，孔跨布置 42×40m跨。橋臺結(jié)構(gòu)0#臺采用樁基輕型橋臺，終點(diǎn)橋臺采用U型橋臺。甲介山特大橋34#39#墩經(jīng)過子福尾礦庫，34#36#處淺水區(qū)，37#39#處深水區(qū)，水深3-6m（目前水深3.5m）。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查該地段巖溶發(fā)育，地勘、樁基施工極可能遇到溶洞，產(chǎn)生滲漏，對地下水造成污染。我項(xiàng)目部2015年12月29日對尾礦庫水取樣委托“云南交通土木工程檢測研究中心”檢測，結(jié)論：該水各

3、項(xiàng)指標(biāo)均滿足混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)。2、平面布置圖3、現(xiàn)場原地貌圖二、編制的目的地勘、樁基施工過程中，一旦鉆穿溶洞發(fā)生滲漏，控制滲流攜帶的污染物對地下水的影響，有效的啟動針對性的預(yù)案施工措施，以免造成滲漏事故。三、防滲預(yù)案1、地勘鉆孔遇溶洞的處理措施（1）、首先分析一下孔壁是否穩(wěn)定，會不會出現(xiàn)卡鉆、埋鉆情況。如果肯定不會，就進(jìn)一步看看沖洗液漏失情況。如果沖洗液漏失不嚴(yán)重，可以采用降壓鉆進(jìn)方法，在溶洞的底部慢慢磨出一個小孔，當(dāng)小孔的深度達(dá)到0.5m左右時，就可以恢復(fù)正常鉆進(jìn)。（2）、如果孔壁穩(wěn)定、沖洗液漏失嚴(yán)重，可采用投粘土或粘土球的方法堵水。當(dāng)孔深大于15m時，粘土或粘土球是不容易到底的，可以用鉆具往

4、下壓送。 （3）、如果孔壁雖不穩(wěn)定，但溶洞高度不大、不會出現(xiàn)嚴(yán)重坍塌時，也可用投粘土或粘土球方法進(jìn)行護(hù)壁。 （4）、如果孔壁很不穩(wěn)定、溶洞高度大，可能出現(xiàn)嚴(yán)重坍塌和甚至報廢時，先研究一下溶洞的深度位置。如果深度不大，例如在孔深15m處，就可采用套管護(hù)壁，變徑鉆進(jìn)的方法。原來是110孔徑，可下108套管，再改用89鉆具鉆進(jìn)。為了預(yù)防孔內(nèi)事故，在開孔口徑就留一級、甚至兩級的余地。（5）、如果孔壁不穩(wěn)定且溶洞深度較大，如用套管護(hù)壁，變徑鉆進(jìn)方法?？赡軙驘o法回收套管造成成本過高時，可以采用水泥漿固結(jié)后，重新鉆進(jìn)的方法。為了節(jié)約時間，固孔水泥漿可以添加速凝劑，一時沒有速凝劑時，可以用食鹽。（6）、地勘

5、完成后，為了防止尾礦水從探孔溶洞中滲漏到地層，污染水源，在溶洞頂以上2米孔長范圍內(nèi)采取粘土球封堵，剩下孔長采用防滲水泥漿灌注，達(dá)到防滲目的。2、橋梁樁基施工中溶洞處理措施  該尾礦庫施工過程中，遇到了較大溶洞，該段樁基施工遇到溶洞的可能性很大，作為地下隱蔽工程，給施工帶來很大困難。如處理方法不當(dāng)，往往會造成掉鉆、卡錘、埋錘、梅花孔、漏漿、塌孔等事故發(fā)生,甚至威脅橋梁運(yùn)營安全。因而充分了解橋區(qū)樁位所遇溶洞的發(fā)育規(guī)律、基本形態(tài)、規(guī)模大小、溶穴頂板巖層厚度、完整性、洞內(nèi)充填物形狀等，采取穩(wěn)妥的措施，保證施工的順利進(jìn)行，十分重要。如鉆孔施工過程中發(fā)生過漏漿、地面塌陷等事故，增加難度且影響進(jìn)度

6、。因此，在施工首根樁時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計資料出入較大后，選擇逐樁超前鉆探,并按設(shè)計樁尖標(biāo)高在完整基巖內(nèi)加深5m ，確保橋梁的安全可靠性。 溶洞按其填充狀態(tài)可分為空的、半填充的和完全填充的三類；按其填充物的性質(zhì)可分為粘性土、砂礫和稀土三類；按其漏水情況可分為漏水和不漏水兩類。根據(jù)具體的地質(zhì)條件，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面經(jīng)過比較，可以采用靜壓化學(xué)灌漿法、加片石和粘土沖擊法、套內(nèi)護(hù)筒法等施工技術(shù)配合使用處理溶洞。（1）樁基對溶洞的處理：橋樁基精確放樣后，在樁基施工平臺上用地質(zhì)鉆于樁中心進(jìn)行超前鉆，必要時增加鉆位。根據(jù)超前鉆的結(jié)果，確定護(hù)筒的打入深度。根據(jù)溶洞的不同類型，最后決定采用三種不同的施工方案。方案

7、1：當(dāng)溶洞內(nèi)有填充物填滿或有流砂的，或當(dāng)溶洞為空洞或填充物不滿（水洞）且深度在3m以內(nèi)的，在鉆孔樁施工前先進(jìn)行預(yù)處理，采用靜壓化學(xué)灌漿法固填充物和流砂，或用此法填滿溶洞，在固結(jié)體達(dá)到一定強(qiáng)度以后再鉆孔施工。方案2：在現(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)備足夠的小片石或狗頭石（直徑10-20cm）和粘土，粘土要做成泥球（15-20cm），遇到漏漿時，填入片石、粘土、水，多次、反復(fù)沖擊，使孔位的孔壁周圍形成結(jié)實(shí)的護(hù)壁成孔，穿過溶洞。方案3：當(dāng)溶洞為空洞，且深度在3m以上的，擬用套內(nèi)護(hù)筒法施工，即用內(nèi)護(hù)筒穿過溶洞的施工方案。（2）施工方法：1）靜壓化學(xué)灌漿法：溶洞預(yù)處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間并達(dá)到一定的強(qiáng)度（

8、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(fā)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。溶洞預(yù)處理施工，在鉆孔樁施工之前進(jìn)行，相當(dāng)于在樁基礎(chǔ)施工過程中，于鉆孔樁施工工序之前加入一道預(yù)處理工序，與樁基施工的各工序一起形成流水作業(yè)。處理方法選擇由于溶洞埋藏較深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理，有效的處理方法是灌漿法。而在眾多的灌漿法中，因溶洞的不規(guī)則性，決定了其處理的最有效和比較經(jīng)濟(jì)的方法是靜壓化學(xué)灌漿法。因此，采用靜壓化學(xué)灌漿法，同時也可兼用噴射灌漿法，促進(jìn)填充物強(qiáng)度的加強(qiáng)。 靜壓化學(xué)灌漿的加固特點(diǎn)漿材可在幾秒或在幾十秒內(nèi)瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內(nèi)

9、且不流失，材料的利用率高，比較經(jīng)濟(jì)。漿材的結(jié)石率為100，即1m3體積漿材可得1m3結(jié)石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結(jié)砂和礫的；對于溶洞中的稀土、亞粘土等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對于無填充物和半填充溶洞的空間，漿液是通過充填作用填滿溶洞的。漿液在土體中的滲透擴(kuò)散方向是往小主應(yīng)力面方向，漿液固化后，小主應(yīng)力面得到加固，而原次小主應(yīng)力面變成小主應(yīng)力面。這樣，通過對小主應(yīng)力面反復(fù)不斷的加固，一方面滲透、擠密溶洞中的土體的空隙，充填溶洞的空間，在樁體周圍形成防水帷幕，防止流砂和保證護(hù)壁泥漿不流失；另一方面，提高溶洞中土體的承載力和抗剪力形成擋土墻，防止坍孔。 靜壓

10、化學(xué)灌漿的關(guān)鍵在于漿材的配方和工藝。工藝設(shè)計 布孔：在超前鉆有溶洞的樁位四周均布4個灌漿孔。 鉆孔：孔徑80mm，孔深要求達(dá)到最深溶洞的底部。 材料：普硅425水泥（新標(biāo)準(zhǔn)為普硅325mpa水泥）與化學(xué)漿。 工藝：采用雙液灌漿系統(tǒng)進(jìn)行全孔灌漿，要求少量多次、反復(fù)灌漿。主要施工機(jī)械設(shè)備 主要機(jī)械設(shè)備有：bw250泥漿泵，bw150泥漿泵，100型鉆機(jī)，泥漿攪拌機(jī)和貯漿槽，高壓灌漿管及其配件。2）加片石和粘土沖擊法在施工過程中配備一臺挖機(jī)，司機(jī)隨時候命。根據(jù)沖孔進(jìn)尺和沖繩拌動的情況，結(jié)合孔樁所處的地質(zhì)描述圖、判斷出孔底位置是否是進(jìn)入巖層，在1-1.5m范圍內(nèi)變換為小沖程，逐漸將以防止卡錘。在入巖后

11、要有專人觀測護(hù)筒內(nèi)泥漿面的變化，根據(jù)沖孔的進(jìn)尺情況，如果進(jìn)尺由慢突然變快，或泥漿面突然下降，這時說明擊穿了未知溶洞，當(dāng)遇到溶洞漏漿時，迅速挖起片石和粘土填孔，同時集中水泵往孔內(nèi)大量補(bǔ)水。應(yīng)迅速補(bǔ)水和改變沖程以防止斜孔和卡錘。如果此時出現(xiàn)斜孔，則采用塊石和粘土對斜孔部位全部回填，重新沖擊成孔。3）套內(nèi)護(hù)筒）施工方法內(nèi)護(hù)筒長度的確定護(hù)筒長度lh3（m）（h為地質(zhì)超前鉆確定的溶洞高度） 內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑的確定內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于Ø190cm，同時外徑應(yīng)小于外護(hù)筒內(nèi)徑5cm左右，如果只下一次內(nèi)護(hù)筒（一層溶洞），內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑選用Ø200cm，壁厚為1cm，則外徑為205cm。當(dāng)遇到第二層溶洞時，

12、第二層溶洞的內(nèi)護(hù)筒（即第三次護(hù)筒）選用195cm內(nèi)徑。 溶洞頂部沖孔 根據(jù)超前鉆的資料，沖擊鉆機(jī)接近溶洞以上樁長采用鉆徑200cm的鉆頭；當(dāng)鉆孔施工接近溶洞頂部時，沖孔鉆頭外徑195cm。用沖擊鉆沖孔時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅(jiān)固，提升高度一般不超過50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須先經(jīng)測試檢查，其它施工工藝及注意事項(xiàng)與常規(guī)相同。 內(nèi)護(hù)筒的沉放方法 a當(dāng)沖擊穿過溶洞頂部時要反復(fù)提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的，此時用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護(hù)管，用吊機(jī)（或沖機(jī)自吊）把內(nèi)護(hù)筒放入外護(hù)筒內(nèi)至孔底。到孔底后，內(nèi)護(hù)筒不會靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉

13、淀物等）。b護(hù)筒沉設(shè)利用鉆機(jī)進(jìn)行，利用鉆頭的重量，使內(nèi)護(hù)筒隨鉆頭的鉆進(jìn)而下沉，直到溶洞的底部。 內(nèi)、外護(hù)筒間空隙及內(nèi)護(hù)筒與溶洞底部間空隙的處理 a在內(nèi)護(hù)筒底部及頂部100cm范圍內(nèi)回填砂、碎石，中部回填中砂。 b用高壓噴射灌漿法（施噴法）對回填體進(jìn)行灌漿處理。灌漿后，內(nèi)護(hù)筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液沖填固結(jié)，固結(jié)強(qiáng)度要求達(dá)到30mpa，其抗?jié)B系數(shù)可達(dá)107ms。灌漿處理后，即可重新沖孔。 c在內(nèi)護(hù)筒頂部及底部100cm范圍內(nèi)回填小碎石素水泥混凝土，內(nèi)護(hù)筒中部回填砂，同樣能起到堵塞空隙的目的。 d對于需要處理多層溶洞的樁基，一般仍采用上述灌漿法填充固結(jié)空隙進(jìn)行施工。目的是為了增加溶洞底部（同時

14、有可能是下層溶洞的頂部）附近填充物的密度和強(qiáng)度，并且增加內(nèi)、外護(hù)筒間的膠合力。 e重新沖鉆，直至嵌入完整基巖。當(dāng)符合設(shè)計及規(guī)范要求時，經(jīng)監(jiān)理工程師同意即可終孔，此樁即成孔。成孔后的工序工藝與常規(guī)相同。 3、混凝土灌注 樁基成孔后，為了保證樁基不滲漏尾礦水，采用P8防滲混凝土灌注?？偨Y(jié)：在施工中可能出現(xiàn)方案中沒有遇見的問題，在施工中要分析清楚原因，再采起針對性的方法，及時向業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、專家的溝通，共同研究解決的辦法。四、安全、質(zhì)量保證措施1、安全保證措施(1)沖孔樁施工時，應(yīng)查明土洞、溶洞分布范圍和類型，確定處理方案；技術(shù)人員及沖孔作業(yè)人員應(yīng)充分掌握地質(zhì)情況，每個施工段的地質(zhì)資料都發(fā)給相關(guān)

15、人員，讓其充分了解施工作業(yè)點(diǎn)地質(zhì)情況，做到施工時心中有數(shù)；施工中如遇到溶洞，發(fā)生坍孔，則操作手先提起沖錘，人離開鉆機(jī)，挖掘機(jī)迅速鏟起片石和粘土（不要時加水泥）填孔，同時集中水泵往孔內(nèi)大量補(bǔ)水，以防止斜孔和卡錘。待處理完成后，再進(jìn)行重新沖孔作業(yè)。 (2)沖孔過程中，非相關(guān)人員距離鉆機(jī)不得太近，防止機(jī)械傷人、挖掘機(jī)處理地面塌陷時，現(xiàn)場應(yīng)有警戒人員，無關(guān)人員不得進(jìn)入挖掘機(jī)旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。(3)鉆孔接近溶洞時，必須嚴(yán)格掌握松繩量，要勤松、少松，防止擊穿巖殼卡住鉆頭。(4)鋼筋籠吊裝過程中必須注意：對接完畢，必須檢查作業(yè)人員的腳是否縮回，防止鋼筋籠下放時將腳刮傷甚至將人帶入孔中的事故發(fā)生；吊裝前應(yīng)檢查鋼筋籠

16、中是否有余料未清除，吊裝過程中無關(guān)人員禁止進(jìn)入警戒區(qū)內(nèi)。(5)鉆機(jī)提升拆除導(dǎo)管過程中，各現(xiàn)場人員必須注意吊鉤位置，以免將頭砸傷。導(dǎo)管安裝須注意：導(dǎo)管對接必須注意手的位置，防止手被導(dǎo)管夾傷。(6)砼澆注過程中，砼攪拌運(yùn)輸車倒車時，指揮員必須站在司機(jī)能夠看到的固定位置，防止指揮員走動過程中栽倒而發(fā)生機(jī)械傷人事故。輪胎下必須墊有枕木。倒車過程中，車后不得有人。(7)鋼護(hù)筒接長安設(shè)時，操作人員不得在吊錘下作業(yè)。(8)施工時的高壓泥漿泵應(yīng)做好以下安全檢查工作：泵體內(nèi)不得留有殘?jiān)丸F屑，各類密封套完整良好，無泄漏現(xiàn)象；安全閥中的安全銷要進(jìn)行試壓檢驗(yàn)，必須確保在規(guī)定達(dá)到最高壓力時，能斷銷卸壓，決不可安裝未經(jīng)

17、試壓檢驗(yàn)的或自制的安全銷；指定專人管理，壓力表定期檢修，保證正常使用。2、質(zhì)量保證措施（1）施工組織管理方面的措施1）邀請?jiān)O(shè)計、監(jiān)理、科研和大專院校等單位專家參加技術(shù)攻關(guān)研討會，制訂切實(shí)可行的施工方案。2）對施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，制定相應(yīng)的規(guī)章制度，使施工人員有章可循，強(qiáng)化組織指揮，建立必要的獎懲制度。3）組織技術(shù)革新、質(zhì)量管理和科技攻關(guān)組。（2） 施工技術(shù)措施溶洞地質(zhì)同一般地質(zhì)相比較，其特點(diǎn)表現(xiàn)在它的非均質(zhì)性和非密實(shí)性，反映在鉆孔施工中的形式為：a空隙漏漿造成塌孔；b難以形成符合設(shè)計樁徑的標(biāo)準(zhǔn)圓孔；c水下砼灌注流失無法估量，容易造成斷樁。1）漏漿、坍孔的技術(shù)對策 要求鉆機(jī)操作人員隨時對照地質(zhì)

18、鉆探資料檢查孔內(nèi)水頭高度、泥漿稠度和鉆頭負(fù)荷是否正常。 長護(hù)筒跟進(jìn)。 進(jìn)行散拋填。將堅(jiān)硬片石、粘土及水泥作成混合物，視漏漿程度反復(fù)拋填沖擊。2）偏孔的技術(shù)對策 溶溝、溶槽、巖面起伏不平。在鉆孔穿過覆蓋層或溶洞填充物接觸溶洞頂板時，鉆孔速度會明顯降低，主繩擺動大，遇此情況應(yīng)馬上提出鉆頭，拋入堅(jiān)硬片石、碎石和塊狀黃土，以小沖程沖擊，待沖到原位后第二次拋入相同配備的混合物以大沖程沖擊，反復(fù)進(jìn)行，直到不偏孔為止。 溶洞側(cè)壁侵入孔徑。以加入大塊片石為主，并適當(dāng)降低泥漿比重，回填后以小沖程鉆進(jìn)，鉆頭平穩(wěn)后再加大沖程造孔。3）卡鉆的技術(shù)對策 鉆機(jī)操作人員隨時觀察鉆機(jī)負(fù)荷和主繩擺動情況，發(fā)現(xiàn)卡鉆征兆及時提起鉆頭進(jìn)行拋填處理。 在距溶洞頂板以上30-50cm處改變鉆孔沖程和沖擊次數(shù)，采