溶洞处理专项方案.doc

目录一 工程概况2二 施工准备2三 溶洞段钻孔施工方案33.1 片石回填33.2素混凝土回填43.3 注浆法4 机具材料准备4 注浆施工5四 溶洞段钻孔轻易出现问题及处理方法6五 施工应急处理方法65.1 施工中碰到溶土洞应急方法65.2多种溶洞处理方法75.3过串珠状溶洞应急处理方法8六 质量确保方法96.1 施工组织管理方面方法96.2施工技术方法9七 安全确保方法10人工费一 工程概况北，和3号线一期工程客运中心站接轨，用地计划面积约为23.71公顷，总建筑面积68674.1，其中地下库区建筑面积为61781.7，地面建筑面积为6892.4。地下库区为地下一层二至十跨矩形框架结构，在库区上方综合楼为框架结构（地下二层，地上五层），主体形状不规则，呈刀把状。全标段共有抗拔桩1107根，直径全部为1m。依据地质钻探结果，并结合抗拔桩平面部署图发觉部分桩基处于溶岩地域。为了确保岩溶发育地域钻孔灌注桩施工过程中不漏浆，或漏浆但不发生坍孔，确保桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求，特做溶洞处理施工方案。二 施工准备依据地质钻孔柱状图、剖面图得出溶洞最长达18米，最高1.8米，溶洞内基础没有填充物质。1 全方面了解桩位地质情况。除了原设计提供地质勘探汇报外，施工前在有溶洞发育地域还要进行逐桩钻探，方便更多地掌握每个桩位地质情况，另外还应结合相邻桩基地质钻探情况，综合分析以了解这一片范围内地质改变情况，并将相关地质情况进行具体交底。2 准备对应钻孔机械。桩基成孔机具关键采取旋挖钻机。3 物资材料要贮备充足1）钢护筒。依据地质汇报，应贮备护筒至溶洞底口50cm左右深钢护筒，钢护筒采取5mm钢板卷制而成，护筒内径比桩径大20cm，护筒顶要高出施工水位或地下水位1.5m，并高出施工原地面0.3m。2）粘土和片石。粘土和片石按体积比按1：1配置，配置量应依据溶洞洞深大小来计算决定，通常计算按扩散角45计算，填筑超高1m左右，但现场准备量通常要按计算量1.5倍贮备。3）水源准备。地下库区水源溃乏，所以现场必需要准备好充足水源，方便在泥浆流失时快速补浆。4 备用机械要到位当钻机深度靠近溶洞顶部时，为了立即快速回填处理溶洞，现场要安排以下机械进行现场值班，直到溶洞处理成功为止。关键参与工程机械有挖掘机、装裁机、25t汽车吊机、发电机、运水车等。5 人员准备当现场钻机靠近溶洞顶部时，为加强协调现场施工，现场除了派遣机械操作人员值班外，还要派技术人员和关键管理人员现场值班，确保现场施工协调一致。三 溶洞段钻孔施工方案3.1 片石回填1 钻孔施工前将每桩孔位地质情况作出交底，让各参与施工人员对本桩情况充足了解。2 桩基开孔次序遵照先难后易标准，即依据地质钻探汇报，在小范围采取先深后浅、先大后小、先多后少标准。3 钻孔进深靠近溶洞顶部0.5m时，应减缓慢进尺。4 孔深离溶洞顶0.5m左右，将先准备好护筒插打到位。5 利用钻头将溶洞钻穿，然后快速补充片石、粘土和水，片石大小10-15cm为宜，片石、粘土按体积比1：1投放，同时补充水，确保孔内不塌孔，片石回填高度超出溶洞顶口高度大于1m。6 继续进行钻孔，若发觉泥浆泥失严重，再反复投入片石和粘土，直到将溶洞填满，确保孔内泥浆不渗漏。7 成孔靠近溶洞底部时，继续将护筒跟进，基础靠近岩面，确保成孔安全，也确保砼浇注安全。8施工注意事项：亲密注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位改变，预防不正常情况发生。如发生漏浆现象，立即处理。3.2素混凝土回填采取正常成孔方法施工，当钻穿溶洞漏浆时或碰到倾斜岩面时填入低标号混凝土，间隔一定时间后采取旋挖钻成孔。1）混凝土标号及配合比 混凝土可采取C20（C15、C10也可）素混凝土，为立即提升混凝土强度，节省施工时间，应在混凝土中掺加一定早强剂，提升素混凝土早期强度。2）掺加方法：对于倾斜岩面，为校正孔位，回填素混凝土应和斜岩面顶面平齐，对于溶洞处，回填顶面高于溶洞顶板50cm。3）施工注意事项：待溶洞完全填充且强度达成后方可进行桩基施工。4）关键适用范围及优势：适适用于中、小溶洞，有没有填充物均可采取此方案。施工方法简单，造价相对较高。3.3 注浆法注浆施工目标是对岩溶地层进行加固和堵漏桩位以满足钻孔桩施工条件，注浆施工部位是桩四面一定范围内含有漏浆隙或漏浆溶洞底层。 机具材料准备 依据地质情况选择适宜工程地质钻机，施工注浆孔，每根桩补充14个地质钻探孔，并补充详勘地质资料。 选择注浆机及对应注浆设备。注浆机注浆压力通常在0.20.7Mpa之间。 注浆物质，通常采取强度较低粘土水泥浆或强度较高纯水泥浆，比较而言前者分散度和亲水性很好，且稳定性大大提升；另外还能够采取灌注效果愈加好丙凝浆液等化学浆液，但要考虑施工效果及经济比较。注浆物质配比由试验确定。 其它常见设备。 注浆施工 注浆孔布设：注浆孔通常部署在钻孔桩中心及状侧四面一定范围内，当钻探发觉较复杂地质情况或异常时，还需补充钻孔。 确定注浆控制指标：依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：通常采取泥浆循环钻进，先在孔位上打入钢护筒作为引孔，并保持一定泥浆水头压力，以预防塌孔，假如在地质松散砂砾石层。通常采取套筒护壁，注水钻孔，钻进过程中一旦发觉孔口水头快速下降时，则说明钻至漏水岩溶地层，需要进行注浆处理。 钻孔次序，通常按先深溶洞后浅溶洞，并按每根钻孔桩中心位置先外围后内侧次序进行，以利用靠内侧孔检验外围孔位堵漏效果。钻孔过程中，须具体做好勘探统计及检测相邻孔注浆效果。 注浆施工通常步骤：钻孔并观察孔口泥浆发觉漏浆地层清洗钻屑及孔壁松软料进行压水试验以取得相关地层渗透性等资料注浆。注浆施工通常采取自上而下孔口封闭分段或自上而下栓塞分段注浆法，而不采取自下而上注浆方法，自上而下孔口封闭分段注浆法，即当钻至漏浆地层，封闭注浆在钻探孔孔口进行注浆，当浆液终凝后继续向下钻进，再次发觉漏浆地层则反复第一次注浆步骤，直至终孔才完成该孔注浆。这种方法优点是注浆时需封闭孔口，操作方便，节省时间，且渗漏地点能够自行复灌，缺点是孔口封闭常不够严密，造成漏浆或缺压。 自上而下栓塞分段注浆方法所不一样是孔内栓塞封堵替换直接封闭孔口，这么堵塞更严密，而且能够取得比较正确压水资料，使用何种方法通常需要达成效果进行选择。注浆结束前，用最大灌浆压力闭浆30min左右。四 溶洞段钻孔轻易出现问题及处理方法1 部分地质钻孔情况和实际有出入。因为地下溶洞形状千奇百态，依据地质钻孔只能宏观判定溶洞大约情况，往往施工过程中会出现提早钻穿溶洞现象。为避免这种情况发生，要求钻孔施工人员不仅熟悉地质钻探汇报，还要在施工过程中全方面掌握现场动态，尤其是出现塌孔时要慢速钻进，同时其它准备工作要准备充足。2 卡钻多数情况是溶洞顶口口径没有钻圆，也可能有探头石情况。通常采取慢慢调整钻进速速，提出钻头，再回填片石后缓慢钻进。3 斜孔多数情况是溶洞底板面不平，造成钻头斜钻。处理这种斜孔方法是回填片石，也能够用水下混凝土进行封底浇注，待强度达80%后再用缓慢钻进，再次钻进过程中要加强观察，确保施工成功。五 施工应急处理方法5.1 施工中碰到溶土洞应急方法在施工中可能碰到未知溶土洞，当钻穿破溶，孔内泥浆速度流失，造成砂层段孔壁内外压力失稳而溜坍，严重时可引发地面塌陷。技术人员及钻机充足掌握地质情况，每个孔地质资料全部发给相关人员，让其充足了解溶洞位置，大小等，做到冲孔时心中有数。在现场应准备足够小片石（直径10-15cm）和粘土，粘土要做成泥球（15-20cm），同时组织足够水源。在施工过程中配置一台装载机，司机随时候命。依据钻孔进尺情况，结合孔桩所处地质描述图、判定出孔底位置是否是进入岩层，在1-1.5m范围内缓慢进尺。在入岩后要有专员观察护筒内泥浆面改变，依据钻孔进尺情况，假如进尺由慢忽然变快，或泥浆面忽然下降，这时说明击穿了溶洞，当碰到溶洞漏浆时，快速铲起片石和粘土填孔，同时集中水泵往孔内大量补水。应快速补水和改变钻进速度以预防卡钻。假如此时出现斜孔，则采取块石和粘土对斜孔部位全部回填，重新钻孔。在溶洞内钻进时，依据填充物不一样，要采取不一样钻进方法。当充填物为软弱粘性土或淤泥时，应向孔内投入粘土、片石混合物（百分比1：1），冲钻固壁；当为砂层、卵石层时还应提升泥浆粘度和相对密度。只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿过溶洞。5.2多种溶洞处理方法1）小型溶洞（高度小于1m）或多层溶洞，可采取注浆加固方法，经过对照地质柱状图，对桩穿过溶洞进行填充和加固。为预防浆液流失太远造成浪费，应先注入浆液和沙子（或碎石）初步达成胶结后再注浆，循环注浆数次，直至达成要求注浆量和注浆压力控制值为止。注浆完成后，应在桩基范围取芯检验填充效果，待溶洞完全填充且强度达成要求后方可进行桩基施工。2）较小溶洞（溶洞高度小于3m），可采取片石回填方法。桩基施工时，采取正常成孔方法施工，当钻穿溶洞漏浆时，反复投入黄土和片石，利用钻头冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中，还可掺入水泥、烧碱和锯末，以增大孔壁自稳能力。3）中、小溶洞，可采取素混凝土回填方法。桩基施工时，采取正常成孔方法施工，当钻穿溶洞漏浆时或碰到倾斜岩面时填入低标号混凝土，间隔一定时间后采取冲击钻成孔。重新成孔前应在桩基范围取芯检验填充效果，待溶洞完全填充且强度达成要求后方可进行桩基施工。4）对于较大溶洞、连通溶洞需要扎实回填，处理后承载力大于周围地层承载力。施工方应依据地质资料，结合现场超前勘探情况，编制桩基溶洞处理专题施工方案，并报建设单位同意后方可实施。5）假如碰到多层溶洞，先对溶洞大小和是否为串珠状溶洞进行判定，如为串珠状溶洞，且漏水，则直接采取钢护筒经过，如不存在这种情况，则采取向溶洞内直接充填片石和粘土，泥浆护壁经过。6）对于碰到特大型溶洞或半充填溶洞，且溶洞上方有较厚沙层时，先向孔内回灌浓泥浆，同时抛填块石和粘土球，采取缓慢钻砸固壁，直至漏浆现象消失。假如出现一下钻破溶土洞顶板，泥浆忽然间流失，引发整个孔坍塌严重，则快速提起钻头，要求人员立即离开钻机，待不再坍塌后，对整个孔进行回填处理，优异行预处理后，重新成孔。5.3过串珠状溶洞应急处理方法依据现场成孔深度和超前地质钻孔资料相对比，和结合钻杆钻进速度判定出孔桩靠近溶洞顶部岩层时，提起钻头、钻杆，移开旋挖钻机，回填片石粘土后重新采取旋挖机钻孔。用旋挖机钻孔时，要求缓慢进尺。当钻穿过溶洞顶部时要缓慢进尺，钻头不显著受阻碍，说明顶部已成孔而且是圆滑垂直。在施工现场准备足够粘土和块石，同时制备大量泥浆。依据超前钻探得串珠状溶洞顶标高反算出地面至第一个溶洞顶深度，依据此溶洞和钻进深度相比较可知是否抵达溶洞顶部，装载机和小推车就位，亲密注意泥浆面改变，一旦穿通溶洞后，提起钻杆，向孔内回灌泥浆，向孔内回填片石和粘土，假如不发生塌陷，则用钻机钻孔洞内孤石和突石，对洞底部斜岩面进行钻进，以确保钢护筒顺利下放。过第二个溶洞按过第一个溶洞方法过进行。注意事项：(1)过每层溶洞顶薄岩层时要采取缓慢进尺，预防一下把岩层击穿后引发钢护筒脱落下沉，严重时引发地面塌陷。(2)冲破岩层后，要立即提起钻杆，预防塌孔引发卡钻。(3)在溶洞内采取低速钻进，以预防卡钻，同时清理洞内突石，夯平溶洞底部斜岩面，以确保钢护筒在下放时不会产生较大偏斜。六 质量确保方法6.1 施工组织管理方面方法 对施工人员进行技术培训，制订对应规章制度，使施工人员有章可循，强化组织指挥，建立必需奖惩制度。6.2施工技术方法 溶洞地质同通常地质相比较，其特点表现在它非均质性和非密实性，反应在钻孔施工中形式为：A空隙漏浆造成塌孔；B难以形成符合设计桩径标准圆孔；C水下砼灌注流失无法估量，轻易造成断桩。（1）漏浆、坍孔技术对策 要求司钻人员随时对照地质钻探资料检验孔内水头高度、泥浆稠度和钻头负荷是否正常。 长护筒跟进。 进行散抛填。将坚硬片石、粘土及水泥作成混合物，视漏浆程度反复抛填冲击。（2）偏孔技术对策 溶沟、溶槽、岩面起伏不平。在钻孔穿过覆盖层或溶洞填充物接触溶洞顶板时，钻孔速度会显著降低，主绳摆动大，遇此情况应立即提出钻头，抛入坚硬片石、碎石和块状黄土，以小冲程冲击，待冲到原位后第二次抛入相同配置混合物以大冲程冲击，反复进行，直到不偏孔为止。 溶洞侧壁侵入孔径。以加入大块片石为主，并合适降低泥浆比重，回填后以小冲程钻进，钻头平稳后再加大冲程造孔。（3）卡钻技术对策 司钻人员随时观察钻机负荷和主绳摆动情况，发觉卡钻征兆立即提起钻头进行抛填处理。 在距溶洞顶板以上30-50cm处改变钻孔冲程和冲击次数，采取慢打轻击，进入溶洞后反复抛填片石、黄土及水泥。 改变钻头形式。在原十字形钻头上焊圈，把十字形连接起来，使之减慢钻进速度，一次成孔并圆顺。（4）掉钻技术对策 钻头龙门和钻体区段间加工成圆弧过渡，预防断面尺寸突变，形成微弱部位引发应力集中而断裂。 在钻孔过程中要常常检验钻具、钢丝绳、钻头直径磨损程度，发觉超限应立即更换。（5）桩底嵌入岩层深度确保方法 钻头应用优质45号铸钢制造，几何形状要能避免铸造时产生热拉应力和使用时应力集中现象，现场补焊以履带板、钢轨头做补焊材料，用铸钢焊条堆焊，施焊部位先预热，由技术娴熟电焊工施焊，确保补焊质量。 钻孔各阶段应采取不一样泥浆比重及粘度。 清孔前将水泥、锯末、烧碱、黄土混合物抛入孔内冲击60分钟，使泥浆比重达成1.6以上，这对降低更换钻头、补焊次数，提升成孔速度极为有利。七 安全确保方法(1)旋挖钻机施工时，应查明溶洞分布范围和类型，确定处理方案；技术人员及冲孔作业人员应充足掌握地质情况，每个施工段地质资料全部发给相关人员，让其充足了解施工作业点地质情况，做到施工时心中有数；施工中如碰到溶洞，发生坍孔，则操作钻机人离开钻机，挖掘机快速铲起片石和粘土填孔，同时集中水泵往孔内大量补水，以预防斜孔和卡钻。待处理完成后，再进行重新钻孔作业。 (2)钻孔过程中，非相关人员距离钻机不得太近，预防机械伤人、挖掘机处理地面塌陷时，现场应有警戒人员，无关人员不得进入挖掘机旋转范围内。(3)钻孔靠近溶洞时，必需严格掌握钻进熟读，预防钻穿岩壳卡住钻头。(4)钢筋笼吊装过程中必需注意：对接完成，必需检验作业人员脚是否缩回，预防钢筋笼下放时将脚刮伤甚至将人带入孔中造成事故；吊装前应检验钢筋笼中是否有余料未清除，吊装过程中无关人员严禁进入警戒区内。(5)吊车提升拆除导管过程中，各现场人员必需注意吊钩位置，以免将头砸伤。导管安装须注意：导管对接必需注意手位置，预防手被导管夹伤。(6)砼浇注过程中，砼搅拌运输车倒车时，指挥员必需站在司机能够看到固定位置，预防指挥员走动过程中栽倒而发生机械伤人事故。轮胎下必需垫有枕木。倒车过程中，车后不得有些人。(7)钢护筒接长安设时，操作人员不得在吊锤下作业。(8)施工时高压泥浆泵应做好以下安全检验工作：泵体内不得留有残渣和铁屑，各类密封套完整良好，无泄漏现象；安全阀中安全销要进行试压检验，必需确保在要求达成最高压力时，能断销卸压，决不可安装未经试压检验或自制安全销；指定专员管理，压力表定时检修，确保正常使用。