2022年溶洞处理专项方案

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1、2022年溶洞处理专项方案溶洞处理一、工程概况_市盐田至坝岗高速公路(以下简称盐坝高速公路)位于_市东部沿海地区，全长约_km.盐坝高速公路是_市东部路网的重要组成部分，是_市的重点建设项目。我部本次施工b段第八合同段，即：葵涌西互通式立交主线1#桥及c-c、e-e匝道桥。葵涌西互通式立交地处葵涌镇和葵涌小平原的西南缘，该立交与坪山至西冲一级公路十字交叉，并同时上跨葵涌至南澳现有公路和葵涌镇的金业路。它还与预留葵涌东互通式立交(_市规划6#高速公路)共同完成其交通流的转换。全桥共计桩基_根，根据地质勘测资料，在桩中心处表明有溶洞的点位共有_个。其具体布置情况及溶洞发育程度详见桩基地质勘探平面布

2、置总图。地下水主要为第四系冲洪积层的孔隙潜水和弱风化结晶灰岩中的裂隙水，地下水以接受大气降水补给为主，一般见溶洞孔的水位均偏低。葵涌镇南部中冠公司至高圳头一带河谷之下及其两侧隐伏着下石炭系灰岩、大理岩，岩溶比较发育，岩溶水赋存于岩溶之中。本桥址地下水对桩基有中等腐蚀，桩基混凝土应采取二级防护措施。二、施工方案(一)方案的选择根据以上工程概况及施工特点，有溶洞的桩基主要采取如_案：1、挖孔桩施工当有溶洞的桩基地层中无较厚砂砾层或砂层，且溶洞水位较低时采用挖孔桩的方案较为适宜。2、钻孔桩施工当地层中有较厚的中粗砂层、风化严重的砾石、碎石；地下涌水量较大时采用钻孔桩施工。3、护筒跟进法当溶洞上方有较

3、厚的砂砾层时，采用护筒跟进的方法，以防止坍孔。4、挖钻结合法施工主要针对挖孔法施工，当对地质情况难以掌握及地下水情况难以判断，挖孔难以进行下去时，采取钻孔桩的施工方法。(二)施工方法1、适宜钻孔作业的有溶洞的施工钻前准备工作详细掌握溶洞出现的位置，并推断其范围大小。对有溶洞的桩位地质、水文地质资料进行分析研究，制订适当的施工方案和施工技术保障措施。每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。备足成孔用水、粘土、片石、碎石等必备材料，确保溶洞钻穿时迅速补水、补浆，预防坍孔，并及时抛填粘土、片石，以恢

4、复正常钻孔作业。要有处理施工故障的备用机具设备，如打捞、急救以及不同性能的其他钻机、钻具等。钻孔前先对场地进行平整，清除杂物，再进行桩基定位放样。同时定位放线应注意：a.依据已布设的平面控制加密导线控制点坐标和经复核计算无误的各钻孔桩中心坐标，利用全站仪精确测设各桩位的中心桩；b.采用正交线法定出该桩位的法线方向线控制桩，供护筒_及机具定位使用；c.每个钻孔桩的护筒_就位后，应测量护筒顶标高，供检测孔深度、桩底标高时使用。钢护筒内径比相应的桩径大30cm，分节卷制，单节高度_m，埋设的深度根据不同地质情况分别确定，对埋深较浅的护筒，采用挖埋法，即先在桩位处挖出比护筒直径大80-100cm的园坑

5、，然后在坑底填筑50cm左右厚的粘土，分层夯实，然后通过控制桩放样，把钻孔的中心位置标于坑底，再把护筒吊放进坑内，用十字线在顶部找出护筒的园心位置，移动护筒，使护筒中心位置与桩位中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使护筒竖直，随后即在护筒周围对称，均匀回填最佳含水量的粘土，分层夯实，使其达到最佳密实度，夯填时要防止护筒偏斜，护筒顶面至少应高出地面_米，以防杂物，地面水落入或流入井孔内。泥浆可用膨润土拌制，也可采用性能良好的其它粘土拌制，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。成孔采用冲击钻机成孔工艺。钻机支撑点远离桩位，支点距离应根据可能造成坍塌范围

6、进行估算，严禁将钻机直接支撑在孔口，同时钻机应用“八”字缆风绳拴拉。钻机_就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移或沉陷。当钻至溶洞顶_m左右时，首先准备足够的小片石或狗头石(直径10-20cm)和粘土，粘土要做成泥球(15-20cm)，对于半填充和无填充的溶洞要_足够的水源。其次在_m范围内变换冲程，逐渐将洞顶击穿，以防止卡钻。根据钻孔的进尺情况，在击穿洞顶之前，要有专人观测护筒内泥浆面的变化，一旦泥浆面下降，应迅速补水。击穿洞顶后，在溶洞内钻进时，根据填充物的不同，要采取不同的钻进方法。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(比例1：1)，冲砸固壁；当为砂层、卵石层时还应

7、提高泥浆的粘度和相对密度。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。对于特大型溶洞或半充填的溶洞或溶洞上方有较厚的沙砾层时，为防止泥浆突然流失，造成孔壁坍塌，采取护筒跟进法施工对小型或多层溶洞，为防止其不与相邻孔窜孔或成孔后孔型有葫芦状，必要时可灌注低标号砼进行填充，等强后再钻进。钻孔达到设计标高并清孔后，对孔径、孔深、孔形、竖直高和孔底地质是否与设计相符合，孔底泥浆沉淀厚度等进行检查，经监理工程师检查合格后，进行清孔。第一次清孔钢筋笼制作与_钢筋笼制作采用箍筋成型法。制作后的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的方木，以免

8、粘上泥土。每组骨架的各节段要排好次序，便于使用时按顺序装车运出。在骨架每个节段上都要挂上标志牌，写明墩号、桩号、节号等。尤其定位骨架钢筋，由与护筒顶面标高不同，其长度也不相同，因此更应标写清楚。没有挂标志牌的钢筋骨架，不得混杂存放，避免搞错，造成质量事故。存放骨架还要注意防雨、防潮，不宜过多。钢筋骨架在钢筋加工场地分段制作，运至现场后吊入孔内，并在孔口进行焊接接长。焊接采用单面焊，焊缝长度须满足施工技术规范的要求，并将接头错开50cm以上。主筋接头采用搭结焊。为使钢筋骨架有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形，必要时每隔_m_m在粗箍筋上设十字撑。钢筋骨架用吊车起吊，第一段存入孔内后用

9、钢管或型钢临时搁支在护筒口，再起吊另一段，对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高，最后将最上面一段的挂环挂在孔口并临时与护筒口焊牢，以防止在灌注混凝土过程中下落或被混凝土顶托上升。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁，如放入困难，应查明原因，不得强行插入，同时要注意观察孔内水位情况，如发生异常，马上停止，检查是否坍孔。钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求，其误差不得大于5cm.声测管采用内径_mm，壁厚_mm的钢管，对接时采用内径为_mm，壁厚_mm，长为10cm的钢管接头，内部加入麻丝并将接头与声测管焊密

10、实，以防砼浆漏入管内，声测管的底口用钢板焊严实，顶口也用钢板焊接，进行密封，以防砼漏入。检测管在桩基横断面上的布置，当直径小于_m时，采用等边三角形布设；当桩直径大于_m时，采用正方形布设。声测管直接焊接在钢筋笼内侧，并使检测管之间基本保持平行。第二次清孔由于在下钢筋笼和导管的过程中，沉淀厚度可能会增大，因此必须采取二次清孔。具体方法是以导管作为作为吸泥泵的吸浆管进行抽浆法清孔。水下混凝土的配制及灌注灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。水下混凝土的塌落度以1822厘米为宜，并有一定的流动度，灌注水下混凝土的工作应迅速，防止塌孔和泥浆沉

11、淀过厚。灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定，如超出规定厚度(设计厚度)，可用一根水管插到孔底注入高压水_min_min，使沉淀悬浮再立即灌注首批混凝土。水下砼灌注采用导管法。导管使用前均应调直、试拼组装，并做水密承压试验，准确记录试压编号及自下而上标示尺度。将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度。漏斗和储料斗需有足够的容量，即混凝土的初存量，应保证首批混凝土灌注后，使导管埋入混凝土的深度不小于_m.灌注开始后，应紧凑、连续的进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确。应注意

12、观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管埋入混凝土的深度一般控制在_m_m，特殊情况不得小于_m或大于_m.导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。当导管提升到接头露孔口以上有一定高度，可拆除_节或_节导管。此时暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后拆除，同时将起吊导管的吊钩挂上待拆的导管上段的吊环，导管拆除后吊起拆除的导管徐徐放在指定位置，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。每根桩灌注时间不应太长，尽量在_小时内灌注完毕，以防止顶层混凝土失去流动性，提升导管困难。在灌注过程中，当导管内砼不满

13、，含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊当砼面接近钢筋骨架底部时，为防止钢筋骨架上浮，采取以下措施：a.尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小，可采取掺加缓凝剂、粉煤灰等措施增大其流动性；b.当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口_米以下和_米以上处，并徐徐灌注混凝土，以减少混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；c.当孔内混凝土进入钢筋骨架_m_m以后，适当提升导管，减小导管埋置深度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。当孔内混凝土面进入钢筋骨架_m_m后，适当提升

14、导管，减少导管埋深，增大钢筋骨架下部的埋置深度。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，一般桩顶加灌_m_m高度。同时指定专人负责填写水下混凝土灌注记录，在灌注到接近设计标高时，要计算出还需要混凝土数量，通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在在灌注混凝土时，每根桩应至少留取两组试块，桩长_米以上不小于_组。挖孔桩施工1、施工准备工作详细掌握溶洞出现的位置，并大致推断其范围大小。对有溶

15、洞的桩位地质、水文地质资料进行分析研究，制订适当的施工方案和施工技术保障措施。每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。施测墩台十字线及其护桩，定出桩孔准确位置。在孔位处_提升设备，为防止孔口坍塌，在井口周围用现浇砼进行护壁，厚度20cm，高_m.2、孔壁支护的设计和施工为保证施工安全，护壁采用钢筋砼护壁，其结构形式为内外齿型，6钢筋靠内径放置，厚度为15cm.现浇砼的施工一般采取自制的钢模板，每节段由三块拼装而成。浇注砼时，拆上节，支下节，自上而下周转使用。模板间用u型卡连接，上下设两道槽钢圈

16、顶紧；钢圈由两半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇注砼和下节挖土操作。砼用人工或机械拌制，用吊桶运输人工浇注。3、井孔开挖挖掘时，要使孔壁稍有凸凹不平，以增加桩的摩阻力。挖掘方法视土层性质而定。根据地质勘测资料，地质情况由上至下主要分别为杂填土、含砾石卵石粉质粘土、弱风化结晶灰岩、和微风化结晶灰岩。粘土为不透水层，适合挖孔作业，采用短柄铁锹进行开挖，每挖掘_m深时就及时用钢筋砼护壁。含砾石卵石粉质粘土具有一定的渗水性，在此段地层作业要浅进尺，即每挖深_米_米左右，就快速支护，以防塌孔。进入到砂层时，沿上层护壁外围每20cm打入20的钢钎，然后钢钎上绑扎草袋作为防护，抽完水后浇注护壁，每节

17、最大高度_m.当挖孔进尺到溶洞顶面_m时，挖孔作业人员必须系安全带，安全带要与井口上的挂梯或安全绳牢固联系，然后用风钻钻一个_mm的孔，查看溶洞内是否有承压水，若有，人员则应迅速撤到地面等其自然排除，水位稳定后再进行抽水，然后继续开挖。挖穿溶洞顶盖后，首先用水泵抽掉洞内的稀浆或水，然后将鸽子或活鸡放入空溶洞中，呆_分钟，若正常，方可将作业人员用钢吊笼放入空溶洞中。随后用砖砌外圈，且其要有足够的壁厚、刚度，以防止灌注砼时护壁被挤垮，然后立模浇注钢筋混凝土护壁。溶洞处理完成后，继续向下挖进。若溶洞内无承压水，在挖穿顶盖前，作业人员身上的安全带必须与孔顶上的安全绳或钢爬梯相连接，以确保溶洞挖穿时作业

18、人员的安全。下洞前将鸽子或活鸡放入溶洞中，呆_分钟，若正常，方可进行洞内作业。进入溶洞后，要根据溶洞内填充物的情况分别采取不同的措施：若为空溶洞，首先将积水抽干，用砖砌外围，然后立模浇注钢筋混凝土。溶洞内有填充物，则根据填充物的种类分别采取不同的措施a.填充物是中粗砂、粉细砂时，挖进时应浅进尺，强支护，沿上层护壁外围每20cm打入20的钢钎，然后钢钎上绑扎草袋作为防护，每节最大高度_米。b.填充物为软塑壮粘土、含碎石粉质粘土时，采用短柄铁锹进行开挖，每挖深_m左右就及时护壁。挖孔穿越弱风化结晶岩和微风化结晶灰岩时须采用松动_的方式进行开挖。当进入_施工阶段，应让护壁砼有一定的强度后再进行另一个

19、孔的_施工。严禁用裸露药包，必须打眼放炮和严格控制装药量，以松动为主，以免护壁被炸坏造成坍孔，同时孔壁周围眼孔要加密，不装药，以保证_后孔壁完整。挖孔时应视不同情况采取不同的排水措施。孔内渗水量不大时可用铁皮桶盛水，人工提引排走，渗水量大时，可用水泵排走。4、劳动_为便于缩短工期，施工顺序为一个墩基础的所有桩孔同时开挖，_四班制连续作业，即一个孔护壁完成后，在等强过程中进行另一个孔的挖掘工作。每班4_人为宜，开挖1_人，提升出土及排水3_人，井上井下人员交替更换。五、测量控制挖孔作业必须随时处于控制的状态，以免井孔空间几何尺寸超差造成质量事故。桩位轴线采取地面基线十字网控制，挖孔作业高程水准点

20、由控制水准基点引致护壁顶面。轴线及高程须经常校核。护壁及模板中线线控制，系按第一节护壁顶面的十字线交点吊大线坠来控制。其后用尺杆找圆周，用钢尺在第一节护壁顶面的水准点上量高程(或深度)，以保证桩位、孔深和截面尺寸始终保持正确。六、终孔检查处理挖孔挖到设计标高后，及时进行孔底处理，做到平整，无松渣、污泥及沉淀等软层。嵌入岩层深度应符合设计要求，并及时向驻地监理工程师报检。七、筋骨架制作及_钢筋骨架在场外预扎后吊入孔内，为保证钢筋骨架的正确位置，主筋上_砼保护层垫块，并在钢筋笼上口设撑拉装置，以防止钢筋笼在灌注砼过程中出现变位现象。八、灌注砼当孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度较小时，采用在空气

21、中灌注混凝土桩的方法。用导管灌注砼，其坍落度为7cm9cm.开始灌注时，孔底积水深不能超过5cm，灌注的速度要尽可能加快，使砼对孔壁的压力尽快地大于渗水压力，以防水渗入孔内。桩顶_m以下灌注的砼，可依靠自由坠落捣实，不必再用人工捣实；在此线以上灌注的砼要以振捣器振实。砼灌注至桩顶后，要将表面已离析的混和物和水泥浮浆等清除干净。当地下水上升速度较大时，采用水下灌注砼的方法施工。九、安全保证措施1、挖掘时的安全技术措施挖孔工人必须带有安全帽、安全绳。取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机必须经常检查。为防止井口坍塌，必须在孔口用钢筋砼护壁。挖孔深超过_m时必须采用机械通风。挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖

22、。井孔要设置牢固可靠的安全梯，以便于施工人员上下。电工、_工必须持证上岗，井上、井下作业人员必须身体健康。孔内照明须使用_v安全电压和防爆灯。孔上与孔内人员必须保持有效联系，孔边设安全绳与孔下人员安全带连接，安全绳由孔上人员随作业面松长。孔内作业人员连续工作时间不能超过_小时。孔内_时应注意以下事项：导火线起爆应有工人迅速离孔的设备；导火线应做燃烧速度试验，据以决定导火线所需长度；孔深超过_m时应采用电_引爆。必须打眼放炮，严禁裸露药包严格控制用药量，以松动为主。一般中间炮眼装硝铵_1/_节，边眼装药1/_节1/_节。有水眼孔要用防水_，尽量避免瞎炮。如有瞎炮时按安全规程处理。炮眼附近的支撑应

23、加固或设防护措施，以免支撑炸坏引起坍孔。孔内放炮后必须迅速排烟，方法为采用高压风管放入孔底吹风。一个孔内进行炮破作业，其他孔内的施工人员必须到地面安全处躲避。_时孔口应覆盖安全网等防护措施，以防飞石飞出。挖钻结合法施工当在挖孔作业中遇到严重的流沙或严重涌水，挖孔作业难以继续时，就要改为钻孔桩的施工方法。2022年溶洞处理专项方案（二）桩基溶洞处理方案桩基础施工中，遇到溶洞的情况并不少见，作为地下隐蔽工程，给施工带来很大困难，如处理方法不当，往往会造成掉钻、卡锤、埋锤、梅花孔、漏浆、塌孔等事故发生，甚至威胁房屋安全。因而充分了解桩位所遇溶洞的发育规律、基本形态、规模大小、溶穴顶板岩层厚度、完整性

24、、洞内充填物形状等，采取稳妥的措施，保证施工的顺利进行，十分重要。溶洞按其填充状态可分为空的、半填充的和完全填充的三类：按其填充物的性质可分为粘性土、砂砾和稀土三类；按其漏水情况可分为漏水和不漏水两类。溶洞的走向与河流的流向相同。根据上述地质条件，从技术、经济等方面经过比较，选择了静压化学灌浆法、套内护筒法等施工技术配合使用处理溶洞，取得预期的效果，推介如下。1桩基对溶洞的处理：桩基精确放样后，在桩基施工平台上用地质钻于桩中心进行超前钻，必要时增加钻位。根据超前钻的结果，确定护筒的打入深度。有溶洞的桩位，护筒沉至风化岩层，置于强风化岩面上，这样可穿过土洞。护筒的底部即为岩层或溶洞的顶部。没有溶

25、洞的桩，护筒沉放要穿过淤泥质亚粘土、砂砾层，置于砂砾质亚粘土层至少_m深。根据溶洞的不同类型，最后决定兼用两种不同的施工方案。方案a当溶洞内有填充物填满或有流砂的，或当溶洞为空洞或填充物不满(水洞)且深度在_m以内的，在钻孔桩施工前先进行预处理，采用静压化学灌浆法固填充物和流砂，或用此法填满溶洞，在固结体达到一定强度以后再钻孔施工。方案b当溶洞为空洞，且深度在_m以上的，拟用先灌注低标号混凝土后套内护筒法施工(注：业主已提供一套成熟方案，这里不再说明)。_方案：a方案溶洞预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间并达到一定的强度(_mpa以上)，防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的

26、发生，保障成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。溶洞预处理施工，在钻孔桩施工之前进行，相当于在桩基础施工过程中，于钻孔桩施工工序之前加入一道预处理工序，与桩基施工的各工序一起形成流水作业。(1)处理方法选择由于溶洞埋藏较深，且成串珠状，最有效的处理方法是灌浆法。而在众多的灌浆法中，因溶洞的不规则性，决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静压化学灌浆法。因此，采用静压化学灌浆法，同时也可兼用喷射灌浆法，促进填充物强度的加强。(2)静压化学灌浆的加固特点浆材可在几秒或在几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为_，即_m3体积浆材可得_

27、m3结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。浆液在土体中的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样，通过对小主应力面反复不断的加固，一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流失；另一方面，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，防止坍孔。静压化学灌浆的关键在于浆材的配方和工艺。(3)工艺设计布孔：在超前钻有溶洞的桩位四周均

28、布_个灌浆孔。钻孔：孔径_mm，孔深要求达到最深溶洞的底部。材料：普硅_mpa水泥与化学浆。工艺。采用双液灌浆系统进行全孔灌浆，要求少量多次、反复灌浆。主要机械设备有。bw250泥浆泵，bw150泥浆泵，100型钻机，泥浆搅拌机和贮浆槽，高压灌浆管及其配件。3结语3.1根据溶洞的不同类型，用方案a、方案b进行分类处理，处理方法可靠，各项技术指标均能满足设计要求。3.2化学灌浆法对溶洞的预处理达到预期目的，有效防止了钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔现象，可保证成孔及水下水泥混凝土浇注等工序顺利完成。套内护筒法要求对施工过程的每个环节(从确定内护筒长度、内径到沉放方法乃至内外护筒间空隙、内护筒与溶洞底部间空隙的处理)都必须落实到位，便可顺利成孔。3.3只要对其施工过程严格把好技术关，可有效缩短工期，保证了工程质量与经济效益的双赢。第16页共16页