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中铁五局集团赣龙铁路GL-5标南山跨319国道特大桥岩溶区深孔桩施工方案-1-南山跨319国道特大桥岩溶区深孔桩施工方案1、编制说明1.1、适用范围适用于赣州至龙岩铁路扩能改造工程GL-5标段南山跨319国道特大桥所有岩溶区钻孔桩施工。1.2、编制目的为确保中铁五局赣龙铁路扩能改造工程GL-5标桥梁二项目部南山跨319国道特大桥岩溶区钻孔桩施工的顺利进行，确保岩溶区钻孔桩砼顺利灌注及保证钻孔桩成桩质量，特编制本施工方案。1.3、编制依据（1）《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设[2010]-241号）（2）《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]-241号）（3）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）（4）《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009/J946-2009）（5）《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415－2003）2、工程概况2.1、线路概况南山跨319国道特大桥位于福建省龙岩市新罗区小池镇境内，桥梁施工里程：DK258+991.2-DK260+074.41，桥梁全长1083.21m，桥梁中心里程：DK259+532.805，全桥孔桩共319根，孔桩全长12295m，墩台身共32个，其中熔岩区孔桩27根1550米，孔跨布置采用24-32m后张法预应力混凝土简支T梁+1-（40+72+40）预应力混凝土连续梁+4-32后张法预应力混凝土简支T梁。2.2、工程地质情况2.2.1.工程地质条件桥址区的岩土层按其成因分类主要有：第四系全新统人工填土层（Q4ml）素填土、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）粉质黏土、中砂、粗圆砾土、卵石土；第四系全新统坡残积层（Qel+dl）粉质黏土、碎石土、块石土、粗角砾土；二叠系下统毛口组（Plm）灰岩，印支期（γ51）花岗岩，构造角砾泥（F）。2.2.2.不良地质和特殊地质中铁五局集团赣龙铁路GL-5标南山跨319国道特大桥岩溶区深孔桩施工方案-2-1）不良地质DK258+630～DK258+782溶岩较为发育，岩石常见溶隙、溶沟、溶槽、溶洞。溶岩区覆地层为粉质黏土、含角砾粉质粘土，由于地下水位较高，第四系地层多受地下水影响，强度较低，且大多数溶洞埋深较深，顶板较薄。2）特殊岩土桥址区内见松散黏土及软塑粉质黏土分布，填土出露范围为：DK259+753.02～DK259+914.3m，层厚0.40～3.30m。软塑粉质黏土出露范围为：DK259+312.1～DK259+375.1m、DK259+471.8～DK259+520.6m、DK259+576.17～DK259+619.4m层厚1.0～5.0m。其工程性质较差，易产生过大、不均匀的沉降，对桥的设计和施工有一定影响。2.3、水文地质水文地质特征及评价桥址区地表水主要为山区河流，雨季水位高，地下水主要为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水及构造水。桥址区洼地地下水位埋深0.0—8.0m,稳定水位标高：531.46-539.50m。桥址区地表水无化学侵蚀性，地下水DK235+334.5～DK235+590（即赣州台-6#墩）无化学侵蚀性，DK235+590～DK235+657.32（即7#墩-龙岩台）有酸性侵蚀，化学作用等级为H1，且有二氧化碳侵蚀，化学作用等级为H1。根据氯离子含量判定，地下水、地表水均无氯盐侵蚀。2.4、工程特点2.4.1、钻孔桩长度大南山跨319国道特大桥岩溶区钻孔桩长度大。22-5#设计桩长80.5米，22-3#设计桩长78.5米、22-2#设计桩长74.5米、22-2#设计桩长77.5米、加上空钻部分，最大钻孔桩深度达85米。2.4.2、溶洞多，高度大，连通性强桥址区岩溶较为发育，岩石常见溶隙、溶沟、溶槽、溶洞。钻探揭露，在已钻的90个钻孔中，溶洞总数42个，见溶洞的钻孔24个，钻孔见洞率26.67%。洞高大于10米的有5个，5.0-10的有5个，2-5米的有10个，余为0.2-1.9米。钻孔揭露可溶岩总进尺621.76米（含溶洞深度），见溶洞总深度169.72米，钻孔线岩溶率27.3%。其中最大洞高达16.56米。无中铁五局集团赣龙铁路GL-5标南山跨319国道特大桥岩溶区深孔桩施工方案-3-充填物溶洞16个，全充填溶洞6个，充填物主要软塑-硬塑粉质粘土，细角砾土及砂类土，含有少量灰岩碎石。2.4.3、施工风险高桥址位于岩溶区，最大钻孔深度达85米，施工风险高，钻孔过程中，容易导致塌孔，偏孔、卡孔、掉钻、断桩、钻机倾翻，地表塌陷等安全质量事故，安全风险高。2.5、岩溶区孔桩主要工程数量部位桩径桩基编号1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#21#墩φ10040406156.536.541.561.541.541.562.559.522#墩φ1255874.578.55380.5515177.523#墩φ12548.564.568675053.564683、拟采取的施工方案3.1、总体施工方案南山跨319国道特大桥岩溶区孔桩采用冲击钻进行施工，采用回填法及注浆法进行溶洞处理。3.2、工期安排序号部位工期备注210#台2012年8月1日-2013年2月30日221#2012年9月1日-2013年5月31日232#2012年7月25日-2012年12月25日4、详细的施工工艺及方法根据工程地质资料和土、溶洞分布情况，合理地安排钻孔桩的施工顺序，尽量避免各孔施工的相互干扰或“串孔事故”的发生。事先研究并制订有针对性的处理对策，用以指导施工。4.1、溶洞处理一般，根据土（溶）洞的洞高和充填情况，主要采用回填法及注浆处理方法。4.1.1、回填法（1）施工方法回填法主要适用溶洞高2m以下、充填或半充填的土（溶）洞，或高中铁五局集团赣龙铁路GL-5标南山跨319国道特大桥岩溶区深孔桩施工方案-4-度1m以下无充填的溶洞。当冲孔穿透土洞或溶洞顶板后，溶洞出现漏浆现象，或通过钻进尺速度可以证明以及进入溶洞区，立即提出钻头，立即抛填片石（碎石）、粘土、水泥等填充料，然后小冲程，慢慢施工，从而将填充料挤压入土（溶）洞，形成桩孔护壁。回填填充料的各种材料的比例要按工程地质勘察所探明的土（溶）洞内充填物的种类来具体确定。不同的土（溶）洞回填物的组成比例（按体积比）见下表。土、溶洞充填物种类块石：粘土：水泥备注可塑粘性土4：1：0分层抛填可塑粉质粘土3：2：0.5散装水泥直接抛填不可塑粘性土或粉质粘土1：4：1水泥整包抛填砂及粘性土3：1：2散装水泥直接抛填水2：2：1水泥整包抛填为了确保环形护壁的稳定，这种回填、挤压需经过3~4个循环。如果在回填过程当中，若出现孔内泥浆漏失，应及时补充泥浆，防止发生塌孔事故。回填法施工示意图（2）施工工艺流程图高冲击频率、低冲程在溶洞顶板冲击发现溶洞，提出钻头抛入片石、水泥、粘土反复抛填冲击直至孔内水位不下降、穿过溶洞出现漏水继续漏水中铁五局集团赣龙铁路GL-5标南山跨319国道特大桥岩溶区深孔桩施工方案-5-岩溶区钻孔回填法施工工艺流程图（3）使用回填法时候，钻机施工穿越岩溶区溶洞顶板时，提高钻孔频率，降低钻机冲程，以此方法穿越溶洞顶板，进入溶洞区，仔细观测孔口水位，立即将冲击锤提出孔口，立即回填碎石（片石）、水泥及粘土，直至泥浆溢出孔口，观测孔内泥浆水位变化，如果水位下降，将继续回填片石、水泥、粘土等。重复几次，直至水位不再发生变化，此时溶洞填充密实。4.1.2、注浆法注浆法主要用于3m以上的溶洞的处理，属于复合地基化学加固处理法之一。注浆法它是目前一种比较先进的注浆工艺，其适应性强，对于砂层、粘土淤泥层系均能达到较好的注浆加固效果。1）施工工艺流程图2）施工方法钻机与注浆设备就位钻进钻孔检查注浆验证钻孔、物探、注水试验试泵孔深、孔位、浮渣不合格定孔位安装注浆管和止浆塞压水试验浆液配制拨管岩溶注浆工艺流程图室内配比试验试注浆确定相关参数结束合格不合格中铁五局集团赣龙铁路GL-5标南山跨319国道特大桥岩溶区深孔桩施工方案-6-（1）钻注浆孔根据地质情况在每一根桩的中心位置钻注浆孔，通过取芯探明溶洞的高度及填充物的详细情况。钻孔施工方法如下：钻机采用地质钻机。开孔采用φ108mm岩芯管开孔，钻进分层采样，直至钻入基岩面0.5m以下后，下φ108mm套管，并嵌入基岩；套管露出地表0.2～0.5m。用75号水泥砂浆固结套管，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。待固结套管水泥初凝后，继续钻进，循环水采用清水。根据取出的岩芯确定岩溶发育特征。洗孔后按要求做注水试验，拧上孔口盖。（2）压浆压浆设备主要为搅拌机、注浆泵。在压浆前先进行注水试验，确定单位长度吸水量。浆液选用石粉水泥浆,用42.5级水泥,石粉水泥浆配合比为水∶水泥:石粉=1∶1∶0.8。压浆时注浆压力不宜太大，控制在0.5～1.0MPa范围,具体压力值由现场试验确定。为防止浆液流失太远造成浪费，采用间歇注浆方式，使得先注入的浆液初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定的单位注浆量、注浆压力控制值为止。注完一个孔后,继续对其余孔进行注浆,后注浆的压力必须调高，最后封孔。注浆顺序由现场自行掌握。注浆完后采用钻孔检查，检查孔数为5%，根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果。注浆完成等浆液凝固到一定强度后即进行钻孔桩的施工，施工按常规钻孔桩施工方法。（3）在经过处理后的岩溶处成孔时，成孔方法基本上与普通石质地层成孔方法相同。成孔时应注意以下几点：①成孔必须待注浆凝固、强度达到要求才能进行，岩溶注浆处理一般等待时间为10ｄ左右。②为防止意外,冲孔前应有备用措施。备好材料，一旦泥浆泄露，及中铁五局集团赣龙铁路GL-5标南山跨319国道特大桥岩溶区深孔桩施工方案-7-时向孔内投放粘土，依靠冲挤在溶洞内形成粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使冲钻顺利进行。③接近岩溶地段，采取轻锤冲击、加大泥浆浓度的方法成孔，以防卡钻和掉钻。4.2、钻孔施工方法及要求钻孔桩施工工序为：施工准备→测量放洋→泥浆制备→钢护筒埋设→钻机安装→钻孔施工→钢筋笼安装→混凝土灌注。4.2.1、工艺流程施工工艺流程图如下页：钻孔桩施工工艺流程图4.2.2、平整场地下一道工序砼搅拌、输送成桩、养护及桩身质量检测填写灌注记录、制作试件混凝土浇筑安放钢筋骨架钢筋骨架分节制作、验收安放导管监理验收第二次清孔、验收导管制作及水密试验钻机就位、对中校正泥浆制备掏渣取样填写钻孔记录成孔检查、验收测孔径、孔斜、孔深复核孔位，监理认可钢护筒埋设测定孔位钢护筒加工、准备平整场地钢筋进场、检验钻孔原材料进场检验、配合比设计第一次清孔桩位复测测量沉渣厚度中铁五局集团赣龙铁路GL-5标南山跨319国道特大桥岩溶区深孔桩施工方案-8-钻机底座须为与坚实地基上，以免施工过程中发生不均匀沉陷而造成孔位偏移。（1）钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，可用枕木、型钢等搭设工作平台。（2）在淤泥较厚时，可搭设工作平台进行施工。平台须坚固稳定，能支承钻机和完成钻孔作业。（3）制沉淀池和泥浆池，应在计划施工场地或工作平台时一并考虑。4.2.3、测定孔位确定钻孔桩位：按照控制网及桥墩设计坐标，用全站仪精确放出桩位，同时布设稳固十字护桩，以便经常检查钻孔偏位情况，经监理复核无误后方可进行孔桩施工。4.2.4、埋设钢护筒护筒内径比桩径大40cm，护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。埋设护筒时，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。4.2.5、钻机就位、对中校正（1）安装钻机时，底架应垫平，保持稳定，在钻进中不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧。钻头或钻杆中心与护筒顶面中心的偏差不得大于5cm。经质检工程师检查并报监理工程师检查合格后方可开钻。（2）选择适宜地层的配套钻锥和钻孔事故处理的配套机具，