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双元水库特大桥岩溶桩基处理专项方案1、编制依据、原则及范围1.1编制依据1.1.1国家现行颁布的标准，铁道部现行颁布的施工规范、工程质量检验评定标准、试验规程、安全规程、施工指南以及水保、环保行业标准等，地方法规及相关要求。1.1.2中铁第四勘察设计院设计的“DK294+306.000～DK295+318.500双元水库特大桥施工图”及“杭长客专施图桥参01”。1.1.3沪昆铁路客运专线杭州至长沙（江西）段指导性施工组织设计。1.1.4中铁第四勘察设计院下发的“上海至昆明客运专线杭州至长沙段技术交底”。1.1.5我分部对该桥址现场的勘察，调查和了解。1.1.6我分部根据投入的施工管理、专业技术人员、机械设备等资源情况。1.2编制原则1.2.1认真贯彻党和国家对工程建设的各项方针和政策，严格执行建设程序。1.2.2在充分调查研究的基础上，遵循桥梁施工工艺规律、技术规律和安全生产规律，合理安排施工程序及施工顺序。1.2.3全面规划、统筹安排、保证重点、优先安排控制工期的关键工序，确保合同工期。1.2.4科学的确定施工方案。积极采用新技术、新工艺、新设备和新材料，努力提高产品质量水平。1.2.5充分利用我分部现有的施工机械，扩大机械化施工范围，提高机械化程度，改善劳动条件，提高劳动效率。1.2.6合理布置施工平面图，尽量减少临时工程，减少施工用地，降低工程成本。1.2.7采用流水施工方法、网络计划技术安排施工进度计划，科学安排冬、雨季项目施工，保证施工连续、均衡、有节奏地进行。1.3编制范围铁四院关于沪昆客专江西段站前工程HKJX-1标段DK294+306.000～DK295+318.500双元水库特大桥设计施工图纸及《杭长客专施图桥参-01》参考图。2、工程概况2.1桥址概况双元水库特大桥位于上饶市玉山县境内，桥梁起讫里程为DK294+306.000～DK295+318.500，全长1012.50m，中心里程为DK294+812.25。桥式布置为29-32m+2-24m简支箱梁。2.2气候特征本管段属中亚热带季风湿润气候。具有四季分明、雨量充沛、日照充足、无霜期较长的特点。年平均气温为16.7～18.3℃，年最冷（1月）平均气温为4.6～5.9℃，极端最低气温为-14.3℃（余干县1991年12月29日）；年最热月（7月）平均气温为28.0～30.0℃，极端最高气温为43.3℃（玉山县1953年8月10日）。全市无霜期为251～274天。年日照时数为1780～2100小时之间，占可照时数的40～47%。年平均降水量为1600～1850毫米，属降水较多地区。2.3地质资料2.3.1地形地貌桥址位于河流冲积阶地，地势平坦、开阔，现部分地段已掘为镇开发区，大多为菜地，阶地中零星分布水塘（鱼塘），丘陵区地势起伏不大，地面自然坡度为13°～20°，植被稍发育，坡角出露基岩，线路跨越浏阳河并跨越多处高速公路、城市道路和城乡道路，交通非常方便。2.3.2地层岩性及地质构造丘坡表层为第四系坡残积（Qel-dl）粉质粘土、粗角砾土、碎石土，坡谷表层为第四系全新统冲洪积层（Q4al-pl）粉质粘土、中砂、细、粗圆砾土，下伏基岩为石炭系叶家塘组（Cly）砂岩，以及石炭系黄龙组（C2h）灰岩，桥址区的岩土层按其成因分类自上而下详细叙述如下：2.3.2.1第四系全新统冲洪积层（Q4al-pl）：（2）1-2粉质黏土，浅黄-黄褐色，软塑，层面埋深9.0～10.0m；层面标高123.10～124.08，层厚约4.4～6.5m，平均层厚5.45m；零星分布于24#墩附近；（2）1-4粉质黏土，褐黄-黄褐-灰褐色，硬塑，局部含有砾石，层面埋深0.0～7.8m，层面标高125.86～135.80m，层厚约1.0～17.0m，平均层厚6.86m，分布于DK295+050～DK295+200范围内；（2）5-2中砂，浅黄-黄褐-灰褐色，饱和，中密，局部含有砾石，层面埋深1.0～6.5m，层面标高126.85～132.37m，层厚约1.3～9.6m,平均层厚4.51m，零星分布于DK295+050～DK295+160范围内；（2）7-1组细圆砾土，浅灰色，饱和，中密，局部含有砾石；层面埋深2.9～5.4m,层面标高127.52～130.63m，层厚约3.2～8.5m，平均层厚5.93m,零星分布于DK295+050～DK295+160范围内；（2）8-2组粗圆砾土，灰褐-褐黄色，饱和，中密，层面埋深3.8～10.0m,层面标高122.30～129.08m，层厚约3.3～10.6m，平均层厚6.09m,零星分布于DK295+050～DK295+160范围内；2.3.2.2第四系坡残积层（Qel-dl）（3）1-2粉质黏土，褐黄-黄褐色，软塑，局部含有砾石，与基岩接触面处层面埋深6.1～15.2m,层面标高123.85～146.16m，层厚约1.6～13.7m，平均层厚7.79m,零星分布于DK294+890～DK295+050范围内；（3）1-3粉质黏土，褐黄-黄褐色，硬塑，含有砾石，层面埋深0.0～13.2m，层面标高136.28～170.80m，层厚约1.3～44.6m，平均层厚10.73m，分布于桥杭台～DK295+050与DK295+200～长台范围内；(3)2-1粗角砾土,褐黄色,稍湿,稍密;层面埋深0.0~2.9m,层面标高143.27~171.47m,层厚约0.9~12.3m平均层厚3.13m;零星分布于15#墩~长台附近；(3)3-1碎石土,褐黄-黄褐色,稍湿,稍密;层面埋深4.0~9.0m,层面标高149.05~157.27m,层厚约1.6~5.6m,平均层厚2.85m;零星分布于30#墩附近。2.3.2.3石炭系叶家塘组(Cly):(11)2-1砂岩,褐黄-灰褐色,全风化,原岩结构构造已完全破坏,岩芯呈土柱状,局部夹强风化岩块:层面埋深0.00m,层面标高160.03~170.15m,层厚约6.7~9.5m,平均层厚8.47m;分布于桥起点~DK294+460范围内；(11)2-2砂岩,灰-褐黄,强风化,原岩结构构造已大部分破坏,岩芯呈碎块状、柱状；层面埋深0.0~14.4m，层面标高130.68~172.10m，层厚7.7~27.50m，平均层厚16.46m；分布于桥起点~DK294+525范围内；(11)2-3砂岩,灰-灰黑色,弱风化，砂质结构，层状构造，结理发育，岩芯呈长、短柱状；层面埋深13.1~36.9m，层面标高108.82~159.00m，分布于桥起点~DK294+525范围内；2.3.2.4石炭系黄龙组(C2h):(11)11-2灰岩，灰色，强风化，原岩结构构造已大部分破坏，岩芯呈碎块状；层面埋深6.5m，层面标高140.17m，层厚约0.8m；分布于16#墩附近；(11)11-2灰岩，灰色，灰黑色，弱风化，隐晶质结构，层状构造，裂隙发育，岩芯呈长、短柱状；层面埋深1.3~69.70m，层面标高101.01~152.43m，分布于DK294+490~桥终点范围内。根据区域地质资料分析，产状237°∠40°，为单斜构造。根据测绘及勘探资料，桥址内主要地层为第四系冲洪积层（Q4al-pl）粉质黏土，中砂，细、粗圆砾土；第四系坡残积层（Qel-dl）粉质黏土，粗角砾土，碎石土；下伏基岩为石炭系叶家塘组(Cly)砂岩；石炭系黄龙组(C2h)灰岩；下伏基岩为石炭系叶家塘组(Cly)砂岩与石炭系黄龙组(C2h)灰岩地层呈平行整合接触。2.3.3不良地质与特殊岩土该桥位于灰岩区，岩溶为桥的主要不良地质现象。岩溶发育情况及分布特性：据钻探揭露，桥址区岩溶主要分布于灰岩层中，根据钻探揭露，岩溶洞隙的分布范围较大，主要分布于DK294+490至长台区段，主要发育形态为溶沟、溶槽及溶洞，本桥32个墩台，其中灰岩墩28个，有溶洞分布的为28个，墩台见洞率为87.5%，本区属隐状岩溶区，地表被覆盖，根据钻探揭露，在已揭露的243个钻孔中，其中灰岩钻孔232个，见溶洞的钻孔147个，钻孔见洞率为63.36%，溶洞总数227个，顶板埋深2.9~61.90m，顶板标高105.19~151.33m，洞高0.3~11.7m，平均2.87m，其中洞高≤1.0m的有54个，占23.79%，1.0~2.0m的59个，占25.99%，2.0~5.0m的有69个，占30.40%，≥5.0m的有45个，占18.82%。钻孔揭露可溶岩总进尺4253.54m（含溶洞深度），见溶洞总深度596.7m，钻孔总岩溶率29.3%。其中最大洞高达11.70m（Jz-Ⅳ093-双补24-3，发育于9.9m-21.6m），全充填（见附表8“岩溶发育特征一览表）。溶洞埋深2.9~61.90m，部分溶洞为空洞，部分为软塑黏性土、砂夹碎石全充填或半充填，少量为溶蚀明显的蜂窝状灰岩碎块，溶洞在钻进过程中，部分漏浆明显，具体情况见墩台展示图。岩溶发育强度及地基均匀性评价该桥位于灰岩区，根据钻探揭露，桥址可溶岩区岩溶以溶沟、溶槽及溶洞发育，灰岩岩面高低起伏不平，（岩面标高101.01~158.64米，高差约58米），溶洞顶板厚薄不均，按《铁路工程不良地质勘查规定》中的岩溶分类，结合桥址岩溶统计数据，桥址可岩溶区岩溶发育强度属强发育，场地为不均匀场地。不良地质及特殊地质对工程的影响拟建双元水库特大桥，根据勘察，灰岩地层中岩溶发育属强发育，炭质灰岩弱，主要岩溶发育形态为溶沟、溶槽及溶洞等。岩溶发育可使周围作为基础持力层的岩土体强度及稳定性大为降低，引起基础失效乃至上部结构破坏。桥址岩溶覆盖层主要为粉质黏土，基岩面附近土体粘结强度易受岩溶水破坏，土颗粒易随地下水搬运而流失，形成土洞，当土洞发育至一定规模时，在机械振动，真空吸蚀及地下水位波动作用下，容易引发地面塌陷。桥梁的设计与施工，均应考虑上述因素所产生的不利影响。特殊岩土桥区内主要松软土为（2）1-2粉质黏土软塑状及（3）1-2粉质黏土软塑状，结构松软，压缩性高、强度低，工程特性较差，易产生过大、不均匀的沉降；桩基施工易发生缩径、断桩，影响成桩质量。拟建桥梁桩基础施工时应采取适当护壁措施防止软土层位孔壁缩径或坍孔。2.3.4水文地质特征及评价2.3.4.1地表水桥址区地表水沿沟渠、水塘等附近发育，受大气降雨补给，季节性变化大；地表水以径流形式汇入河中及水库进行排泄。2.3.4.2基岩裂隙水区内地下水主要为第四系全新统孔隙潜水和岩溶水三种类型。2.3.4.3环境水对混凝土的侵蚀性判定按照《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设（2005）157号）判定结果为DK291+530~+650段（根据现场调查访问，该段右侧上游有一工厂排水沟流经此段）地表水有酸性侵蚀、二氧化碳侵蚀，二氧化碳侵蚀化学侵蚀等级为H2，酸性侵蚀等级＞H3（详见表6、7、8）；地下水有二氧化碳侵蚀，化学环境作用等级为H1级。2.3.5地震动参数地震烈度：6度根据《中国地震动参数区划图》（GP18306-2001）（50年10%概率），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应鐠特征周期为0.35S,场地类别：Ⅱ类。3、岩溶区桩基施工方案3.1溶洞处理目的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，防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，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。3.2溶洞桩基地质灾害分析3.2.1岩溶区桩基施工的主要病因：一是覆盖层主要为易垮塌的流塑状淤泥和流砂；二是灰岩本身存在未充真的裂隙、溶洞。当桩基施工至溶洞、裂隙处时，孔内泥浆迅速渗漏，如补浆不及时，上部覆盖层由于护壁失稳而极易垮孔，严重者造成大规模地面沉陷。3.2.2由于溶洞及溶蚀发育，导致岩面起伏不平，有时甚至在桩径范围内亦出现有半边岩，冲桩过程中经常出现斜孔、卡锤、掉锤或冲锤开裂破坏等现象。3.2.3桩基一旦停止施工或者