溶洞處理方案2

洞處理應(yīng)急預(yù)

案編制： 審核：中鐵二十四局集團有限公司

昆明市新機場綜合交通配套土建工程項目部2010年03月07日樁基圍護結(jié)構(gòu)遇溶洞應(yīng)急處理預(yù)案1、工程概況新機場綜合配套工程設(shè)計線路起點為CK21+187.83,終點為CK24+961.11,全長3773.28m。高架區(qū)間范圍為CK21+187.83?CK21+610.00,長422.17m；地下區(qū)間范圍為CK21+610?CK24+382.24,長2772.24m；車站范圍為CK24+382.24?CK24+961.11,長578.87m（車站主體施工不在本標(biāo)段內(nèi)）。其中明挖敞開段20m，頂進箱涵20m，明挖暗埋2157m（含車站端頭207m），暗挖隧道650m。高架橋：上部結(jié)構(gòu)為簡支箱梁和連續(xù)箱梁。簡支箱梁有25m、28m和30m三種類型，單箱單室截面；連續(xù)箱梁跨度為（30+45+30）m,單箱單室截面。下部結(jié)構(gòu)為茶花形獨柱墩、T墩和實體橋臺，根據(jù)地質(zhì)情況不同分別采用擴大基礎(chǔ)和鉆孔樁基礎(chǔ)。明挖暗埋：施工范圍為CK21+610?CK24+382.24,隧道長度約2157米，軌面埋深為0?28米，區(qū)間隧道主要穿越填土及紅粘土，隧道所處場地開闊，周圍無重要建筑物和構(gòu)筑物，地下水較豐富，根據(jù)初步的地質(zhì)資料，場區(qū)大部分地段為回填土石。暗挖隧道:CK23+600?CK24+250施工采用暗挖CRD施工方案。箱涵頂進：根據(jù)沾昆鐵路運營情況、周邊地質(zhì)條件、相似工程案例及設(shè)計推薦，CK22+216沾昆鐵路下穿段擬采用箱涵頂進工法施工。具體里程詳見下表:里程總長m圍護型式初步圖紙橋梁段DK21+187.83-DK21+610422.17敞開段DK21+610-DK21+63020邊坡噴錨頂涵南段DK21+630-DK22+2165860800@100鉆孔樁頂涵段DK22+216-DK22+236202-4.4m箱涵頂涵北段DK22+236-DK23+39011540800@100鉆孔樁隧道南段DK23+390-DK23+600210800連續(xù)墻深21米01000@1250鉆孔樁隧道段DK23+600-DK24+250650單洞隧道，單液注漿隧道北段DK24+250-DK24+373.122123.1220800@100鉆孔樁邊坡噴錨1:0.75航站樓段DK24+373.123-DK24+753.735380.613不在標(biāo)段內(nèi)航站樓南段DK24+753.735-DK24+961.110207.3750800@100鉆孔樁合計3773.28根據(jù)現(xiàn)出圖紙，現(xiàn)在施工段位DK23+390-DK24+371.819,其中DK23+600-DK24+250為暗挖隧道段。其中的明挖段鉆孔樁有392根，直徑為1000mm，間距1250mm，樁長為15.5~18.5m。旋噴樁430根，直徑為800mm，樁長為6~13m。2、工程地質(zhì)情況1）地質(zhì)構(gòu)造擬建場地位于南嶺東西構(gòu)造、川滇南北構(gòu)造與云南山字型構(gòu)造交接帶；與區(qū)域的黑龍?zhí)?官渡斷層相臨。地貌上屬云貴高原中部的滇池盆地北東地段。昆明盆地是第三紀(jì)以來沿南北向主干斷裂形成的斷陷河湖相沉積盆地，處在揚子準(zhǔn)地臺康滇背斜東部，受南北向構(gòu)造控制，斷裂構(gòu)造發(fā)育、基底構(gòu)造較復(fù)雜，有隱伏活動斷裂存在。場地附近以白邑村-黑龍箐南北向斷裂為主體，在其兩側(cè)有北西、北東向的次級斷裂和褶皺。裂帶見斷層泥和具壓性特征的角礫巖帶。破碎帶厚度大于50m。該斷裂早期為壓性結(jié)構(gòu)面，晚近期活動具張性。各類構(gòu)造形跡相互侵?jǐn)_、交接，間而彼此復(fù)活、歸并，或聯(lián)合改造成新的構(gòu)造形式，致使區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜。2）區(qū)域地層昆明地區(qū)內(nèi)從元古界至新生界的地層均有出露，其中與工程有關(guān)的地層由老至新有寒武系、泥盆系、石炭系、二迭系、侏羅系、白堊系和第四系。沿線地層巖性如下：（1）第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）：素填土（1）：主要分布于線路表層，層厚0.40?4.10m。為近期人工堆填而成，主要成份為黏性土，部分未壓實，呈松散狀，多數(shù)已壓實，稍固結(jié)，局部見有碎石。屬I級松土。（2）第四系全新統(tǒng)殘積坡積層（Q4el+dl）：該層由粉質(zhì)黏土、黏土（4）1、碎石土（4）3組成?？偤穸纫话阍??15m左右，最大厚度33.8m。3） 巖溶地下巖溶一般埋藏較深，上覆第四系全新統(tǒng)殘坡積層，厚度為0T6m,灰?guī)r局部出露，巖溶多以垂直發(fā)育為主，地表巖溶發(fā)育主要表現(xiàn)為洼地和漏斗，地下巖層表現(xiàn)為石林的形式，巖層厚度不均勻。溶蝕洼地大小為3~40m，深度一般為3~8m；底部多充填紅粘土，少量可見基巖出露。該施工區(qū)域內(nèi)，鉆孔樁鉆進深度主要控制為進入中風(fēng)化巖的深度。該區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，中風(fēng)化巖層也表現(xiàn)出石林的樣式，深度不一，厚度為0.6~21.2m,平均9.9/m,層面埋深為2.3~22.1m。4） 水文地質(zhì)特征據(jù)搜集資料，區(qū)內(nèi)地下水類型主要為HC03-Ca.Mg，普遍不具侵蝕性，僅局部地段具中等酸性侵蝕，須在下一步工作中進一步核實。5） 地震烈度及抗震設(shè)防據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）、國家地震局頒布的1：400萬《中國地震烈度區(qū)劃圖（1990）》、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（2008版）劃分，昆明抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度值為0.25g（參照昆明機場專用高速公路施工圖設(shè)計資料），設(shè)計地震分組第二組。3、水文氣象情況1）水文條件。場地內(nèi)地下水類型有上層滯水、松散巖類孔隙潛水、基巖裂隙水、巖溶水。（1） 孔隙潛水孔隙潛水主要賦存于第四系含水層中，其含水性能與砂粒含量、形狀、大小、顆粒級配及粘（粉）粒含量等有密切關(guān)系。主要分布于大板橋沖洪積層中，上部以粘性土為主，水量微；下部夾砂卵石透鏡體，含水量較豐富。（2） 基巖裂隙水主要賦存于砂巖、灰?guī)r表層內(nèi)風(fēng)化裂隙和深部構(gòu)造裂隙中，地下水量一般較小，且埋深大。主要靠上層的孔隙潛水下滲補給，基巖裂隙水較貧乏。（3） 巖溶水巖溶水為區(qū)內(nèi)主要地下水，巖溶水的賦存條件受可溶巖巖溶發(fā)育程度和連通性控制。區(qū)內(nèi)可溶巖巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖。在低山和巖溶垅崗區(qū)，地勢較高，地表可見有溶溝、溶槽等巖溶形態(tài)，巖溶以垂直以育為主，不利于地下水的貯存，巖溶水埋藏較深；在盆地邊緣，則有多處地下水露頭。巖溶水多發(fā)育以管道裂隙水為主，水量分布極不均勻。（4） 地下水的補給、徑流、排泄條件第四系地層中的地下水主要受大氣降水及地表水入滲補給，水位變化因氣候、季節(jié)而異；基巖地下水（裂隙水、巖溶水）受大氣降水、地表水和上層地下水補給，具有承壓水性質(zhì)。地下水的排泄方式主要有蒸發(fā)、側(cè)向徑流、低洼處天然露頭。（5） 地下水腐蝕性評價據(jù)搜集資料，區(qū)內(nèi)地下水類型主要為HCO/3-Ca.Mg，普遍不具侵蝕性，僅局部地段具中等酸性侵蝕，須在下一步工作中進一步核實。2）氣象條件昆明市屬于低緯度高原山地季風(fēng)氣候，東暖夏涼，干雨季分明。區(qū)域?qū)俑咴撅L(fēng)溫涼氣候，氣候具有干濕季明顯的特點。年平均氣溫為14.50°C；最冷月為1月，最熱月為7月。多年平均降水量851?1035毫米，雨量主要集中在6?10月，約占年雨量的70?80%，每年11月至次年5月是少雨季節(jié)。4、事故類型基坑圍護結(jié)構(gòu)沖擊鉆孔樁在圍護樁基施工斷面地層內(nèi)出現(xiàn)溶洞情況時按本應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行。按設(shè)計勘探資料在施工地層7米以下巖層為工程重點控制對象。為達到正常施工，保障施工工期及圍護結(jié)構(gòu)質(zhì)量，保障基坑安全，根據(jù)設(shè)計文件，及國家、省、市有關(guān)樁基規(guī)范制定本方案。5、預(yù)防措施由于溶洞發(fā)育雖然在總體上存在一定的分布規(guī)律，但局部具體上無規(guī)律可循，施工時采取可靠的施工措施，減少溶洞產(chǎn)生的施工風(fēng)險；鉆孔樁施工前，應(yīng)在鉆孔樁樁位處先進行鉆孔探測溶洞情況，當(dāng)鉆孔樁基坑底處發(fā)現(xiàn)溶洞時，應(yīng)及時通知設(shè)計單位，以便根據(jù)溶洞情況變更設(shè)計鉆孔灌注樁施工時應(yīng)滿足鉆孔間距小于5m的要求，鉆孔深度應(yīng)伸入樁底不小于5m。做好鉆探記錄，及時發(fā)現(xiàn)溶洞情況，建立即時臺帳，由地質(zhì)工程師專門負(fù)責(zé)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)溶洞時，加密鉆探間距，直至探明溶洞具體范圍。加強施工監(jiān)測，實施動態(tài)信息化施工管理。樁基施工期間，24小時值班，及時對地質(zhì)和成孔狀態(tài)進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。事件發(fā)生后，各分部現(xiàn)場質(zhì)檢員必須如實記錄現(xiàn)場發(fā)生的情況，協(xié)同工程部做出有效的處理措施。6、處理措施對洞徑大于2m的無填充溶洞和半填充溶洞，可先采用投砂充填空洞，后采用注漿加固的方法，使?jié){液充填填料的空隙，固結(jié)后形成強度較高的固結(jié)體，達到處理目的；當(dāng)溶洞的高度小于2m且半填充或未填充時，采用M15的砂漿填充。砂夾石是礫石、卵石、中粗砂(小于2mm粒徑部分所占總量不超過總重量的45%)不得含有植物殘體、垃圾等雜質(zhì)；對于洞徑2m及以下的無填充溶洞和半填充溶洞，可采用注漿填充；對于全填充溶洞，可根據(jù)溶洞大小及填充物的力學(xué)指標(biāo)考慮是否填充處理。注漿終灌標(biāo)準(zhǔn)為：每孔至少復(fù)灌兩次以上；終注壓力不低于0.8Mpa；孔口出現(xiàn)冒漿；注漿量超出計算量以上各參數(shù)將根據(jù)實際注漿情況適當(dāng)調(diào)整注漿采用單液漿(水泥漿)設(shè)計配比參數(shù)：a注漿終壓0.4~2.0Mpa；注漿壓力逐步提高，達到注漿終壓并繼續(xù)注漿lOmin以上；b水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比=0.5：1~1：1；c注漿速度：30~70L/min；d注漿擴散半徑設(shè)計為1.5m。實際灌漿參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場實驗確定。灌漿加固效果檢查灌漿加固后的土體應(yīng)該有良好的均勻性、自立性、密閉性。灌漿加固效果檢查方法是在灌漿固結(jié)體內(nèi)鉆孔取芯，測得其無側(cè)限強度和滲透系數(shù)K以檢驗是否滿足灌漿固結(jié)體設(shè)計強度和滲透性是否滿足設(shè)計要求。不滿足時重復(fù)上述施工。灌漿固結(jié)體28d的單軸無側(cè)限強度和滲透系數(shù)K按照如下標(biāo)準(zhǔn)。取芯數(shù)量為溶洞處理鉆孔個數(shù)的5%。溶洞注漿加固固結(jié)體的強度、滲透系數(shù)指標(biāo)如下：灌漿固結(jié)體：無側(cè)限強度全0.3Mpa；滲透系數(shù)=1.0X10-7cm/sec。對周圍地表情況進行監(jiān)控，同時對灌漿量進行預(yù)估，當(dāng)周圍情況和灌漿量出現(xiàn)異常及大的差異。沖鉆時機長應(yīng)時刻警惕機械出現(xiàn)的異常狀況，一旦鉆頭感到異常立即停止。若出現(xiàn)吊鉆現(xiàn)象，應(yīng)使用公母卡扣伸入掉鉆地層，對掉鉆進行打撈，同時匯報應(yīng)急處理小組。大溶洞的處理措施針對溶洞較大且呈串珠型分布的特殊狀況，施工技術(shù)難度較大，該工程又為市重點工程，我項目部從嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，確保工程進度，確保施工安全、做好預(yù)案的角度考慮，根據(jù)樁基溶洞情況，依據(jù)以往處理的經(jīng)驗溶洞位置較深較大時，一般確定先采用沖擊鉆成孔，投放拋填物(片石)的方法處理溶洞，后考慮采用下放鋼護筒(視溶洞情況確定長度)的方案。鉆頭鉆至溶頂時，為防止由于溶洞頂板巖層厚度、硬度不均而出現(xiàn)斜孔，除采用拋填片石平衡鉆頭外，也可采用質(zhì)量較大的鉆頭處理。溶洞處理時，速度稍微放慢一些或稍停一段時間，可促使片石和粘土的固結(jié)利于固壁。充填物的溶洞采用拋填物的方法處理是可行的，但為了避免發(fā)生縮孔，可采用大塊片石。溶洞內(nèi)泥漿濃度要大，比重不小于1.6.5） 如孔內(nèi)泥漿不是大量流失，粘土可不裝袋投入。6） 因溶洞內(nèi)為流塑狀粘土，即使孔內(nèi)不漏漿，為加大泥漿濃度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。7） 當(dāng)處理住漏漿時或到達溶洞位置但不漏漿，要向孔內(nèi)拋填片石及粘土進行固壁，小沖程反復(fù)沖砸，使拋填片石充分?jǐn)D入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量過大，保證成樁質(zhì)量。7、應(yīng)急工作人員及職責(zé)由項目經(jīng)理王炳根任應(yīng)急處理小組的組長，由項目總工張帆任應(yīng)急處理小組的副組長，組員由工程部、安質(zhì)部、物設(shè)部、等部門人員組成。王炳根組長：組織應(yīng)急處理措施，調(diào)集各項資源，保證正常施工。潘漳建、張帆副組長：研究解決施工中的溶洞處理問題，會同監(jiān)理、設(shè)計人員確定處理方案及措施。工程部全體人員：貫徹執(zhí)行國家、省、市有關(guān)施工要求和規(guī)定，在技術(shù)負(fù)責(zé)人的領(lǐng)導(dǎo)下，對施工生產(chǎn)的突發(fā)問題負(fù)責(zé)，組織人員進行技術(shù)控制工作。物設(shè)部李國章：執(zhí)行公司有關(guān)規(guī)定，及時提供應(yīng)急處理所需的器具及物資。安質(zhì)部范方香：加強施工鉆探監(jiān)測，控制施工當(dāng)中出現(xiàn)的異常問題。詳見應(yīng)急救援小組組織機構(gòu)圖：組長：王炳根副組長：潘漳建、張帆8、 應(yīng)急機制現(xiàn)場鉆探人員發(fā)現(xiàn)空洞時，應(yīng)及時報告總工程師和工程技術(shù)部相關(guān)人員。項目部會同監(jiān)理及設(shè)計人員商議確定處理方案?，F(xiàn)場施工人員發(fā)現(xiàn)