溶洞处理专业方案.docx
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1、武汉市工程溶洞处理方案中国建筑股份武汉项目指挥部二0一四年十二月目录第一章 编制依据及目标11.1 编制标准11.2 编制依据11.3 编制范围11.4 编制目标1第二章 工程概况32.1 工程介绍32.2 气象、水文32.3 地质条件4第三章 总体布署93.1 项目组织机构93.2 人员组织93.3 关键机械设备103.4 材料准备103.5 钻前准备10第四章 关键处理方案124.1溶洞类型判别124.2处理方法13第五章 确保方法235.1 质量管理确保方法235.2 安全、文明管理方法255.3 环境保护265.4 应急预案27第一章 编制依据及目标1.1 编制标准1、确保实现业关键求
2、质量、工期、安全、环境保护、文明施工和造价等各方面工程目标。2、指导思想是:施工方案可行、施工技术优异、施工组织科学、重信誉、守协议,优质、安全、按期完成。3、严格实施施工过程中包含相关规范、规程和技术标准。4、落实实施国家和省、市相关方面方针政策、遵遵法律法规、尊重当地民风民俗。5、重视生态环境,在施工期间及完工后不发生水土流失,确保工程范围外原地形、地貌不被破坏,道路恢复原状。6、重视工程范围工程地质、水文地质调查工作,建立以地质资料为先导、以量测为依据信息化施工管理体系。1.2 编制依据1、武汉市施工设计图纸;2、武汉市施工设计初步勘察设计;3、建筑地基基础工程施工质量验收规范GB503
3、30-;4、建筑地基处理技术规范JGJ79-;5、建筑地基基础设计规范GB50007-;6、依据省市相关部门颁布相关地方法规和施工管理要求;7、我单位施工队伍、技术装备能力和以往施工同类工程实践经验。1.3 编制范围本方案适适用于武汉市工程,包含第一协议段、第二协议段、第三协议段。1.4 编制目标为预防因溶洞坍塌造成安全事故,造成人员、机械不可逆转伤害和对工期不利影响,由此引发对社会负面影响。对此我部依据逐桩勘察情况,实施施工前预处理,施工过程处理,施工后监控施工控制模式。以确保桩基成孔质量及工程顺利进行。第二章 工程概况2.1 工程介绍第1协议段:武汉市第一协议段起讫桩号K102+432.8
4、89K107+633.34,根本全长5.129km。第2协议段:武汉市第二协议段起讫桩号K107+538K113+547.944;全长6.015km,桥梁总长5.4217km,停车区1处。第3协议段:武汉市第三协议段起讫桩号K113+547.944K119+617.889,全长6.070km,桥梁总长4.990418km(含互通根本桥),互通式立交2处,匝道收费站1处,预留根本收费站1处。本工程是武汉市“环形+放射”道路骨架网络有机组成部分,本项目和很多道路相关联,深入完善高速公路网构架,实现了高速公路之间交通转换,改善武汉城市圈交通条件,形成比较完善道路交通环线路网,对推进武汉市发展战略有着
5、十分关键意义。2.2 气象、水文2.2.1 气象武汉地域属于中国东南季风气候区,含有冬寒夏热,春湿秋汗,四季分明,降水充沛冬季少雪等关键气候特点,年平均气温16.30C,极端最高气温41.30C,极端最低气温-180C。拟建项目所经区域属华中地域亚热带气候,关键具大陆气候特色,温暖湿润,雨量充沛,日照时间长,光、温、水配合协调。四季分明,无霜期长,通常年平均气温在16.70C17.00C,最冷月份为1月,平均气温3.80C4.10C,极端最低气温-180C,最热月份为7月,平均气温29.00C29.50C,极端最高气温41.30C。整年平均无霜期为253262天,多年平均日照时数为1955小时
6、。多年平均降水量1261.2mm,降水多集中在68月,占整年41%;最大年降水梁2107.1mm,最大日降水量332.6mm,年平均蒸发量为1447.9mm,绝对湿度年平均16.4mb,相对湿度75.7%。每十二个月10月至第二年3月初为干旱季节,降雨量小于蒸发量。47月多东南风,其它多为北风或东北风,多年平均风速在2.9m/s,最大风力8级,风速27.9m/s,大气影响深度为3.0m,大气影响急剧深度为1.35m。冬季多北风和东北风,夏季多东南风和西南风,春季多东北风、西南风和东南风交替,秋季偏北风增加,风行有显著季节改变。2.2.2 水文本协议段路线范围内水塘及湖泊众多。汤逊湖:在武汉市东
7、南部,横跨武汉市江夏、洪山和东湖高新3个行政区,其中江夏包含庙山、纸坊、藏龙岛、栗庙岛全部和五里界、大桥部分范围。流域面积为240.38km2;该流域地处平原水网地域,河道纵横交错,经过青菱河、巡司河和长江联通。湖体水面为35.85km2;湖水深平均为1.85.汤逊湖为VI(VII)级航道。路线范围内最深水位3.0m左右。除跨越汤逊湖外,项目沿线水塘和沟渠密集,水源多来自汤逊湖或大气降水,水深0.52.0m。依据项目区内取得地表水水质分析汇报,本协议段沿线地表水对建筑材料具为腐蚀性。2.3 地质条件2.3.1地层岩性1、第一协议段依据此次勘察,沿线道路岩土层分布情况以下:1)人工类填土分布于道
8、路沿线表层厚度通常在0.5-2.0之间,局部下管线周围及水塘回填区内填土高度达3.0-9.3m,关键为素填土或耕植土,填筑时间通常在以内,演以黄褐色或红褐色为主。2)粘土层或淤泥质土、通常粘性土层、粘土层关键分布于龚家铺互通区水塘底部和地势低洼去浅部,厚度不超出3m。粘土层全线分布,厚度1.8-26.0m部分地段揭露厚度达43.5m。3)粘土碎石或含碎石土关键分布于龚家铺互通D匝道局部位置及根本桥K104+660-K104+800、K105+300-K106+500之间碎石(或角砾)含量10-55%之间,粒径0.5-3.0cm,分布不均匀,厚度在2.5-25.0之间。4)残积层全线不连续分布,
9、力学强度软硬不均,厚度通常在2-5m之间,部分地段厚度达10m以上。5、白垩系泥岩或泥质砂岩关键分布在龚家铺互通A、B2、F匝道桥局部位置及根本桥起点至K102+550、K104+200-K104+360、K104+700-K105+400、K106+050-K106+550之间,依据风化程度可分为两个亚层。(1)强风化泥质或泥质砂岩:屋顶标高-9.46-29.65,厚度1.8-18.0m。(2)中风化泥岩或泥质砂岩:屋顶标高-13.9-12.75,最大揭露厚度26.8m。通常上不裂隙较发育,岩芯较破碎,下不较完整。岩体基础质量等级为级。6)三叠系页岩:灰色,关键分布在K104+780-K10
10、4+980周围地段,依据风化程度可分为两个亚层。(1)强风化页岩:屋顶标高6.4左右厚度5.2。较破碎。(2)中风化页岩:屋顶标高7左右,最大揭露厚度18.4m。裂隙较发育,岩芯较破碎。岩体基础质量等级为级。7)三叠系溶崩角砾岩:角砾成份为灰岩,角砾间胶结物为褐红色钙质砂岩,关键分布在龚家铺互通区D、F、M、O、R、S匝道局部地段及根本K103+270-K103+820(连续)几K104+200-K104+850(不连续),依据奉化成全部可分为两个亚层。(1)强风化溶崩角砾岩:屋顶标高-11.3-9.07m,厚度0.8-4.4m,较破碎。(2)中风化溶崩角砾岩:屋顶标高-13-10.92m,最
11、大揭露厚度18.7m。通常上不裂隙较发育,岩芯较破碎,下不较完整,岩溶较发育,漏浆现象普遍。岩体基础质量等级为级。8)二叠系灰岩或角砾灰岩:灰色,关键分布在龚家铺互通个匝道区级根本K102+550-K104+600、K105+280-协议段终点,层面标高在-16-6m。最大揭露厚度24.0m。裂隙发育通常,局部较破碎,熔岩发育,漏浆现象普遍。岩体基础质量等级为-级。2、第二协议段依据勘察,沿线道路岩土层分布情况以下表:表2.3-1 地层岩性分布表层数土层类别分布范围特点备注(QMl)人工类填土分布在道路沿线表层。(Q4al+1)-1流塑状态淤泥或淤泥质土关键分布在K108+700K110+85
12、0、K111+700K111+980、K113+080K113+150之间洼地、水塘及湖泊底部。灰色,流塑状,厚度通常在0.06.2m之间。-2粉质粘土通常分布于地势低洼区浅部。灰褐或灰黄色,属通常粘性土,厚度通常在0.08.6m。-3淤泥质土或软塑状粉质粘土关键分布在K109+200K109+430、K109+673周围、K110+340K110+780及YK113+133周围。灰色、软流塑,厚度通常在0.08.6m。(Q2al+pl)-1粉质粘土关键分布在K108+010K108+350、K109+470K109+640、K109+950K110+160及K113+170K113+460。
13、黄褐色、可塑,厚度通常不超出6.0m。-2粉质粘土全线分布广泛,仅局部地段缺失。属老粘性土,黄褐红褐色,硬塑状态,厚度0.014.1m。-3含粉质粘土碎石或含碎石粉质粘土全线分布广泛,仅局部地段缺失。黄褐红褐色,中密,硬塑状态为主。碎石(或角砾)含量1055%之间,粒径0.53.0cm,分布不均匀。-4粉质粘土关键分布于起点K111+640之间。红褐棕红色,硬塑状态,厚度0.019.7m。-5粉质粘土关键分布于K109+540K109+610、K110+250K110+350、K111+520K111+580之间。红褐黄褐色,软可塑状态,厚度0.010.0m。(Q1el)-1残积粘性土关键在K
14、108+000K108+360及K111+400K112+380之间断续分布。红褐色,软硬不均,一可塑状态为主,局部成软塑或硬塑状,为钙质砂岩风化残积物。-2红粘土分布于K108+710K110+906段灰岩上部。红褐或黄褐色,以可-硬塑状态为主,局部成软-流塑,为石灰岩风化残积物。(J)-1强风化钙质砂岩层顶标高1.4015.73。厚度0.08.3m,岩体基础质量等级为V级。-2中风化钙质砂岩夹砾岩层顶标高-2.4011.65m,最大揭露厚度38.3n,岩芯叫完整,有少许岩溶揭露,岩体基础质量等级为V级。(T)-1强风化溶崩角砾岩关键分布在K107+980K108+600之间,层顶标高-13
15、.3111.76m。较破碎,岩溶较发育,厚度5.218.2m。-2中风化溶崩角砾岩层顶标高-18.3512.26m,最大揭露厚度36.9m。通常上部裂隙较发育,岩芯较破碎,下部较完整,岩溶较发育,漏浆现象普遍。岩体基础质量等级为IV级。(P)二迭系灰岩或角砾灰岩关键分布在龚家铺互通各匝道区及根本K108+710K111+550,层面标高在-21.697.38m,最大揭露厚度36.3m。灰色,裂隙发育,通常上部较破碎,下部叫完整,溶岩发育,漏浆现象普遍,岩体基础质量等级为IIIIV等级。2.3.2 地下水项目沿线水文地质条件较复杂,含水介质类型多,水量贫富悬殊,地下水类型依据富水性和含水岩组特征
16、划分为松散岩土类孔隙水、碳酸盐岩岩溶水和碎屑岩裂隙水三类。依据地下水检分析结果,沿线地下水属HCO3-CaNa、HCO3-CaMg和HCO3-Ca型水。PH值6.957.40,矿化度596.64681.35mg/L,总硬度6.216.61me/L,属中性硬质淡水。地下水水质通常很好,对建筑材料含有微腐蚀性。2.3.3不良地质拟建道路沿线环境条件相对简单,无形成坍毁、滑坡及泥石流条件,不良地质关键下伏基岩中岩溶。本协议段下伏基关键为含砾钙质砂岩夹砾岩、溶崩角砾岩及灰岩三种,这三种基岩有形成岩溶条件,尤其是溶崩角砾岩和灰岩。第二协议段在详勘已完成钻孔中,共有105个钻孔揭露到灰岩会溶崩角砾岩,发觉
17、有岩溶有47个钻孔,见洞率约为45%,单孔累计溶洞高度通常在0.54.0m之间,少许达5.010.0m。第三章 总体布署3.1 项目组织机构项目经理部设“八部二室”即:安监部、质检部、技术部、试验室、工程部、物资部、机电部、财务部、商务部、办公室。图3.1-1 项目经理部施工组织机构图3.2 人员组织1.项目管理人员配置表3.2-1 项目管理人员配置表序号岗位计划人数(人)备注1生产经理12责任工程师33测量工程师24技术工程师25机电管理员26安全员27质检员2累计142.施工队伍人员配置表3.2-2 施工队伍人员配置表序号岗位名称人员数量备注1安全员42质检员43技术员24测量员45工人3
18、0累计44施工队伍必需设置最少2个后备班组,配置含有处理桩基施工特殊情况经验作业人员,而且事先做好人员分工,确保在领导小组指挥下安全高效、保质保量完成相关问题处理。3.3 关键机械设备为满足溶洞突发事件处理,现场配置小松220挖掘机1台,运输车1辆,装载机1台,备用水泵5台,200kw发电机1台。3.4 材料准备提前联络好材料供给商,如运距较长,可酌情增加运输车辆,确保现场所需材料供给充足;现场设置一个材料堆放场,存放一定数量材料作为备用,材料需用彩条布覆盖,预防扬尘及雨淋。经初步统计,提议首次进场P.O.32.5水泥40t,粘土400m3,片石200m3,具体数量依据现场实际使用情况而定。水
19、泥为P.O.32.5水泥;片石采取强度30MPa石灰岩,片石粒径为3050cm。3.5 钻前准备1)依据逐桩勘察地质汇报中每根桩溶洞出现情况,推断其范围大小,制订处理方法。2)每个孔位地质柱状图和施工方法全部单独列出,对应发给相关人员,让具体操作者、技术人员、作业队长全部知道溶洞位置、大小、充填情况和应采取处理方法。3)每根桩3m范围内备足成孔用水、粘土、片石、水泥等必备材料,确保溶洞钻穿时快速补水、补浆,预防坍孔,并立即抛填粘土、片石,以恢复正常钻孔作业。4)要有处理施工故障备用机具设备,如打捞、吸泥等应急器具。5)钻孔前先对场地进行平整,清除杂物,再进行桩基定位放样。钢护筒内径比对应桩径大
20、30cm,分节卷制,埋设深度依据不一样地质情况分别确定,对埋深较浅护筒,采取挖埋法;埋深较深(大于3m)护筒采取振动捶击法,护筒顶面高出地面30cm。6)泥浆采取性能良好粘土拌制,达不到要求时采取膨润土拌制,制浆池、储浆池、沉淀池均设在钻机周围,并用循环胶管连接,以形成良好泥浆循环系统。7)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:(1)依据已布设平面控制加密导线控制点坐标和经复核计算无误各钻孔桩中心坐标,利用全站仪正确测设各桩位中心桩。(2)采取正交线法定出该桩位法线方向线控制桩,供护筒安装及机具定位使用。(3)每个钻孔桩护筒安装就位后,应测量护筒顶标高,供检
21、测孔深度、桩底标高时使用。第四章 关键处理方案4.1溶洞类型判别4.1.1 判别步骤依据地勘进行前期统计钻进发觉情况并作统计通知领导小组及监理工程师现场情况和各类问题表征对比分析确定问题类别采取对应处理方法。4.1.2 判别方法1、开钻前:依据地勘资料进行初步统计,部分钻孔中溶洞是否呈串珠状分布,确定溶洞分布范围,也可依据详勘取样,确定立即开钻墩位是否存在溶洞。依据临近已施工墩位或临近已施工桩基,初步确定施工区域是否存在溶洞。2、钻进过程中:漏浆:孔内水位下降、井口钢丝绳异常松动。捞取渣样分析:依据渣样进行分析,看渣样是否出现异常改变,如入岩后出现粘土等填充物情况。钻进进尺速度:钻进过程中,漏
22、疆之前钻进进尺发觉异常,进尺较平时正常工作时快,肯能出现全填充钻头偏斜:钻进过程中发觉钻头、钢丝绳偏离中心位置,初步确定出现斜坡岩、小溶洞或裂隙。3、灌注过程中:灌注过程中,砼顶面上升高度和理论上升高度出现较大差距,判定为混凝土流失,出现溶洞。4.1.3 溶洞分类溶洞分类以竖向深度及有没有填充物为基础,具体分类情况见下表:表4.1-1 溶洞分类表类别竖向深度h(m)有没有填充物示意图备注1h3,无填充半填充,(岩溶通常发育)23h5,无填充或半填充,(岩溶较发育)3h5m,无填充或半填充,(岩溶极发育)4全填充4.2处理方法江夏区属于岩溶发育较为严重区域,工程本着“以人为本,安全第一”施工标准
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