溶洞处理方案2

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1、洞 处 理 应急预案编制：审核：中铁二十四局集团有限公司昆明市新机场综合交通配套土建工程项目部2010年03月07日桩基围护结构遇溶洞应急处理预案1、工程概况新机场综合配套工程设计线路起点为CK21+187.83,终点为CK24+961.11,全长 3773.28 m。高架区间范围为CK21+187.83CK21+610.00,长422.17m；地下区间范围为 CK21+610CK24+382.24,长 2772.24m；车站范围为 CK24+382.24CK24+961.11,长 578.87m （车站主体施工不在本标段内）。其中明挖敞开段20m，顶进箱涵20m，明挖暗埋2157m （含车站

2、端头207m），暗挖隧 道 650m。高架桥：上部结构为简支箱梁和连续箱梁。简支箱梁有25m、28m和30m三种类 型，单箱单室截面；连续箱梁跨度为（30+45+30）m,单箱单室截面。下部结构为茶花形独 柱墩、T墩和实体桥台，根据地质情况不同分别采用扩大基础和钻孔桩基础。明挖暗埋：施工范围为CK21+610CK24+382.24,隧道长度约2157米，轨面埋深为 028米，区间隧道主要穿越填土及红粘土，隧道所处场地开阔，周围无重要建筑物和构 筑物，地下水较丰富，根据初步的地质资料，场区大部分地段为回填土石。暗挖隧道:CK23+600CK24+250施工采用暗挖CRD施工方案。箱涵顶进：根据沾

3、昆铁路运营情况、周边地质条件、相似工程案例及设计推荐， CK22+216沾昆铁路下穿段拟采用箱涵顶进工法施工。具体里程详见下表:里程总长m围护型式初步图纸桥梁段DK21+187.83-DK21+610422.17敞开段DK21+610-DK21+63020边坡喷锚顶涵南段DK21+630-DK22+2165860 800100钻孔桩顶涵段DK22+216-DK22+236202-4.4m箱涵顶涵北段DK22+236-DK23+39011540 800100钻孔桩隧道南段DK23+390-DK23+600210800连续墙深21米0 10001250 钻孔桩隧道段DK23+600-DK24+25

4、0650单洞隧道，单液注 浆隧道北段DK24+250-DK24+373.122123.1220 800100钻孔桩边坡喷锚1:0.75航站楼段DK24+373.123-DK24+753.735380.613不在标段内航站楼南 段DK24+753.735-DK24+961.110207.3750 800100钻孔桩合计3773.28根据现出图纸，现在施工段位DK23+390-DK24+371.819,其中DK23+600-DK24+250 为暗挖隧道段。其中的明挖段钻孔桩有392根，直径为1000mm，间距1250mm，桩长为 15.518.5m。旋喷桩430根，直径为800mm，桩长为613m

5、。2、工程地质情况1）地质构造拟建场地位于南岭东西构造、川滇南北构造与云南山字型构造交接带；与区域的黑 龙潭-官渡断层相临。地貌上属云贵高原中部的滇池盆地北东地段。昆明盆地是第三纪以 来沿南北向主干断裂形成的断陷河湖相沉积盆地，处在扬子准地台康滇背斜东部，受南 北向构造控制，断裂构造发育、基底构造较复杂，有隐伏活动断裂存在。场地附近以白 邑村-黑龙箐南北向断裂为主体，在其两侧有北西、北东向的次级断裂和褶皱。裂带见断 层泥和具压性特征的角砾岩带。破碎带厚度大于50m。该断裂早期为压性结构面，晚近期 活动具张性。各类构造形迹相互侵扰、交接，间而彼此复活、归并，或联合改造成新的 构造形式，致使区内地

6、质构造相当复杂。2）区域地层昆明地区内从元古界至新生界的地层均有出露，其中与工程有关的地层由老至新 有寒武系、泥盆系、石炭系、二迭系、侏罗系、白垩系和第四系。沿线地层岩性如下：（1）第四系全新统人工填土层（Q4ml）：素填土（1）：主要分布于线路表层，层厚0.404.10m。为近期人工堆填而成，主要 成份为黏性土，部分未压实，呈松散状，多数已压实，稍固结，局部见有碎石。属I级 松土。（2）第四系全新统残积坡积层（Q4el+dl）：该层由粉质黏土、黏土 （4）1、碎石土 （4）3组成。总厚度一般在515m左右，最大厚 度 33.8m。3）岩溶地下岩溶一般埋藏较深，上覆第四系全新统残坡积层，厚度为

7、0T6m,灰岩局部出 露，岩溶多以垂直发育为主，地表岩溶发育主要表现为洼地和漏斗，地下岩层表现为石 林的形式，岩层厚度不均匀。溶蚀洼地大小为340m，深度一般为38m；底部多充填红 粘土，少量可见基岩出露。该施工区域内，钻孔桩钻进深度主要控制为进入中风化岩的深度。该区域地质结 构复杂，中风化岩层也表现出石林的样式，深度不一，厚度为0.621.2m,平均9.9/m, 层面埋深为2.322.1m。4）水文地质特征据搜集资料，区内地下水类型主要为HC03-Ca.Mg，普遍不具侵蚀性，仅局部地段具 中等酸性侵蚀，须在下一步工作中进一步核实。5）地震烈度及抗震设防据中国地震动参数区划图（GB18306-

8、2001）、国家地震局颁布的1 ： 400万中 国地震烈度区划图（1990）、建筑抗震设计规范（2008版）划分，昆明抗震设防 烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.25g （参照昆明机场专用高速公路施工图设计 资料），设计地震分组第二组。3、水文气象情况1）水文条件。场地内地下水类型有上层滞水、松散岩类孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶水。（1）孔隙潜水孔隙潜水主要赋存于第四系含水层中，其含水性能与砂粒含量、形状、大小、颗粒 级配及粘（粉）粒含量等有密切关系。主要分布于大板桥冲洪积层中，上部以粘性土为 主，水量微；下部夹砂卵石透镜体，含水量较丰富。（2）基岩裂隙水主要赋存于砂岩、灰岩表层内风化裂隙和

9、深部构造裂隙中，地下水量一般较小，且 埋深大。主要靠上层的孔隙潜水下渗补给，基岩裂隙水较贫乏。（3）岩溶水岩溶水为区内主要地下水，岩溶水的赋存条件受可溶岩岩溶发育程度和连通性控 制。区内可溶岩岩性为灰岩、白云质灰岩、白云岩。在低山和岩溶垅岗区，地势较高， 地表可见有溶沟、溶槽等岩溶形态，岩溶以垂直以育为主，不利于地下水的贮存，岩溶 水埋藏较深；在盆地边缘，则有多处地下水露头。岩溶水多发育以管道裂隙水为主，水 量分布极不均匀。（4）地下水的补给、径流、排泄条件第四系地层中的地下水主要受大气降水及地表水入渗补给，水位变化因气候、季节 而异；基岩地下水（裂隙水、岩溶水）受大气降水、地表水和上层地下水

10、补给，具有承 压水性质。地下水的排泄方式主要有蒸发、侧向径流、低洼处天然露头。（5）地下水腐蚀性评价据搜集资料，区内地下水类型主要为HCO/3-Ca.Mg，普遍不具侵蚀性，仅局部地段 具中等酸性侵蚀，须在下一步工作中进一步核实。2）气象条件昆明市属于低纬度高原山地季风气候，东暖夏凉，干雨季分明。区域属高原季风 温凉气候，气候具有干湿季明显的特点。年平均气温为14.50C ；最冷月为1月，最热月 为7月。多年平均降水量8511035毫米，雨量主要集中在610月，约占年雨量的 7080%，每年11月至次年5月是少雨季节。4、事故类型基坑围护结构冲击钻孔桩在围护桩基施工断面地层内出现溶洞情况时按本应

11、急预案执行。按设计勘探资料在施工地层7米以下岩层为工程重点控制对象。为达到正常施工，保障施工工期及围护结构质量，保障基坑安全，根据设计文件， 及国家、省、市有关桩基规范制定本方案。5、预防措施(1) 由于溶洞发育虽然在总体上存在一定的分布规律，但局部具体上无规律可循，施 工时采取可靠的施工措施，减少溶洞产生的施工风险；(2) 钻孔桩施工前，应在钻孔桩桩位处先进行钻孔探测溶洞情况，当钻孔桩基坑底处 发现溶洞时，应及时通知设计单位，以便根据溶洞情况变更设计(3) 钻孔灌注桩施工时应满足钻孔间距小于5m的要求，钻孔深度应伸入桩底不小于 5m。做好钻探记录，及时发现溶洞情况，建立即时台帐，由地质工程师

12、专门负责。当发 现溶洞时，加密钻探间距，直至探明溶洞具体范围。(4) 加强施工监测，实施动态信息化施工管理。(5) 桩基施工期间，24小时值班，及时对地质和成孔状态进行检查，发现问题及时 处理。事件发生后，各分部现场质检员必须如实记录现场发生的情况，协同工程部做出 有效的处理措施。6、处理措施(1) 对洞径大于2m的无填充溶洞和半填充溶洞，可先采用投砂充填空洞，后采用注浆 加固的方法，使浆液充填填料的空隙，固结后形成强度较高的固结体，达到处理目的；(2) 当溶洞的高度小于2m且半填充或未填充时，采用M15的砂浆填充。砂夹石是砾 石、卵石、中粗砂(小于2mm粒径部分所占总量不超过总重量的45%)

13、不得含有植物残 体、垃圾等杂质；(3) 对于洞径2m及以下的无填充溶洞和半填充溶洞，可采用注浆填充；对于全填充溶 洞，可根据溶洞大小及填充物的力学指标考虑是否填充处理。(4) 注浆终灌标准为：1) 每孔至少复灌两次以上；2) 终注压力不低于0.8Mpa；3) 孔口出现冒浆；4) 注浆量超出计算量以上各参数将根据实际注浆情况适当调整(5) 注浆采用单液浆(水泥浆)设计配比参数：a注浆终压0.42.0Mpa；注浆压力逐 步提高，达到注浆终压并继续注浆lOmin以上；b水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥，水 灰比=0.5： 11： 1； c注浆速度：3070L/min； d注浆扩散半径设计为1.5m。

14、实际灌浆 参数根据现场实验确定。(5) 灌浆加固效果检查灌浆加固后的土体应该有良好的均匀性、自立性、密闭性。灌浆加固效果检查方法 是在灌浆固结体内钻孔取芯，测得其无侧限强度和渗透系数K以检验是否满足灌浆固结 体设计强度和渗透性是否满足设计要求。不满足时重复上述施工。灌浆固结体28d的单 轴无侧限强度和渗透系数K按照如下标准。取芯数量为溶洞处理钻孔个数的5%。溶洞注 浆加固固结体的强度、渗透系数指标如下：灌浆固结体：无侧限强度全0.3Mpa；渗透系 数=1.0X 10-7cm/sec。(6) 对周围地表情况进行监控，同时对灌浆量进行预估，当周围情况和灌浆量出现异 常及大的差异。(7) 冲钻时机长

15、应时刻警惕机械出现的异常状况，一旦钻头感到异常立即停止。若出 现吊钻现象，应使用公母卡扣伸入掉钻地层，对掉钻进行打捞，同时汇报应急处理小 组。(8) 大溶洞的处理措施针对溶洞较大且呈串珠型分布的特殊状况，施工技术难度较大，该工程又为市重点工 程，我项目部从严把质量关，确保工程进度，确保施工安全、做好预案的角度考虑，根 据桩基溶洞情况，依据以往处理的经验溶洞位置较深较大时，一般确定先采用冲击钻成 孔，投放抛填物(片石)的方法处理溶洞，后考虑采用下放钢护筒(视溶洞情况确定长 度)的方案。1) 钻头钻至溶顶时，为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现斜孔，除采用 抛填片石平衡钻头外，也可采用质量较大的钻头处理。2) 溶洞处理时，速度稍微放慢一些或稍停一段时间，可促使片石和粘土的固结利于 固壁。3) 充填物的溶洞采用抛填物的方法处理是可行的，但为了避免发生缩孔，可采用大 块片石。4) 溶洞内泥浆浓度要大，比重不小于1.6.5）如孔内泥浆不是大量流失，粘土可不装袋投入。6）因溶洞内为流塑状粘土，即使孔内不漏浆，为加大泥浆