吉莲高速公路K63+300K64+180地段岩溶地基处理专项方案.docx
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吉莲高速公路K63+300K64+180地段岩溶地基处理专项方案
吉莲高速公路K63+300-K64+180地段
岩溶地基处理专项方案
1、编制依据
1、新建高速公路吉安-莲花B2标K60+890~K70+000段路基、桥梁施工图；
2、公路桥涵技术施工规范及验收标准。
3、关于路基、桥梁岩溶处理的四方有关会议纪要。
2、工程概况
1、工程简介
吉莲高速公路K63+300-K64+180地段全长880米，K63+843～K64+121段是田村溶江大桥、K63+455～K63+643段是溶田分离立交桥。
由于地质情况多变，桥梁桩长设计不等，且砂砾、流沙、溶洞等不利因素的影响，给桩基成孔造成了很大的困难，使桩基施工成为该地段项目的重点和难点。
2、地质概况
该段地层岩性属于石炭系下统大塘组梓门桥段（C1d3）,岩性主要为巨厚层状白云灰岩、灰岩，灰白色、灰色，岩质坚硬，为强岩溶化灰岩、炭质页岩。
路线区内灰岩均被较厚的第四系覆盖，主要由钻探揭露。
路线带区域处于新华夏系的鄱阳-赣州坳陷带及九岭-万洋山隆褶带，属于华夏系的赣中复向斜的交接复合地带。
在漫长的地质发展进程中，经历了多次地质构造运动，形成了多种构造体系，构造形迹多呈北东向，北北东向。
路线区内新构造运动以间歇性、差异性上升运动为主，且西部上升较快、东部则相对稳定或下降，后期强度较前期强度弱，西部强而东部弱的特征。
路线带可溶性地层为石炭系下统大塘阶地层，岩性为灰岩，由桥位勘察资料揭露在K63+300-K64+180段岩溶十分发育，最大揭露溶洞达21米，且部分灰岩溶洞中无充填，存在路面塌陷的隐患。
该段总体地层情况为表层0.3-0.5米耕植土，下为棕黄色可~硬塑状粉质粘土，厚度2-5米不等，再往下为软塑状棕红色粘土、沙砾卵石层，局部粉质粘土下为灰褐色淤泥，软塑状棕红色粘土、沙砾卵石层厚度不一，一般在2.5-16.3米之间，主要随下基岩面的起伏而变化，下伏基为石炭系下统大塘阶地层，岩性为灰岩，由桥位勘察资料揭露在K63+300-K64+180段岩溶十分发育，最大揭露溶洞达21米，且部分灰岩溶洞中无充填，存在路面塌陷的隐患
综上所述，构成场地复杂的水汶地质及工程地质条件。
3、分项工程简介
1）路基简介：
A、K63+670~K63+710段：
该处岩溶规模较小，且上部覆盖层厚度较大，溶洞为全充填，该段可直接填筑路基。
B、K63+710~K63+780段：
该处覆盖层比较杂乱，粉质粘土下伏的淤泥、粉土及粘土多呈软塑或稍密状，且下伏基岩发育溶洞，溶洞顶板较薄，该段路基易产生较大不均匀性沉降，建议该段做加筋盖板处理和深层搅拌桩处理。
C、K63+780~K63+850段，根据物探成果资料，该段下伏灰岩岩溶不发育，清除表层耕植软土后可直接填筑路基。
D、K63+850~K63+920段：
该处覆层较薄，仅2.5~3.9米其下灰岩岩溶十分发育，特别是ZK9号钻孔揭露最大溶洞高达12.4米，且局部属于空洞，不宜直接填筑路基，建议该段做加筋盖板处理和深层搅拌桩处理。
板尖进入完整灰岩一米左右，其中桩长按最不利因素9号钻孔来设计，具体桩长有施工现场来确定，盖板范围为全路段。
2）田村溶江大桥简介
田村溶江大桥位于永新县埠前镇心田村北侧270米处，所跨河为赣江支流禾水河的支流溶江，桥址处于河槽总宽度约为35m，水深2.0m,河滩主要为水田，少量旱地等，河槽槽底主要为砂卵石。
桥区位于溶江禾水河冲积平原地区，地形稍有起伏，河流东岸为侵蚀岸，汛期易受冲刷，河流西岸为堆积岸，高滩地发育。
桥型方案
桥梁中心桩号K63+549，设置一联6孔30m先简支后结构连续预应力砼小箱梁，桥长188m。
桥位钻孔
桥区地层结构较为复杂，属于岩溶区桥位，发育溶洞62个，有17个钻孔体现多层溶洞，占钻孔数量的47.2%。
最小覆土厚度为4.1m，溶洞洞体最大达17.4m。
田村溶江大桥桩基类型属于嵌岩桩，设计嵌岩深度不小于5米。
3）溶田分离立交桥简介
溶田分离立交位于永新县莲洲乡溶田村，为主线上跨G319国道而建的分离立交。
该分离立交桥与被交路交叉角度128°，桥梁上部构造采用9－30米先简支后连续预应力砼小箱梁，下部构造采用柱式墩、肋台、桩基础。
桥区位于岗盆地地貌单元区，地形平坦开阔，无滑坡、崩塌等不良地质现象。
桥区地层结构较为复杂，属岩溶区桥位，所揭露灰岩岩溶发育，溶洞大小不一，未揭露到断层、褶皱等地质构造的痕迹，无其他对桥梁建设有影响的特殊性岩土。
桥区水文地质条件较为复杂。
因此桥位工程地质条件属复杂类型。
桥区地下水类型有第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水。
桥区基岩为石炭系下统灰岩，裂隙发育，但均为方解石脉充填，裂隙水不丰富，溶洞发育，岩溶水量较丰富。
3、施工准备
1、人员组织
项目部专门组织有关人员研究学习有关溶洞处理的措施，并成立了岩溶处理应急小组，人员组织机构如下：
姓名
职务
分工及责任
罗伯仲
生产副经理
全面负责该分项工程总体计划及安排
王庆军
生产副经理
负责岩溶路基处理、协助机械、人员调度
李波
技术员
负责技术工作
杨跃明
施工员
负责现场施工
王政枚
施工员
负责现场施工
测量员
罗仲武
负责测量工作
龙海清
安质员
负责该分项工程的安全工作
沈燕
资料员
负责该分项工程资料的收集、整理、存档
2、材料准备
片石1800m³、粘土1000m³、水泥180t、编制袋500个、钢护筒280m，混凝土集中由拌合站统一供应。
3、机械配备
挖机二台、推土机一台、压路机一台、装载机50型侧翻一台、25t吊车一台、、注浆机组5组。
4、施工场地平整
（1）场地为旱地时，先清除杂物，软基地段需换除软土，换填时后分层压实，换填层厚不小于一米，以确保钻机在施工过程中不下沉，钻机底座不直接置于不坚实的岩溶地段土上，以免产生不均匀沉陷，导致坍塌。
场地位于覆盖薄层、陡坡时，用枕木、型钢，脚手架等搭设桩机、及其他重型机械工作平台。
（2）场地径流溶江内多为浅水，采用筑岛围堰方法施工。
围堰填筑前，先清理堰底的树根、草皮、淤泥、石块等杂物。
填筑时，自上游开始至下游合拢。
采用土袋围堰，堰顶宽度不应小于1.5m，外侧坡度不陡于1：
2，内侧坡度不陡于1：
1。
砂包土出水面后夯实。
土袋围堰用黏土填心。
袋内装入松散黏性土后，袋口缝合，装填量约为袋容量的60%。
在流速较大处，外侧土袋内装粗砂或小卵石。
堆码时土袋平放整齐，其上下层和左右层互相错缝。
（3）场地内岩溶覆盖薄层时，桩机搭设工作平台进行施工，平台搭设坚固稳定，承受施工作业时所有静、活荷载，同时能保证施工设备能安全进、退场。
5、施工测量放样
根据技术组放样桩位，施工队必须采取护桩保护（护桩应埋设在施工过程中不易毁坏的位置），防止人员、机械破坏桩位，护桩埋设好后通知技术人员验收。
6、技术准备
（1）施工前进行技术交底及必要的技术培训，使技术、施工人员熟悉并掌握每道工序要领，严格设计施工，明确岗位职责，严格按标准控制每个施工环节。
（2）技术员、施工员和安质员必须熟悉图纸，做好图纸会审记录和必要的技术交底施工记录。
（3）安质员全面负责工程质量和安全生产。
（4）建立质检体系：
做好进场材料批次质保检验，不使用不符合有关规定的水泥、钢筋等工程材料。
（5）施工时应准确定位，孔位偏差不大于5cm，严格控制垂直度。
（6）对钻孔全过程做好详细记录，准确记录落钻、漏水位置。
（7）工程施工中发现特殊情况，及时与总监办、设计单位和建设单位联系解决。
5、根据地址勘察报告按如下标准及钻孔深度分类：
溶田分离立交桥岩溶桩基统计
钻孔编号
覆土厚度（m）
桩长（m）
有无填充
是否漏水
溶洞大小（m）
备注
ZK1
16.1
22
溶洞16.1-17.3半充填粉土及碎石，粉土呈松散堆积状态
1.2
ZK2
17.7
22
溶洞17.7-18.7半充填粉土及碎石，土呈松散堆积状态
1.0
ZK3
9
22
溶洞9-12.7、14.0-15.0充填粉土及碎石，土呈松散堆积状态
3.7/1.0
ZK4
6
22
溶洞6-10.7、11.6-14.0、15.8-17.8全充填及半充填粉土及碎石，土呈松散堆积状态及软塑状
4.7/2.4/2
BZK1
17.5
22
溶洞17.5-18.5充填砂及粘性土，土呈软可塑状
1
BZK2
9.8
22
溶洞9.8-13.2充填砂及粘性土，土呈软可塑状
3.4
BZK3
16.5
22
溶洞16.5-17.0充填粉土及碎石，土呈松散堆积状态
0.5
BZK4
8.59
22
溶洞8.5-9.6、11-14.6充填砂及粘性土，土呈软可塑状和无充填
1.1/3.6
ZK5
23.2
25
溶洞23.2-25.1无充填物
1.9
ZK6
17.3
25
溶洞17.3-18.6无充填物
1.3
ZK8
19.3
25
溶洞18.4-19.3、19.5-40.3无充填物和充填砂及粘性土，粘土呈硬可塑状
0.9/40.07
ZK9
28.6
50
溶洞28.6-31.5软塑状粘土填充，其中30m附近发育厚约50cm的灰岩
2.9
ZK10
29
50
溶洞29-31.4全充填粉土及碎石，粉土呈松散堆积状态
2.4
ZK11
27.6
50
溶洞27.6-29.3全充填粉土及砂，粉土呈松散状
1.7
ZK12
26.1
50
溶洞26.1-32.33全充填粉土及砂，粉土呈松散状
6.2
ZK13
29.3
34
溶洞29.3-30.9全充填粉土及砂，粉土呈松散状
1.6
ZK14
23.9
34
溶洞23.9-27.9全充填粉土及砂，粉土呈松散状
4
ZK15
28.4
34
溶洞29.8-32.0全充填粉土及砂，粉土呈松散状
1.4
ZK16
31.4
34
溶洞31.4-38.3全充填粉土及砂，粉土呈松散状
6.9
ZK17
25.4
26
无填充物，溶洞下部为角砾状灰岩
1.36
ZK18
28.4
26
无填充物，溶洞下部为角砾状灰岩
4.3
ZK19
29.8
26
无填充物，溶洞下部为角砾状灰岩
7.3
ZK20
28.3
26
无填充物，溶洞下部为角砾状灰岩
4.4
BZK5
28.9
26
溶洞无填充物，溶洞下部为角砾状灰岩
1.36
BZK6
24.3
26
无填充物。
溶洞下部为角砾状灰岩
4.3m
BZK7
26.5
26
溶洞26.5m-33.8m无填充物，溶洞下部为石灰岩
7.3m
BZK8
31.8
26
溶洞充填碎石和粘性土，粘土呈软塑状，半充填
1.5m
田村溶江大桥岩溶桩基统计
钻孔编号
覆土厚度（m）
桩长（m）
有无填充
是否漏水
溶洞大小（m）
备注
JZK1
11.3
27
溶洞为砂砾土充填，全填充状
12.7m
JZK2
9.4
27
杂砾砂土全充填，其中13.8m-14.2m为石芽
16.9m
JZK3
7.6
27
溶洞7.6m-10m充填物为软塑状粉质粘土夹少量灰岩碎块，溶洞11.5m-25.8m为砂砾充填，全充填
2.4m
14.3m
JZK4
10.5
27
全填充，溶洞10.5m-12.8m填充物为为软塑状粉质粘土夹少量灰岩碎块，全充填溶洞15.3m-25.7m为软塑状粉质粘土夹少量细砂
2.3m10.4m
JZK5
7.2
27
全填充，充填物为为软塑状粉质粘土夹灰岩碎块，溶洞以下为中风化灰岩
3.6m1.5m12.5m
JZK6
10.0
27
全填充，充填物为为软塑状粉质粘土夹灰岩碎块，溶洞以下为中风化灰岩
17.4m
JZK7
8.7
27
溶洞13.5m-17.7m为砾砂及粘土全充填，漏水，溶洞19.2m-26.6m为半充填，充填物为砾砂，溶洞以下为中风化灰岩
17.1m
JZK8
13.5
27
粗砂充填，溶洞以下为中风化灰岩
4.2m7.4m
JZK13
12.5
21
细砂充填，溶洞以下为中风化灰岩
10.2m
JZK14
8.6
21
所有溶洞细砂充填，溶洞以下为中风化石灰岩
1.4m
JZK15
13.1
21
溶洞4.5m5.0m溶洞6.00m-9.4m卵石土充填，溶洞10.9m-17.7m卵石充填，局部夹短柱状灰岩，溶洞21.1m-21.7m，
4.5m3.5m
JZK21
6.0
21
所有溶洞卵石充填，溶洞以下为中风化灰岩
0.5m3.4m6.8m0.6m
JZK22
9.6
21
溶洞4.8m-8.5m为卵石充填，其中6.2-6.3m，7.5-7.8m为石芽；溶洞10m-11.5m为卵石充填；溶洞12.9m-14.8m无充填，掉钻；溶洞17.4m-18.9m无充填，溶洞21.2m-22.4m无充填，溶洞27.5m-27.8m无充填
0.1m0.6m0.4m4.8m
JZK23
4.6
21
所有溶洞无充填物，掉钻；溶洞以下为中风化石灰岩
3.7m1.5m1.9m1.5m0.6m1.2m0.3m
JZK24
15.3
21
溶洞7.8m-8.8m卵石充填；溶洞25m-26.3m无充填；溶洞以下为中风化灰岩
1.9m2.1m1.1m
JZK25
7.8
23
溶洞13.2m-19.8m卵石土所充填；溶洞25.8m-27.2m无充填物，掉钻；溶洞以下为中风化灰岩
1m1.3m
JZK26
13.2
23
溶洞18.2-19.5为细砂充填，溶洞27.1-27.5为细砂充填，溶洞以下为中风化灰岩
6.6m1.4m
JZK27
18.2
23
中砂及卵石充填，溶洞以下为中风化灰岩
1.3m0.4m
JZK28
16.1
23
所有溶洞无充填，溶洞以下为中风化灰岩
3.6m
JZK29
10.7
32.5
溶洞4.1m-7.6m粉质粘土夹碎石填充，溶洞8.2m-10.0m无充填，17.3m-19.3m为中风化灰岩，溶洞3无充填，溶洞27.8m-29.1m为细砂充填，溶洞以下为中风化灰岩
1.6m0.7m0.3m0.8m
JZK30
4.1
32.5
溶洞10.6m-12.6m无充填，溶洞13.2m-14.8m为卵石充填，溶洞16m-14.8m为卵石充填，溶洞18.8m-20.2m为卵石充填，溶洞21.9m-23m为卵石充填
3.5m1.8m2m1.3m
JZK31
10.6
32.5
溶洞无充填，溶洞以下为中风化灰岩
2m1.6m1.7m1.4m1.1m
JZK32
18.4
32.5
粉质粘土所充填，溶洞以下为中风化灰岩
7.2m0.8m
JZK34
17.7
32.5
粉质粘土所充填，取芯困难，局部夹柱状灰岩，溶洞以下为中风化灰岩
5m
JZK35
12.5
32.5
全填充，充填物为为软塑状粉质粘土夹灰岩碎块，溶洞以下为中风化灰岩
8.2m3.4m1.2m3.7m
岩溶路基溶洞统计
钻孔位置
孔口高程
覆土厚度
有无填充
溶洞大小
备注
K63+352左3.05米
110.100
11.8（m）
软塑状粉质粘土充填
两个串珠溶洞共9.8m
K63+352左10.3米
108.690
8.5
全部为流塑灰黄色粉质粘土充填；
5.1m
3.1m
K63+369.45左10.255米
110.050
11
11.0-17m粉质粘土
充填；下面全为无充填物，掉钻
6m
0.5m
0.4m
K63+369.45左10.255米
110.050
23.6m
全部无充填物，掉钻
0.4m
0.3m
K63+382左10.3米
110.050
11.7m
黄褐色软塑状粘土充填
2.1m
K63+352右3.05米
110.410
8.2m
8.2-9.4m黄褐色软塑状粘土充填;14.9-21.6m软塑状粉质粘土充填
1.2m
6.7m
K63+369.45右10.255米
109.973
5.703m
5.7-33.6m卵石土及软塑状粘土充填；33.6-41.5m为中砂充填；55.2处还有一个溶洞
7.8m
13.8m
5.6m
6.5m
K63+369右2.755米
109.973
7.503
7.5-18.9m卵石土及软塑状粘土充填;22-25.8m无充填物
11.4m
3.8m
K63+382右10.3米
110.080
12.7
黄褐色软塑状粘土充填
0.7m
0.8m
K63+382右3.05米
109.900
13.3
黄褐色软塑状粘土充填
0.8m
K63+429左10.275米
110.060
11.5
砂砾土充填
串珠状溶洞14.5m
K63+429左3.075米
110.010
10.1
砂砾土充填
串珠状溶洞17.2m
K63+720左10米
111.200
4.8
软塑状粘土全充填
6.5m
K63+720右10米
111.900
8.4
无充填，掉钻
1.3m
K63+780右10米
111.600
5.0
无充填，掉钻
0.7m
K63+847.479右10.949米
111.689
5.599
全为无充填物
4.3m
2.8m
2.7m
K63+847.479右2.968米
111.689
5.999
全为无充填物
2.5m
2.8m
2.1m
1.0m
K63+851.47右4.344米
111.696
5.996
全为无充填物
2.0m
2.5m
4.4m
1.7m
K63+851.47斜右12.315米
111.696
4.996
全为无充填物
2.5m
2.3m
1.7m
1m
四、岩溶地基注浆处理
1、先导孔施工
先导孔施工按照设计院技术交底要求的布孔原则，利用25%注浆孔进行补充勘探。
布孔：
按设计排距、孔距测量确定25%先导孔孔位、标高，进行统一编号钉桩。
安装钻机：
平整场地后，设置地质钻机，调平机架、机体，然后进行孔位对正。
对孔误差应小于10cm。
钻孔：
开孔前先了解地下有无埋藏物，确认无误后采用110岩芯管开孔钻进。
在钻进的过程中每1米取一次芯样，并详细记录、拍照，详细记录土岩分界面位置和溶洞起至高程，量测空洞的深度、大小、充填物的情况。
基岩钻进：
待固结套管水泥初凝后，继续钻进。
循环水应用清水，如遇岩层破碎或构造带使钻进困难时，可采用泥浆循环，但终孔前用清水冲洗，直至返清。
钻进时注意岩溶空洞会出现掉钻具的危险，应量测空洞的深度、大小、充填物的情况。
终孔：
钻至完整基岩5.0米终孔，根据取出的岩芯确定岩溶发育特征，如见溶洞则钻至溶洞洞底1.0米。
下套管：
钻至基岩0.5米后，下入110mmPVC套管，并嵌入基岩；套管出露地表0.2～0.5米。
用M7.5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。
注浆：
钻孔完成后进行注浆处理，注浆过程中，如压力骤然上升或浆液流量突然加大，或注浆加固区外出现跑浆、冒浆、地面隆起等现象，应立即停注，查明原因并处理后再恢复注浆；停浆标准：
帷幕孔吸浆量不大于20～35L/min，一般孔吸浆量不大于5～10L/min，孔口压力维持0.2MPa左右，维持30min；详细记录注浆全过程，包括注浆时间、压力及注浆量等，对注浆量较大注浆孔应进行拍照及录像，以便对注浆数量进行核查。
钻进过程中，必须注意机械运转情况以判断地层的变化，必须准确判断土石分界面的位置，在基岩钻进过程中，要根据机械运转情况初步判断岩溶发育情况，若发现掉钻情况，必须记录起始深度。
全断面取芯，岩芯要按顺序摆放整齐，每段长一米，终孔后，记录员及其他验收人员对全孔进行编录，照像后方可将岩芯处理。
按照实际情况完成补充勘察报告，找设计、监理、建设单位签字确认提交设计院确定处理措施。
2、注浆孔施工
按照设计图纸进行布孔，对剩余75%注浆孔进行钻孔、注浆处理。
注浆孔施工与先导孔施工工艺要求一样。
注浆工艺流程图（见下页图）
储浆筒
注浆泵
搅拌站搅拌水泥浆，罐车运送至现场
高压管
钻机
注浆管
注浆花管
灌浆过程示意（见下图）
3、施工要求
注浆施工按照《注浆技术规程》（YSJ211-92,YBJ44-92）有关规定与设计要求进行，注浆设备主要为搅拌机、注浆泵。
搅拌站：
在施工段就近选取少占地、环境影响小、运输方便的位置设置搅拌站。
制备水泥浆：
按设计及以往施工经验，备足P.O42.5级普通硅酸盐水泥浆，浓度控制在水灰比0.6：
1，水玻璃模数为2.4～3.4。
按试验室配合比进行拌制水泥浆运送至现场，现场根据现场钻孔溶洞发育情况加入中砂和水玻璃或不加。
注浆：
遵循先边排，后内排跳孔注浆顺序。
4、劳动力组织
主要人员配置见表1。
表1主要人员配置表
序号
人员名称
人数
岗位职责
1
架子队长
1
现场施工组织，协调生产各个环节的合作、分工
2
技术负责人
1
编制短期施工计划，安排各班组的施工工作。
3
技术员
1
进行技术交底，组织试桩数据整理和技术总结工作。
4
质量员
1
负责桩基施工质量控制
5
安全员
1
负责现场安全管理工作、指挥吊车作业
6
试验员
1
对施工全过程进行试验项目检测
7
材料员
1
负责现场材料协调调配
8
领工员
1
负责桩的成孔、混凝土水下灌注及土的清理
9
工班长
1
现场组织协调工人进行施工操作
5、材料要求
（1）水泥：
采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，严禁使用过期、受潮、变质的水泥均满足设计要求。
（2）水：
饮用水或天然洁净水。
（3）套管：
Φ110mmPVC套管及带阀门的2米长的钢套管。
（4）其他材料：
细砂、粉煤灰、水玻璃等满足设计要求。
6、设备机具配置
主要机具：
地质钻机、水泥浆搅拌机、砼运输车、注浆泵、水泵、三通导管、磅秤、铁锹等。
7、施工中常遇问题预防及处理措施
成孔
注浆孔采用地质钻机成孔，钻机安装要牢固，定位稳妥、固定。
注浆孔跳孔施钻，如全部钻孔完成后再注浆，这样孔位串浆现象较多，清孔工作量增大。
钻孔完成后，及时进行注浆。
施工初期，个别孔在成孔后未能及时注浆，施工过程中对已成孔产生了扰动，出现了塌孔现
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