1、 北江 (韶关 至 乌石 ）航道扩能升级工程 濛浬 枢纽 二线 船闸工程 （ ML2标） 溶洞处理 施工 方案 广东水电三局北江航道工程 濛浬 枢纽项目经理部 二一六年 十 月 目 录 1 编制依据 . 1 2 工 程概况 . 2 2.1 工程简介 . 2 2.2 工程地质和水文地质 . 2 2.3 岩溶发育情况 . 4 2.4 溶洞处理原理 . 4 2.5 溶洞处理目的和作用 . 5 3 施工组织安排及部署 . 5 3.1 施工进度和工期安排 . 5 3.2 施工分区 . 5 3.3 施工准备 . 5 3.4 资源投入 . 7 4 溶洞处理施工方案 . 8 4.1 总体施工步骤 . 8 4.
2、2 溶洞处理施工方法 . 9 5 施工质量保证措施 . 17 5.1 质量目标 . 17 5.2 质量控制原则 . 17 5.3 施工质量管理与工程监理验收 . 18 5.4 工程质量受控 . 18 5.5 质量检验措施 . 18 5.6 施工注意事项 . 19 6 安全生产保证措施 . 19 6.1 施工安全生产保证措施 . 19 6.2 施工用电安全保证措施 . 19 6.3 施工机械安全保证措施 . 20 7 文明施工措施 . 21 1 1 编制依据 1 北江（韶关至乌石）航道扩能升级工程航道工程及濛浬枢纽二线船闸工程初 步设计审查咨询报告 ； 2 中水珠江规划勘测设计有限公司北江濛浬水
3、电站施工地质报告 ； 3 北江 (韶关 至乌石）航道扩能升级工程 濛浬 枢纽 二线 船闸工程 施工图纸 要求 ； 4 国家及行业技术规范、规程、标准（不限于）： 1） 水运工程测量规范 （ JTS 131-2012） ； 2） 水运工程测量质量检验标准 （ JTS 258-2008） ； 3） 建筑地基处理技术规范（ JGJ 79-2012）； 4） 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 （ DL/T 5148-2012）； 5） 水运工程质量检验 标准（ JTS 257-2008） 6） 水运 工程施工安全防护技术规范（ JTS205-1-2008） ； 5 现场踏勘资料； 6 类似工程的施工 经
4、验 。 2 2 工程 概况 2.1 工程简介 北江 (韶关 至乌石）航道扩能升级工程 濛浬 枢纽 二线 船闸工程 位于 韶关 市 曲江区濛浬 水电枢纽 右 岸 。 工程内容 为 新建二线船闸，主要建筑物有：上游引航道、上闸首、闸室、下闸首、下游引航道、 高边坡 及生产辅助建筑物等。 新建二 线船闸为 濛浬 枢纽的 扩建工程，濛浬 航电枢纽工程等别为二等 ， 本船闸属 级船闸，船闸上、下闸首及闸室均为 2 级建筑物，上、下游导航墙及靠船墩为 3 级建筑物，临时建筑物为 4 级。新建 濛浬 二线船闸位于右 岸布置，二线船闸有效尺度采用 220m23m4.5m，二线船闸上下游均共用引航道方案 。 由
5、于本工程岩溶发育强烈，地质条件非常复杂， 单个溶洞最大高度 15 米（ CZK59 孔） ， 为确保围堰和基础安全，根据施工图设计审查会专家评审意见，对大型临时工程地连墙和桥梁工程等构造物增加超前钻和溶洞处理措施。 2.2 工程地质和水文地质 工程地质 根据钻探揭露，岩土层的种类及其工程地质特征、成因类型、地层时代等，将勘探孔控制范围内岩土层自上而下划分为第四系人工填土层（ Q4ml）、第四系冲洪积层（ Q4al+pl）及第四系残坡积层（ Q4dl+el）；下伏基岩为石 炭系下统（ C1）石灰岩、炭质灰岩、泥灰岩、炭质页岩。分述如下： 第四系人工填土层（ Q4ml） 素填土：深灰色，灰褐色、褐
6、黄色，稍湿，松散中密，主要由粉质粘土及中粗砂组成，混夹少量块碎石颗粒，局部为碎石层，一般表层 30cm 见植物根或为砼路面。该层分布于上闸首与下闸首之间。层顶标高： 33.70 55.10m，层顶埋深： 0.00 0.00m，层厚：0.20 15.70m，平均 3.31m。该层野外标准贯入试验 43 次，实测击数 N=5 23 击，平均 12.5 击。 1 抛石：深灰色，灰褐色，稍湿，松散 稍密，主要由块石混碎石组成，层顶标高：37.01 50.42m，层顶埋深： 0.00 1.40m，层厚： 0.50 0.80m，平均 0.65m。主要分布于丁坝区，该层分布于下游引航道及下游锚地附近。 第四
7、系冲洪积层（ Q4al+pl） 1 粉质粘土：灰黄色，浅黄色，饱和，可塑，粘性较好，韧性中等，干强度稍高，含少量砂粒，土质较均匀。层顶标高： 26.5 79.95m，层顶埋深： 0.00 20.00m，层厚：0.70 7.20m，平均 3.01m。该层野外标准贯入试验 25 次，实测击数 N=4 24 击，平均 11 击。 2 粉细砂：灰黄色，饱和，稍密，成份主要为石英颗粒，含少量粘粒，混中粗砂，3 分选性一般，偶夹小砾石，级配一般。层顶标高： 36.07 46.05m，层顶埋深： 0.00 7.70m，层厚： 0.60 9.00m，平均 3.52m。该层野外标准贯入试验 74 次，实测击数
8、N=6 19 击，平均 10.9 击。 3 卵石混砂：青灰色，灰黄色，饱和，稍密中密，局部呈密实状，卵石块径以 0.510cm 居多，母岩以石英岩和砂岩为主，磨圆度好，颗粒极不均匀，孔隙间充填中粗砂和砾石。层顶标高： 28.34 49.28m，层顶埋深： 0.00 11.70m，层厚： 0.30 12.30m，平均 3.92m。该层野外动力触探试验 150 次，实测击数 N63.5=3 33 击，平均 14.1 击。 4 中粗砂：褐黄色，饱和，稍密中密，颗粒不均，成份主要为石英颗粒，含少量粘粒，混粉细砂，分选性一般，级配一般。混有砾石及少量卵石，卵石粒径 2-3cm，含量约 10%。层顶标高：
9、 32.59 39.18m，层顶埋深： 0.00 6.40m，层厚： 2.70 9.20m，平均 5.68m。该层野外动力触探试验 9 次，实测击数 N63.5=7 19 击，平均 13.6 击。 5 淤泥质粉质黏土：褐黄色，饱和，流塑软塑，混砂，含有碎石，碎石块径一般 2-6cm，含量约 20%。层顶标高： 31.66 44.49m，层顶埋深： 0.00 2.70m，层厚： 0.403.80m，平均 1.56m。该层野外标准贯入试验 1 次，实测击数 N=1 击。 第四系残积层（ Q4dl+el） 粉质粘土：灰褐色，褐黄色，稍湿，可硬塑，为岩石风化残积土，偶夹少量碎石块，泡水易变软。层顶标高
10、： 28.28 87.5m，层顶埋深： 0.00 17.50m，层厚： 0.30 9.90m，平均 3.80m。该层野外标准贯入试验 49 次，实测击数 N=7 34 击，平均 17.5 击。 石炭系下统沉积岩（ C1） 在勘探孔揭露深度范围内，根据其风化程度可划分为全风化、强风化、中风化和微风化四个风化岩带。按其岩性分为： 1 炭质页岩、 2 泥岩、 3 泥灰岩、 4 炭质灰岩、 5 石灰岩、 6 砂岩。根据钻孔及地质调查资料，勘区上闸首破碎条带多，岩体受挤压、扭曲严重，揭露以坚硬中硬岩为主，石灰岩、炭质灰岩炭质页岩及含薄层煤层，层厚 5 10cm，局部含煤较多。闸室主要出露青灰色石灰岩、灰
11、、灰黑 色炭质灰岩、炭质页岩及薄层煤层，层厚 5 10cm，少数 10 15cm，下闸首主要出露青灰色、灰白色石灰岩、灰、灰黑色炭质灰岩、炭质页岩含煤层较少。上引航道揭露有砂岩、灰岩及炭质页岩，岩层中局部夹有 10 20cm 煤层，局部含煤较多。下引航道主要为灰岩、炭质灰岩及炭质页岩，揭示煤层较少。施工开挖时应注意对一定深度煤层进行清除换填混凝土处理，对胶结较差破碎带清除松散岩块。 岩溶： 场区岩溶发育 ，地质条件非常复杂， 溶洞分布 无规律 ， 单个溶洞最大高度 15 米（ CZK59 孔） 。 岩溶充填物分布有空洞，钻进过程中掉 钻；半充填砂及卵石，黏性土混碎4 石；全充填砂及卵石，黏性土
12、混碎石。 按中国地震动参数区划图（ GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为 0.05g，对应的地震基本烈度度，地震动反应谱特征周期为 0.35s。根据建筑抗震设计规范，本地区抗震设防烈度为 6 度，设计地震分组为第一组。 根据地下水赋存和埋藏条件、含水介质特征及水理性质，勘区可划分为松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水二大类型，均接受大气降水补给，并向河流排泄。孔隙性潜水主要分布在河床砂卵砾石层内，裂隙性潜水主要分布在基岩裂隙中，靠河岸区地 下水位一般埋藏较浅，山坡地区地下水一般水位埋藏较深。 2.3 岩溶发育情况 场区下伏基岩大部分为可溶性岩石灰岩和炭质灰岩，不良地质现象为岩溶发育。 通
13、过区域地质及钻孔资料揭示，船闸场区下伏基岩主要为可溶性岩石 灰岩和炭质灰岩，从搜集资料揭示，场区在构造应力作用下，岩体破碎条带多，岩体受挤压、扭曲严重，可溶岩在地下水的作用下，岩溶随沿层面、节理裂隙面等构造面发展，并溶蚀裂面岩石，形成各种溶孔、溶隙等，在节理裂隙的网状密集切割段，构成网状连通体，进一步形成大的溶洞或溶槽。场区裂隙多为高倾角裂隙，岩溶的发育亦 以竖向发育为主。岩溶的发育受自然地理、地质多种因素影响，随机性强，无明显的规律可循。场区溶洞多为全充填或半充填，充填物为不同状态的黏性土、松散稍密的砾砂和卵石。 对场区钻孔揭露的岩溶发育及充填情况统计分析，本次勘察船闸区完成的 124 个钻
14、孔中共有 37 个钻孔揭露有溶洞，结果表明：场区岩溶发育，见洞率 29.8%，线溶率为 2.763.3%，揭露单个溶洞最大高度 15 米（ CZK59 孔） ，溶洞分布 无规律 。 场区浅部岩溶发育 ，溶洞充填物性质差异较大 时 ，对于基础建基面范围内浅部溶洞，可采用开挖置换素混凝土 或钢筋砼塞处理；对于深部溶洞，可采用灌浆处理；开挖过程中如遇大型溶洞，溶洞充填物不能满足承载力要求，亦可采用桩基础；岩溶水较发育，尤其是闸室闸首区底板部位，溶隙、沟、槽发育，纵、横断裂、节理较密集，这里是水流的通道，设 计时建议采用相对不透水的设计要求标准，以免可能引起横向渗流通道； 开挖过程中，闸室闸首区底板周
15、围灰岩裂隙水涌水量大，地下水渗漏严重，局部地段发生管涌，施工排水措施不甚完整，对砼的质量存在一定影响（存在砼赶水现象和积水基坑浇砼），从而对建筑物带来不利影响，因此施工时应做好岩溶水涌水、突泥的预防和对 策措施。 2.4 溶洞处理原理 采用压力灌浆法在孔内注入高浓度浆，使水泥化学浆液在压应力的驱动下扩散、渗透到空状的洞及软土中去，一来充填土的空隙及岩体裂隙，排挤出孔隙中存在的自由水和气5 体，并产生胶结作用，形成新的整体；其次形成劈裂灌浆，使浆液在洞内及周边软土中形成呈树根网络状水泥固体；再次通过水泥化学浆的快速凝固作用，堵塞洞体与外围的透水通道，进一步迫使洞内空洞得到充分的填充，待浆体凝固后
16、，在溶洞中形成一个强度较高的防渗凝固体，从而起到既置换、加固洞体软弱土体及充填空洞作用，又起到洞体上下板块的承接作用， 从而达到加固目的。 2.5 溶洞处理 目的和作用 1 充填洞体内空隙，防止洞壁 和基础 崩塌； 2 堵塞溶洞与外界的直接漏水通道，防止水土流失； 3 加固洞内原充填欠固结的软弱土体，防止软弱土体在受附加应力及自重影响下产生较大的固结沉降变形，使洞内充填物与洞壁间产生过大的空隙；并且一定程度提高洞内填充物承载力特征值。 3 施工组织安排及部署 3.1 施工进度和工期安排 根据施工总体计划，溶洞注浆施工在“一槽两钻”超前钻探完成后随即展开施工。 总体计划如下： 1 二线船闸 （
17、1） 超前钻施工：计划开 工 2016 年 10 月 15日，计划完工 2016 年 11 月 23 日； （ 2） 溶洞灌浆处理：计划开工 2016 年 10 月 28 日，计划完工 2016 年 12 月 6日。 表 3.1 施工进度及工期安排计划表 注浆类型 注浆部位 预计工期 开始时间 结束时间 备注 试验注浆 选择 1至 2个有代表性的溶 洞进行试验注浆工作 10 天 2016.10.28 2016.11.6 根据试验结果进行正式注浆填充溶洞施工 二线船闸 30 天 2016.11.7 2016.12.6 3.2 施工 分区 溶洞注浆施工根据现场实际情况分区组织施工 ， 二 线船闸
18、分 枯水围堰 区和 全年围堰区 ， 每个施工区根据溶洞分布情况设若干注浆工作面 。 3.3 施工准备 3.3.1 场地平整 施工前做好场地平整工作， 清除场地内所有地上、地下障碍物；排除地面积水；铺筑6 临时道路等。 结合工程区施工的现场实际情况，对施工场地进行围蔽。 通过场地的平整 和围蔽 ，使场地的自然标髙迖到设计要求的高度，建立必要的、能够满足施工要求的供水、排水、供电、道路以及临时建筑等基础设施，从而使施工中所要求的必要条件得到充分的满足。 3.3.2 测量准备 1 开工前监理单位进行现场交接 。并做好水准点、导 线点的 交接记录和复核记录，对控制网进行复测，并将复测结果报监理和业主审
19、批。 2 用于测量定位的全站仪、水准仪、钢卷尺等仪器、量具，施工前进行计量鉴定 ,以保证放样定位的精度。测量仪器、量具均具备检定合格证书。 3 开工前做好施工测量方案设计，测量成果和资料必须报监理工程师审查。内容包括施测方法和计算方法，操作规程、观测仪器设备的配置和测量专业人员的配备等。 4 根据 技术 人员提供的数据测量资料精确地测定 钻孔 的位置，进行放样和完成全部测量数据的计算工作。 5 全部测量数据和放样都应经监理工程师的检查 ，测量 放样结果以报验单形式上报监理。 6 放样施工中，主要采用全站仪进行测量放样施工。 3.3.3 施工用水用电 施工现场内施工用水、施工用电的主要管线结合现
20、场实际情况按规范要求进行布置。施工用水主管线合理布置接出点，用水 从 距离较近的主管线接出点取水，并在水泥浆搅拌站附近设蓄水池一个。 施工用电主要在浆 液搅拌和注浆施工过程中，从一级配电柜引出电源至二级配电柜，按照临时用电方案 要求进行施工，符合相关安全管理规定要求 。 3.3.4 浆液搅拌站 施工现场设置水泥浆搅拌相关配套设备，主要有水泥罐仓、螺旋输送器、一次 搅拌池、二次搅拌池、蓄水池、水玻璃储藏桶、注浆泵房等。拌浆器与注浆机械集中布置，注浆机械可通过管路将储浆池内的浆液泵送至任一个需要注浆处理的溶洞内 。 注浆设备布置如图3.3 所示。 7 图 3.3 溶洞 注浆设备布置 3.4 资源投
21、入 3.4.1 主要施工机具投入 表 3.4-1 主要施工机具配置表 序号 设备名称 规格 功率（ KW） 数量 单位 1 地质钻机 及配套设备 XY-150 8 台 2 立式搅拌机 JBJ1-300 5.5 6 台 3 注浆泵 BW150D 7.5 4 台 4 无纸记录仪 XR90 2 台 5 流量计 JAKJ/DC-32 6 套 6 水泥称量控制系统 1t 1 套 7 注浆泵控制柜 18m2 1 套 8 螺旋输送机 219*7000 7.5kW 1 套 9 螺旋输送机 219*7500 7.5kW 1 套 10 水泥罐仓 100t 2 个 11 数码相机 佳能 1 台 12 摄像机 佳能
22、1 台 备注：根据施工需要 ,可以适当增加机械设备 ,以满足工期要求。 3.4.2 主要施工材料 投入 表 3.4-2 主要施工 材料计划表 材料 名称 数量 备注 42.5 普通硅酸盐 水泥 根据现场需要确定 8 48 袖阀管（ PVC 花管 ） 根据现场需要确定 配套堵头及接驳器 48 袖阀管（ PVC 实管 ） 根据现场需要确定 水玻璃 根据现场需要确定 水泥砂浆 根据现场需要确定 3.4.3 主要施工劳动力投入 表 3.4-3 主要施工劳动力配置表 序号 工种 人数 备注 1 施工负责人 1 2 技术负责人 1 3 施 工 员 3 4 试 验 员 2 5 质 量 员 1 6 安 全 员
23、 2 7 测 量 员 3 8 资 料 员 1 9 钻机操作工 24 10 注浆操作工 12 4 溶洞 处理 施工方案 4.1 总体施工步骤 第一步：在 施工图设计阶段工程 地质勘察 的 基础上进行超前钻探施工，超前钻 按 即“一槽两钻、一桩一钻” 原则 施工； 第二步：在“一槽两钻”施工基础上，针对已经探明的溶洞进行边界探测施工，即“探边”施工 。 “探边”施工以探测到溶洞 的钻孔位为基准点，沿平行连续墙方向，分别往 两侧 进行探孔钻孔施工，钻孔间距 2.0m，探孔兼做注浆处理孔 ，探边完成后绘制溶洞包络图； 第三步：针对已经完成 “探边”的溶洞，根据其充填情况，分别进行注水泥浆和水泥砂浆的试验，试验过程中根据地层情况、溶洞充填情况、注浆情况等调整施工参数并进行分析，研究最适合的注浆参数； 第四步：对注浆试验情况进行总结，根据试验结果展开溶洞注浆填充施工。 第 五 步： 注浆完成 后 对注浆效果进行质量检测。
