1、乐昌至广州高速公路坪石至樟市段 T10 合同段桩基钢护筒跟进法施工方案编 制： 审 核： 审 批： 中 铁 隧 道 集 团 有 限 公 司乐 昌 至 广 州 高 速 公 路 第 T10合 同 段 项 目 经 理 部二 一 二 年 二 月目 录一、编制依据 .1二、工程概况 .12.1 设计概况 .12.2 工程地质 .32.3 水文地质 .3三、钢护筒跟进施工方案 .43.1 工艺流程 .43. 2 施工工艺 .43.3 护筒刃脚固结处理 .53. 4 拟采用钢护筒跟进法施工的桩基 .6四、施工应急处理措施 .74.1 突发事件安全风险分析 .74.2 各种突发事件的处理措施 .74.2.1
2、施工中遇到溶土洞应急措施 .74.2.2 过串珠状溶洞应急处理措施 .8五、人员、机械配置 .95.1 人员配置及分工 .95.2 机械设备配置 .10六、安全、质量保证措施 .106.1 安全保证措施 .106.2 质量保证措施 .116.2.1 施工组织管理方面的措施 .116.2.2 施工技术措施 .111一、编制依据1、乐昌至广州高速公路坪石至樟市段 T10 合同段施工设计图；2、桩基地质勘察资料；3、公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000） ；4、公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004） ；5、本工程的施工特殊性。 （马渡互通桥跨京珠高速和跨 G323 公路）二、
3、工程概况2.1 设计概况T10 合同段位于韶关市境内，起点里程： K87+747，终点里程：K99+000，本合同段范围内包括马渡互通特大桥，乳源河和江湾河两座大桥。其位置及范围见图 2-1、2-2。图 2-1 工程位置图乐广高速公路坪石至樟市段S250 省道T10 合同段起点K88+747G4 京港澳高速T10 合同段终点K99+000G323 国道乐 广 高 速 乐 广 高 速 T10标 段 G4京 港 澳 高 速 现 有 公 路图 例 ：2图 例 ： 桥 梁隧 道新 建 线 路 里 程江 湾 河 大 桥乳 源 河 大 桥马 渡 互 通 主 线 桥 马 渡 枢纽 互 通西 岸 小 桥 乐
4、广 高 速 T10合 同 段 终 点YK9Z9YK98ZYK97ZK97YK96ZYK95ZYK94ZK94YK93ZYK92ZYK91ZYK90ZK90YK89ZK8乐广州高速T10合同段起点N乐 昌 方 向 广 州 方 向长 基 岭 隧 道 龙 归 隧 道辅 助 横 洞图 2-2 T10 合同段范围平面示意图本合同段马渡互通特大桥、乳源河大桥及江湾河大桥下部桩基础设计均采用钻孔灌注桩，以中风化灰岩作为基础持力层。桥梁设计参数见表 2-1。表 2-1 桥梁设计参数表序号 桥梁名称 中心桩号桥梁全长（m ）基础类型总长(m)/根数1 马渡枢纽互通ZK95+310.15 2088 主线桥YK95
5、+452.71 1840 1.2m、1.5m1.8m桩基础9614/225 A 匝道桥 AK0+476.15 614.9 1.3m、1.5m 桩基础 1098/56 B 匝道桥 BK0+204.1 223 1.2m、1.3m 桩基础 556/26 C 匝道桥 CK0+461.05 405.81.2m、1.3m、1.5m桩基础844/45D 匝道 1 号桥DK0+145.315 63.03 1.2m、1.3m 桩基础 180/10 D 匝道 2 号桥DK0+500.785 143 1.2m、1.3m 桩基础 288/18 E 匝道桥 EK0+464.26 595.8 1.3m、1.5m 桩基础
6、1067/54 F 匝道桥 FK0+152.63 134.5 1.3m 桩基础 223/143 G 匝道桥 GK0+526.0 273 1.2m、1.3m 桩基础 490/28 H 匝道桥 HK0+476.885 343 1.2m、1.3m 桩基础 684/38 拼宽小桥 LK103+294 24 1.0m、1.2m 桩基础 148/14ZK96+967.5 671.82 乳源河大桥YK96+954 591.81.2m、1.5m、1.8m桩基础2371/108ZK98+381.5 421.83 江湾河大桥YK98+408 436.81.2m、1.5m、1.8m桩基础1756/76ZK89+64
7、5 36.044 西岸小桥YK89+646.5 36.041.0m、1.2m 桩基础 480/322.2 水文地质桥址区地表水为河沟水，受季节影响明显。地下水为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶水。孔隙潜水主要赋存于第四系冲洪积层中，含水量丰富，局部具有承压性。基岩裂隙水主要赋存于砂岩、灰岩中，水量较贫。岩溶水主要赋存于灰岩岩溶发育部位，基岩在钻探过程中，存在溶洞的钻孔及部分基岩裂隙较发育的孔，钻至溶洞及裂隙处出现微弱严重漏水现象，说明溶洞或裂隙及溶隙间有一定的连通性，且存在较大的储水空间，其水量丰富。地下水的补给来源于大气降水及砂层和溶洞、溶隙的侧向迳流补给，向下游排泄。区内地下水主要接受大气
8、降水的垂直入渗补给，总体径流方向向溪汇集。地表水主要顺坡向沟溪排泄，区内地表水、地下水径流条件较好。区内地下水水量较丰富，对拟建桥梁墩、台基础施工影响较大。2.3 工程地质桥址区出露地层主要为下统石磴子组(C 1ds)、石炭系测水组地层(C 1dc)及第四系冲洪积层(Q al+pl)、坡积层(Q dl)、残积层(Q el)、填筑土(Q me)、种植土(Q pd)。地层从上到下依次为：填筑土、种植土、淤泥质土、粉质黏土、细砂、中砂、粗砂、角砾土、圆砾土、碎石土、卵石土、风化煤层、风化页岩、风化砂岩、风化灰岩、风化泥灰岩、风化粉砂岩。不良地质：本次勘察揭露岩溶等不良地质。特殊岩土层为谷地中软土和煤
9、层，影响拟建桥台、墩的稳定性，须采取相应的处理措施。岩溶影响拟建桥台、4墩的稳定性，桥梁基础应嵌入完整连续的灰岩内，且应保证桩端持力层及其应力扩散范围内不能存在有溶洞、溶槽或其它临空面。溶洞情况：通过对桩基地质勘察资料统计，绝大部分桩均存在溶洞，且溶洞数量都在 2 个以上，溶洞高度 0.126.9m 不等，其中 8m 以上溶洞共有 30 个，有全充填、半充填、无充填三种。溶洞充填物有粉质粘土、灰岩碎块、卵石土。根据本项目的施工特点，马渡互通桥主线和匝道桥上跨京珠高速和 G323 线，为确保京珠高速和 G323 上的施工安全，桩基拟采用钢护筒跟进法施工确保既有线上的行车安全。三、钢护筒跟进施工方
10、案3.1 工艺流程施工准备钻机就位灌注水下砼震动下沉钢护筒冲击钻孔通过溶洞顶板下沉内护筒清孔安放钢筋笼、导管随钻进随检孔加工钢护筒投入粘土测量定位冲击钻孔至桩底二次清孔测量沉碴厚度53. 2 施工工艺 外护筒直径较设计桩径大 20cm，内护筒直径较设计桩径大 5cm。护筒采用 8mm 钢板制作。 施工程序：根据地质钻探资料提供的溶洞分布情况，按照先短后长，先易后难，先外后内的原则确定各桩施工顺序。 外护筒下到岩面以后，即开始对覆盖层和顶板进行冲钻，其钻孔方法与传统的冲击钻孔方法相同，但成孔的桩径比设计桩径大 7cm，以便内护筒顺利通过顶板。护筒跟进示意如下图：当钢护筒打至第一层岩面或穿过溶洞到
11、下一层岩面时，为使开孔坚实、竖直、圆顺和对继续钻孔起导向作用，应在钻孔前抛 0.5-1.0m3的小片石和适量粘土，借钻头冲击力把泥浆、石块挤向孔壁，以加固护筒刃脚。当内护筒下沉到位后，在内外护筒间进行抛石压浆处理，以增加护筒的整体刚度。之后进行内护筒的排泥和稳固岩面的钻孔。双护筒冲击钻孔采用吸泥法清孔。为使钻孔桩砼与孔底岩体粘接良好，灌注水下砼之前需用高压水冲射排除残碴。 内 护 筒 刃 脚 处 理 示 意 图冲 压 孔 壁块 石 、 粘 土碎 石 水 泥 压 浆 壁 溶 洞基 岩 面 外 护 筒内 护 筒63.3 护筒刃脚固结处理当钢护筒打至第一层岩面或穿过溶洞到下一层岩面时，钢护筒周边不可
12、能与岩面完全接触，加上岩面岩面一般较为倾斜，内护筒与岩面之间一般往往会形成较大间隙，若不加以固结，在入岩冲进过程中会成为桩孔与桩外的通道，极易造成埋钻和过护筒脚时产生偏孔或斜孔，留下质量隐患。在施工中采取的方法如图所示。利用冲击成孔时对孔壁会产生挤压的特点，在钢护筒刃脚范围内抛填块石、粘土，用 2-4m 冲程进行冲压，使其密实造壁，反复多次，直至孔底平整才可以向下冲进，处理同时可以冲平参差不齐的岩面。3. 4 拟采用钢护筒跟进法施工的桩基序号 桥名 墩号 桩号桩径(m)桩长(m) 桩顶标高 桩底标高稳定层标高护筒长度重量(t)1 A19 36 1.3 18 61.18 43.18 54.57
13、4.8 1.28 2 A19 37 1.3 18 61.18 43.18 54.02 5.4 1.44 3 A20 38#-1 1.3 33 60.26 27.26 30.26 28.2 7.50 4 A20 38#-2 1.3 35 60.26 25.26 43.83 14.6 3.88 5 A21 39 1.3 44 59.99 15.99 32.53 25.7 6.84 6马渡互通 A 匝道桥A21 40 1.3 41 59.99 18.99 22.29 35.9 9.55 7 C5 13 1.5 11 59.306 48.306 51.59 5.9 1.80 8 C5 14 1.5 1
14、4 59.306 45.306 50.83 6.7 2.04 9 C6 15 1.5 21 60.11 39.11 47.22 11.1 3.39 10马渡互通 C 匝道桥C6 16 1.5 23 60.11 37.11 50.29 8 2.44 11 E19 35#-1 1.3 23 61.02 38.02 48.39 10.8 2.87 12 E19 35#-2 1.3 23 61.02 38.02 42.18 17.1 4.55 13 E22 40#-1 1.3 24 66.66 42.66 46.01 18.8 5.00 14马渡互通 E 匝道桥E22 40#-2 1.3 20 66.
15、66 46.66 51.67 13.2 3.51 15 F1 1 1.3 12 60.37 48.37 52.06 6.51 1.73 16 F1 2 1.3 24 60.37 36.37 51.85 6.72 1.79 17 F2 1 1.3 10 61.65 51.65 55.33 4.52 1.20 18 F2 2 1.3 13 61.65 48.65 55.04 4.8 1.28 19 F3 1 1.3 21 63.768 42.768 49.31 12.7 3.38 20 F3 2 1.3 28 63.768 35.768 37.82 24.1 6.41 21 F4 1 1.3 22
16、 61.726 39.726 43.32 16.6 4.42 22马渡互通 F 匝道桥F4 2 1.3 30 61.726 31.726 40.92 19 5.05 23 合计 81.34 备注： 后附桩位平面图。7四、施工应急处理措施4.1 突发事件安全风险分析根据岩溶处理的施工特点及本工程地质情况，充分考虑到施工技术难度和困难、不利条件等，经多方讨论和分析，确定在冲孔时可能发生的突发事件、安全风险分析如下：1、成孔过程中遇到厚砂层时泥浆物理指标不合适，造成孔壁坍塌；2、冲孔桩施工中遇到未探知的土洞溶洞或是过串珠状溶洞时，孔壁坍塌，严重时引起地面塌陷。3、临时用电防护不到位或违章操作造成的触
17、电事故。4、机械设备因维修保养不到位或违章操作造成的机械事故。4.2 各种突发事件的处理措施4.2.1 施工中遇到溶土洞应急措施在施工中可能遇到未知的溶土洞，当冲锤穿破溶、土洞顶板，孔内的泥浆速度流失，造成砂层段孔壁内外压力失稳而溜坍，严重时可引起地面塌陷。技术人员及钻机充分掌握地质情况，每个孔的地质资料都发给相关人员，让其充分了解溶洞的位置，大小等，做到冲孔时心中有数。在现场应准备足够的小片石或狗头石（直径 10-20cm）和粘土，粘土要做成泥球（15-20cm） ，同时组织足够的水源。在施工过程中配备一台 ZL50C 型装载机，司机随时候命。根据冲孔进尺和冲绳拌动的情况，结合孔桩所处的地质
18、描述图、判断出孔底位置是否是进入灰岩，在 1-1.5m 范围内变换为小冲程，逐渐将以防止卡锤。在入岩后要有专人观测护筒内泥浆面的变化，根据冲孔的进尺情况，如果进尺由慢突然变快，或泥浆面突然下降，这时说明击穿了未知溶洞，当遇到溶洞漏浆时，迅速铲起片石和粘土填孔，同时集中水泵往孔内大量补水。应迅速补水和改变冲程以防止斜孔和卡锤。如果此时出现斜孔，则采用块石和粘土对斜孔部位全部回填，重新冲击成孔。在溶洞内钻进时，根据填充物的不同，要采取不同的钻进方法。当充填物为软弱粘性土或淤泥时，应向孔内投入粘土、片石混合物（比例 1：1） ，冲砸8固壁；当为砂层、卵石层时还应提高泥浆的粘度和相对密度。只有当泥浆漏
19、失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使冲孔顺利穿过溶洞。如果遇到多层溶洞，先对溶洞大小和是否为串珠状溶洞进行判定，如为串珠状溶洞，且漏水，则直接采用钢护筒通过，其施工方法见“过串珠状溶洞施工” ，如不存在这种情况，则采取向溶洞内直接充填片石和粘土，泥浆护壁通过。对于遇到特大型溶洞或半充填的溶洞，且溶洞上方有较厚的沙层时，先向孔内回灌浓泥浆，同时抛填块石和粘土球，采用小冲程冲砸固壁，直至漏浆现象消失。如果出现一下冲破溶土洞顶板，泥浆突然间流失，引起整个孔坍塌严重，则迅速提起冲锤，要求人员马上离开钻机，待不再坍塌后，对整个孔进行回填处理，先进行预处理后，重新成孔。4.2.2 过串珠状溶洞应急处
20、理措施根据现场成孔深度和超前地质冲孔的资料相对比，以及结合钻杆钻进速度判断出孔桩接近溶洞顶部岩层时，提起冲锤、钻杆，移开回转钻机，采用冲击钻机冲孔。用冲击钻冲孔时，要求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，提升高度一般不超过 50cm。所有卡扣及钢丝绳必须先经测试检查，其它施工工艺及注意事项与常规相同。当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的。在施工现场准备足够的粘土和块石，同时制备大量的泥浆。根据超前钻探得的串珠状溶洞顶标高反算出地面至第一个溶洞顶的深度，根据此溶洞与钻进深度相比较可知是否到达溶洞顶部，装载机和小推车就位，密切注意泥浆面变化，一旦穿通溶洞后，提起冲锤，向孔内回灌泥浆，向孔内回填片石和粘土，如果不发生塌陷，则用冲锤冲击孔洞内孤石和突石，对洞底部斜岩面进行冲平，以保证钢护筒顺利下放。过第二个溶洞按过第一个溶洞的方法过进行。注意事项：(1)、过每层溶洞顶薄岩层时要采用小冲程锤击，防止一下把岩层击穿后引起钢护筒脱落下沉，严重时引起地面塌陷。
