城际铁路CJQ-1标溶洞钻孔桩施工方案

**城际铁路CJQ－1标溶洞钻孔桩施工方案
1．编制依据及原则
1.1编制依据
(1)新建铁路**城际轨道交通施工图细屋寺、大塘垄、献忠水库大桥设计图；
(2) 工地实际情况现场调查、采集、咨询所获取的资料;
(3) 铁道部现行的有关规范、标准和定额；
(4) 国家、当地政府颁布的有关社会治安、劳动安全及保护、环境保护及土地租用等方面的具体规定与相关标准；
(5) 我公司以往类似工程施工经验、工法及各种施工统计资料;
(6) **城际铁路架梁节点工期的要求。

1.2编制原则
(1) 满足**城际铁路整体工期节点要求；
(2) 严格执行基本建设程序和施工程序；采用先进施工技术，确保安全、质量、工期。

(3) 科学组织施工，优化施工方案；
(4) 尽量少占用耕地，满足环境保护要求
2.工程概况
**城际铁路CJQ-1标段DK40+819.21～DK44+286.04段为岩溶地质。

在此区域内，有细屋寺、大塘垄、献忠水库三座大桥。

分别位于**县和德安县境内。

承担勘察设计的**对各墩、台桩位进行了逐桩地质钻探。

按设计要求，基桩嵌入弱风化岩层不小于一倍桩径，且应保证桩底以下5m内无溶洞。

由于溶洞的形状复杂多变，无规律可言，其顶板和底板也不是平面。

钻孔只对桩中心的位置进行钻探取芯，而各桩要在1.0m直径的范围内钻进成孔，对于存在切割的悬挂岩块及钻探未碰及的范围，裂隙和溶洞的真实情况不可能在钻探资料中全部反映出来，因此存在遇突发地质事故的隐患。

由于工程地质条件极其复杂，对桩基础的施工必然带来一定困难。

三座大桥桥址地质构造主要为第四系全新统冲洪积层(Q4a+p1)、第四系全新统坡残积层(Q4d1+e1)、奥陶系下统仑山群（01.ln）白云质灰岩及寒武系中统杨岗组（E2）炭质灰岩。

地层揭示：
粉质黏土:褐黄色，硬塑。

厚约0～8.5米不等
细圆砾土:褐灰色、中密，饱和，硬塑，层厚0～2.4米。

白云质灰岩:灰白色，岩芯呈柱状，节长10～180cm.
炭质灰岩:灰黑色，岩芯呈碎块状及短柱状，厚约0～15m，岩体裂隙、岩溶发育，半充填。

部分岩面倾角较大，呈近直立状。

从地质资料分析，三座大桥共有桩基2996延米/183根。

其中细屋寺大桥，88个钻孔桩，有25个发现溶洞；大塘垄大桥，45根钻孔桩，有8个发现溶洞；献忠水库大桥，50根钻孔桩，有31个发现溶洞。

共64根桩穿过岩溶。

溶洞较多，形状各异，大小不一（高度约为4m～19m），其中大塘垄大桥最长一根钻孔桩桩长46.5m,需穿过3层溶洞。

在地质勘探资料中，溶洞按其填充状态可分为空的、半填充的和完全填充的三类。

溶洞的走向与河流的流向相同。

有的大溶洞内有小溶洞，有的一根桩有
几个溶洞形成溶洞串，有的几根桩在一个溶洞内。

三座桥桩位溶洞情况描述如下:
3.施工方案
3.1、成孔方案的选定
成孔方案比选
通过以上方案比较，确定冲击钻进是岩溶发育区等层间非匀质地层最佳的嵌岩桩基础施工手段。

决定采用浅埋护筒，漏浆严重时长护筒跟进，泥浆正循环、冲击钻机成孔。

3.2、施工前充分的技术和物资准备
在施工过程中，若桩钻进时遇到溶洞、裂隙地带，就会出现孔内泥浆急剧下降，如不及时补充水头和抛填粘土、片石等回填物堵塞溶洞、裂隙带的漏浆空洞，抬高水头以增加孔壁侧压力，孔壁土层就不能承受地下水和周围土层的侧压力，就会造成护筒底部地层坍塌和卡钻的现象，护筒周围地面大面积整体下陷，地面也可能出现裂缝。

一旦出现这种异常情况，若处理不及时或处理不当将会影响到工程质量和人员、设备的安全，造成经济上的重大损失，施工时间也将延长。

施工前认真分析研究勘察设计单位提供的地质资料，尤其是对逐桩钻探资料应进行分析比较。

技术人员和钻机工作人员应充分了解和掌握复盖层的土层、土质、入岩高程、岩层厚度、岩性、溶洞位置、溶洞(裂隙带)的层数和高度等技术数据，根据设计要求制定出详细的、行之有
效的施工方案和施工技术保障措施。

并准备足够的粘土、片石、袋装水泥、钢护筒等护壁材料和装载机、吊车、ZD90震动锤等机具设备，以备出现突发情况时，能迅速投入给予处理。

3.3、施工方法
（1）、钢护筒的埋置
为防止钢护筒在钻进成孔过程中水头突然下降、地层扰动后液化发生坍塌倾斜等事故，在埋置护筒时，将护筒一定周围内的砂砾土挖除，回填粘性土至护筒底以下0.5m处并夯实，然后通过定位的控制桩放样，把钻孔中心位置标于孔底，再把护筒放进坑内，然后移动护简、使护筒中心与钻孔中心位置重合。

在护筒周围对称、均匀回填最佳含水量的粘土，分层夯实、达到最佳密实度，同时也选用刚度好、接头严密、不漏水、抗挤压的钢护筒。

（2）、成孔技术
在成孔过程中，钻进冲程及泥浆也应随地质情况变化而做相应的调整，在通过亚砂土、亚粘土时，采用1m～1.5m的小冲程并输入较低稠度的泥浆，在通过细砂层时，采用1m～2m的中、小冲程，同时加大泥浆稠度，抛填直径15～20cm的片石、粘土反复冲击，使孔壁被挤实。

钻至溶洞顶部1m左右时，加大泥浆比重和稠度，采用1m～1.5m的小冲程，逐渐将溶洞顶部击穿，同时准备好足够数量的水泵或泥浆泵。

在孔周围准备足够的片石、粘土、水泥及粉煤灰等，一旦孔内水头急剧下降，以便及时向孔内补水、补浆，同时回填粘土、片石、水泥及粉煤灰等，以便保持孔内水头稳定。

回填物必须高出溶洞顶1m以上，然后放下钻头进行冲砸堵漏，以小冲程反复冲砸，将粘土、小片石挤入溶洞。

（3）、穿越溶洞的处理技术
依照研究分析过后的逐桩钻探资料，钻至离溶洞顶部1米左右时，准备足够的直径10～20cm片石和粘土。

对于半充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。

钻至离溶洞顶部 1米左右时，在1～1.5米范围内变换冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻。

对于空溶洞或半充填的溶洞，在击穿洞顶之前，要有专人密切注意护筒内泥浆面的变化，一量泥浆面下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按1：1的比例回填粘土和片石、整包水泥后冲挤压密实，只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。

如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。

遇到特大空溶洞或半充填的溶洞时，先在孔口附近准备好足够的块石、粘土、水泥。

在洞顶打穿时，一旦发现漏浆，要迅速填堵，防止塌孔。

一般溶洞洞顶击穿后，桩孔中泥浆会很快下降，此时要用铲车及时将准备好的块石、粘土、水泥按适当的比例抛入，直至孔中的泥浆停止下降，并慢慢上升，此时可用冲锤进行适当挤压，反复抛块石、粘土、水泥，直至把桩基两侧的溶洞都填满或堵死为止，最后补充满泥浆再重新成孔，溶洞较大的等1～2天后再重新冲孔成桩。

钻头穿越溶洞时要密切注意大绳的情况，以便判断是否歪钻。

若歪钻应按1：1的比例回填粘土和片石至弯孔处0.5米以上，重新冲砸。

3.4、常见病害的处理
（1）、漏浆的处理
裂隙的主要危害是由于漏浆引起钻孔中断、塌孔、缩孔。

对于漏浆我们通常采用两种处理措施：
一是及时回填：回填砼、粘土、片石、水泥等，目的是封闭渗漏通道、填充溶洞；投入片石及粘土，同时应密切注意护筒内泥浆面的变化情况，当泥浆面迅速下降时，证明仍在漏浆，首先要赶快补水，然后将粘土团成球状往下投，如此即可将漏浆堵住，之后，将粘土和片石按大
约1：1的比例往下投约2米，再重新开钻，这样砸碎的片石和粘土可将裂隙填充一定的距离，即可钻进一定深度而不漏浆。

二是下钢护筒，是在反复回填不能堵漏前提下的处理办法。

原桩孔需回填后重新开孔，新孔直径比原设计大15～20cm。

钢护筒壁厚10～30mm，内径1.05或1.2m，采用板材加工而成。

用吊车配合ZD90型震动锤下到低于渗漏点位置。

两种办法都是在封闭渗漏点后重新填土造浆来解决漏浆问题。

（2）、缩孔、坍孔的处理
采用冲击钻很少发生坍孔。

但从大塘垄大桥及细屋寺大桥施工的情况来看，最初由于护筒埋置偏浅，遇到空溶洞或裂隙漏浆而补水不及时，就有可能坍孔。

而且冲钻过程中，由钻锤的上下起落形成的紊流和冲击振动,还会使有砂砾构成孔壁发生局部液化，破坏孔壁，也会引发一系列坍孔现象。

因此保持泥浆浓度和泥浆面高度是防止塌孔的主要措施。

坍孔发生后，施工中采取用下钢护筒穿过溶洞的施工方法。

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，此时用钢丝绳活扣绑住内护管，用钻机自吊把内护筒放至已钻孔底。

到孔底后，由于溶洞底有沉渣,内护筒不会靠自重沉到溶洞底部，在钻机的钻杆上附加十字压架，利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量，使内护筒随钻头的钻进而下沉，直到溶洞的底部，然后回填重新冲砸的方法处理。

（3）、偏孔的处理
斜孔发生位置大多位于岩层，经分析，岩石的倾角（300～600）给施工造成了一定困难，发生斜孔所在墩的桩基岩层斜度比其它墩明显要大，是出现斜孔的主要原因。

斜孔集中出现在全风化、强风化、弱风化岩层交界层，夹层较多，多次出现由软向硬的斜面过渡层，增加了斜孔
纠正的难度。

另外，桩内一侧是基岩，一侧是溶洞也会造成偏孔。

过程中表现为锤头有明显滑移、钢丝绳偏斜。

斜孔现象应早发现早处治。

一般斜孔可以用反复回填片石的方法来进行纠偏，根据斜孔的情况，每次抛填片石1.0～5.0米不等。

当效果不明显时，也可以辅助采用填充水下混凝土的方法进行处治。

4、施工技术措施
(1) 技术人员认真审核图纸，切实领会设计意图，坚持技术交底制度和测量复核制度。

(2) 施工方案确定后，进行单项工程技术、质量、安全的书面交底，找出质量重点监控部位和监控点，按照施工任务划分，各分管的主管工程师负责对所担负的工程任务，向班组分项进行书面交底，施工过程中全程实行技术指导，做到质量重点人人心中有数，全员参与质量管理。

(3) 严格控制钻孔桩的垂直度。

在钻机就位时将其调整平整、垂直，在钻进过程中作必要的检测，特别是钻进过程中碰到溶洞时需及时复查。

(4) 确保钻孔桩的端头承载力。

成孔检查时从设计深度、钻速及浮渣取样的情况来综合判定是否入岩，是否满足设计承载力要求。

不符实及时和设计联系变更桩长。

(5) 严格控制钻孔桩的孔径。

做好地质观测，根据地质情况及时调整泥浆比重，孔内水位必须高出地下水位1m以上，防止孔壁坍塌。

施工过程中应加强对钻锥的磨损情况进行检查，并及时给予补焊。

当因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩时应使用失水率小的优质泥浆护壁。

已发生缩孔时宜在该处用钻锥上下反复扫孔，以扩大孔径。

(6) 做好清孔工作，混凝土浇注前还需对孔底沉碴厚度进行复查、
二次清孔，确保沉碴厚度小于规范要求
(7)落实岗位责任制，每个岗位均要制订岗位职责，并定岗定人。

各种机械操作人员要经过培训，持证上岗。

各类机械要经常保养和维修，易耗配件要有储备，使机械处于良好状态。