桥梁桩基特殊溶洞处理专项施工方案.doc
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广乐高速T19合同段桥梁桩基特殊溶洞处理专项施工方案
桩基特殊溶洞处理专项施工方案
一、编制依据
1、乐昌至广州高速公路T19标工程施工合同。
2、乐昌至广州高高速公路T19合同段工程施工招标文件。
3、国家及交通部现行桥涵施工技术规范及验收标准等。
4、乐昌至广州高速公路T19合同段施工图。
5、乐昌至广州高速公路T19合同段桩基地质补勘图。
6、我单位积累的成熟技术、施工工法以及从事同类工程的施工经验。
二、工程概况
拟建龚屋大桥起点桩号K153+527.2，终点桩号K153+632.8，全桥长105.6m。
本桥位于整体式路基段，全桥左、右幅桥分别按半幅路基宽16.75m设计，左、右幅净距1.0m。
上部结构采用（5×20）m预应力砼（后张）分体箱梁，先简支后桥面连续，桥面设置3.0％单向横坡；下部结构桥墩采用桩柱式墩、桥台采用桩柱式台，墩、台均采用钻孔灌注桩基础。
龚屋河东岸地形平坦地带，上覆土层为卵石土，厚度4.12～13.68m；岩溶较发育，溶洞高度6~22m;下伏基岩为石炭系下统石磴子组灰岩，含炭质条带较密，岩质较硬，岩体较完整。
该段为河流侵蚀地貌，上覆土层主要为第四系卵石土，卵石土不均匀，松散~稍密。
卵石多为亚圆形，粒径2-20cm，最大达50cm，母岩成分主要有砂岩、灰岩及少量砾岩。
卵石含量约占总量的50-75%；下伏基岩为石炭系灰岩，含炭质条带条纹较密，溶洞较发育。
三、施工前的准备
1、人员组织
项目部专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施，并且成立了溶洞处理应急小组。
施工现场派2名技术人员分两班在工地24小时轮流值班，发现问题及时上报处理。
项目部还组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理做到心中有数。
总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。
施工现场主要管理人员一览表
序号
姓名
职称
职务
联系方式
1
陈为
高工
项目经理
2
黄伟强
高工
总工
3
吴明海
工程师
质检部长
4
王涛
工程师
安全主管
3
王媛
工程师
桥梁工程师
4
朱中影
助理工程师
现场施工员
2、现场材料准备
回填片石不少于100m3，粘土不少于200m3，水泥20T，编织袋400条，钢护筒满足跟进长度。
3、机械配备
装载机50型一台，25T吊车一台，1m3挖掘机一台。
4、应急物资
备用泥浆（不少于200m3）。
四、溶洞的类型
根据施工合同，将本工程的溶洞处理分为普通溶洞处理和特殊溶洞处理两种情况。
特殊溶洞系指设计图纸上未提供地质钻孔资料或提供的地质钻孔资料显示单个溶洞高度（桩位处）大于8米（我标段为20米）。
五、特殊溶洞桩基施工方案：
针对本工程溶洞分布较广，施工技术难度较大，我项目部从严把质量关，确保工程进度，确保施工安全考虑，把桩基溶洞处理列为重中之重并按设计要求作相关施工监控。
专门组织所有技术人员讨论、研究方案并学习有关溶洞处理方面的知识。
根据本工程特殊溶洞的具体情况，确定采用钢护筒跟进与投放抛填物相结合的方案。
1、施工放样
场地平整后，测量人员测放桩位，并做好护桩。
2、埋置外钢护筒
采用不小于9mm钢板卷制，由人工开挖不小于钢护筒直径，深度不小于1/3护筒长度的圆孔后，再埋置护筒，并一边冲孔，一边接高护筒，并且将其压到或震动下沉至岩层顶面。
护筒下沉至硬土层或岩面后，其倾斜度小于1％。
3、井字架安装
采用40#工字钢，就地拼装焊接，并保持平整。
4、吊装桩机就位，挂锤对中。
5、冲锤选择
冲孔至溶洞底前采用桩径+0.5m加大锤，待至溶洞底后，孔内沉放内护筒，钻头改为满足成孔要求的钻头直径。
6、投放抛填物
溶洞内无充填或半充填，存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时，采用片石、粘土和整包水泥（按3m3：
1m3：
0．75t比例，顺序为袋装水泥、袋装粘土、片石）回填，如此反复多次回填片石、粘土和整包水泥，反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止。
粘土片石抛填施工时，钢护筒必须穿透砂砾及卵石层等透水层，座落在不透水的亚粘土层上或岩层顶，这样可以防止由于溶洞漏水，水头高度急剧下降而造成的坍孔。
严禁因为钢护筒短，没座在亚粘土层上或岩层顶，造成坍孔，导致钻头被埋在孔内,地面出现大面积塌陷等危险。
7、内护筒沉放
A:
内钢护筒选择内护筒长度和内径的确定：
护筒长度L=（h+H）m（h为地质超前钻确定的溶洞高度,H为溶洞顶到地面加30cm的高度）；内护筒直径大于桩直径30cm。
钢护筒孔径要准确，连接要顺直，用卷板机成型。
钢护筒要有一定的刚度，钢板厚为9mm为宜。
B：
内护筒的沉放冲击穿过溶洞顶部后要及时投放抛填物填充溶洞，待溶洞基本充实后，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，说明成孔较圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机（或桩机自身起重设备）把内护筒放入外护筒内沉至孔底，必要时用振动锤下沉。
如果冲击钻在坚硬的岩石中的扩孔系数较小，不能满足护筒下沉要求的，回填并加大钻头直径二次冲孔，以保证钢护筒顺利下沉。
为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈。
8、注浆及回填砂
由于内护筒沉放后，内外护筒之间有空隙、溶洞处理回填物与护筒壁包裹不密实，容易造成内护筒走位，将直接影响成桩中心位置偏位，故须对内护筒外侧进行回填砂并注浆密实。
内外护筒之间：
采用回填砂填充。
内护筒沉放完成后，安插注浆管，再回填砂进行充实。
溶洞处理段：
由于回填砂不能完全密实溶洞处理段，故须对该段采用注水泥浆密实。
水泥浆现场搅制，并通过压浆设备由注浆管压注至内护筒外侧溶洞处理段，以加强溶洞处理回填物护壁与内护筒壁紧密包裹。
压注时压力控制不大于0.4Mpa,并直到稳定2秒后再进行下一个孔的注浆，或相邻孔冒浆为止。
9、置换满足成孔直径要求的锤头，冲至终孔标高。
10、钢筋笼制作、安装，砼浇筑按普通桩基施工。
六、桩基特殊溶洞施工工艺流程图
施工放样
样
埋置外护筒
样
井字架安装
样
选择冲锤
样
桩基就位、挂锤冲孔
样
溶洞回填
样
大锤扫孔
样
内护筒沉放
样
安插注浆管
样
回填砂填充
样
压注水泥浆
样
置换桩直径锤头
样
安装钢筋笼、灌注砼
样
桩基特殊溶洞施工工艺流程图
七、施工中出现的问题及处理
7.1坍孔
当冲击到溶洞后,由于突然漏浆造成水头高度急剧下降,透水层失稳,形成漏斗状坍孔。
预防坍孔的方法:
①采用冲击钻冲孔施工时,可将钢护筒坐落在亚粘土层上或岩层顶面,再继续冲击成孔；
②发现漏浆及时补浆。
坍孔的处理方法:
①当成孔深度不大时,可全孔回填粘土,暂停一段时间后再深埋钢护筒到不透水层,方可重新钻孔;
②当成孔深度较大时,可将钢护筒一直坐落在坍孔的剌叭口下缘的亚粘土层上或岩层顶面。
护筒周围回填粘土,挤实,再重新钻孔。
7.2卡锤
卡锤的原因和处理方法:
①冲击锤锤牙磨损、孔径变小造成卡钻,应经常对冲击锤锤径量测，发现少于桩径时应及时补焊；
②探头石、落石等物卡锤，或锤头卡在溶洞内，上下提动无效时，用“一”字形或半月形小钻头沿孔壁障碍物处冲击，将障碍物击破或挤走，提出锤头。
锤头在冲击填充的片石时,冲击后弹起的石块将锤头和孔壁的空隙挤住,锤头不能上下,可用小冲击锤冲动,或用冲吸的方法将卡在锤头上的石碴松动后再提出。
③锤头被溶洞顶板卡住时，可用漏斗形钢套管顺着大绳下入至锤头顶，导出钻头。
锤头提出后用小冲程慢慢修孔，必要时回填片石、黏土重钻。
锤头冲破溶洞顶板掉入溶洞,锤头倾斜,提不出来,应放小炮炸掉顶板岩,一般用药量为300～500g,一次不行可反复几次,在冲击到岩洞顶板时应采用小冲程打紧锤、打圆孔。
④发生卡锤事故后，不宜强提钻头,免得拉坏机械,拉断钢丝绳,掉锤头。
当锤头可以上下活动时，利用钻机上下提动锤头，并用撬棍拔动大绳使锤头旋转，反复多次，提出锤头。
7.3斜孔
由于溶洞面倾斜或出现探头石,致使锤头沿软的低的部位下滑造成斜孔。
解决办法是回填片石,三次以上无法调正就上报监理及业主，在取得同意后灌注水下砼,待强度形成后用小冲程打紧锤反复冲击,直至调正过来为止。
但过大的冲程会导致成孔不圆,造成斜孔,一般以2～4m为宜。
7.4漏浆
①在冲击成孔中,由于有的溶洞与地下暗河或其他溶洞相通,泥浆迅速流走,水头高度急剧下降,造成漏浆。
施工时要在孔边备足一定数量的片石和粘土,一旦出现漏浆,要及时回填片石、粘土冲击造壁,并马上补水,防止水头高度继续下降。
②意外跑浆：
地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶洞，但突然发生跑浆，估计是挤破了旁边大溶洞的洞壁，或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的。
采取投放片石、粘土，整袋水泥堵塞起到护壁作用，使钻孔顺利通过岩溶区。
7.5埋锤
埋锤是由坍孔造成的。
施工中发现漏浆应立即将锤头提到孔外,如果未及时提锤,漏浆后坍孔,锤头便被埋在孔中。
处理方法:
①人工挖土钢护筒跟进法。
桩孔进尺10m以内,地下水易于控制,没有大的承压力,人可以下到桩孔中去边挖坍落的泥石,边护筒跟进,一直挖到锤头位置,护筒也跟进到锤头位置。
②真空吸渣法。
将导管置于坍孔的底部,用9m3空压机通过50～66mm钢管压入空气吸出沉渣。
这种方法适用于坍孔石头的粒径不大于25mm的情况。
7.7其它注意问题
①遇到较大的土洞、空溶洞时，或连体薄层深洞迅速跨塌，出现掉锤现象，在快到溶洞顶板2m距离位置时应低锤轻冲击、慢冲击，减少溶洞大面积跨塌掉锤现象。
②混凝土坍落度以18～20cm为宜；浇筑导管必须密闭良好，浇筑时先放置隔水塞，浇注混凝土必须连续、快速；混凝土灌注比理论计算偏大是孔中有浆浸入溶洞，在溶洞地区浇筑桩基混凝土应增加，备料应充足。
八、钻孔桩安全文明施工技术措施
（1）严格贯彻“安全生产，预防为主，综合治理”的安全方针。
坚持安全第一，文明施工，严禁盲目冒险施工。
（2）加强对职工安全知识教育，提高职工安全生产意识，提升职工安全防护技能。
（3）施工前由工地专职安全员对所有参建工人进行专项安全培训，提高职工遵章守纪的素质。
（4）特殊溶洞桩基施工时，每班作业人员不少于两人，一人开机，一人负责及时丈量冲孔进程，观察筒内泥浆变化，接近溶洞顶时做到“慢进程、勤量测、多观察”。
（5）特殊溶洞施工时，各类配合机械须停放可及时调度范围内，机械操作人员须随时待命，严格听从现场管理人员调度。
（6）现场人员必须佩戴安全帽，电焊工工作时必须佩戴眼镜。
（7）钢筋笼加工过程中，不得出现随意抛掷钢筋现象，制作完成的节段钢筋笼滚动前检查滚动方向上是否有人，防止人员被砸伤。
氧气瓶与乙炔瓶在室外的安全距离为5m。
（8）钻孔过程中，非相关人员距离钻机不得太近，防止机械伤人。
（9）钢筋笼安装过程中必须注意：
焊接或者机械连接完毕，必须检查脚是否缩回，防止钢筋笼下放时将脚扭伤甚至将人带入孔中的事故发生。
（10）导管安装及砼浇注前，井口必须设有导管卡，搭设工作平台（留出导管位置），并且要求能保证人员的安全。
（11）导管安装注意：
导管对接必须注意手的位置，防止手被导管夹伤。
（12）砼浇注过程中，砼搅拌运输车倒车时，指挥员必须站在司机能够看到的固定位置，防止指挥员走动过程中栽倒而发生机械伤人事故。
轮胎下必须垫有枕木。
倒车过程中，车后不得有人。
同时，吊车提升拆除导管过程中，各现场人员必须注意吊钩位置，以免将头砸伤。
（13）挖掘机及工作时，必须有专人指挥，并且在其工作范围内不得站人。
（14）泥浆池周围必须设有防护设施。
成孔后，暂时不进行下道工序的孔必须设有安全防护设施，并有人看守。
（15）配电箱以及其它供电设备不得置于水中或者泥浆中，电线接头要牢固，并且要绝缘，输电线路必须设有漏电开关。
（16）钻机工作之前必须进行机械安全检查。
（17）施工作业平台必须规整平顺，杂物必须清除干净，防止拆除导管时将工作人员绊倒造成事故。
（18）夜间施工时，开启两台镝灯，在现场另布置若干碘钨灯，做到所有施工区域照明良好，视野清晰。
（19）钻孔桩钻孔施工尽量放在夜间以避开高温，混凝土浇筑安排在上午10：
30以前结束，尽量不在夜间9：
00以后浇筑，以防噪音扰民。
（20混凝土施工时，采取道路洒水的方法抑制扬尘。
（21）废弃泥浆严禁直接排入河道，拟用泥浆泵排至泥浆池中堆放。
（22）凡施工现场因技术、经济条件限制，环境污染不能控制在规定范围内的，应事先报相关部门审批，如夜间施工许可证等，坚持做到文明施工。
九、环境保护措施
1、建立健全文明施工和环境保护领导小组和管理组织结构，由项目经理担任组长，安保部为常设机构，全面负责全标段文明施工和环保工作，并建立各项规章制度，以制度化贯彻于各职能部门和操作层。
2、每周由安保部牵头对桩基施工工点环保执行情况进行一次检查，经理部每月进行一次大检查，对发现的问题及时纠正和处理。
3、加强宣传教育工作，提高全体员工的文明施工和环保意识，合理布置施工场地，合理规划弃渣场，不破坏自然环境，保证水土不流失，减少施工噪音和振动，施工不扰民，对施工便道经常洒水，减少灰尘污染，保持河水不受污染，施工车辆和施工设备停放整齐有序，不损坏村民利益，不占道。
4、合理布置各种施工设施，符合环保要求，少占耕地，不污染水源，抓好生活区环境卫生，搞好群众关系。
5、施工期间噪声的防治措施
现场施工噪声主要来自施工机械，为了能有效地降低施工噪声，应从以下几点着手：
A．必须采取相应措施以使施工噪声符合国家环保局颁发的《建筑施工场界噪声限值》（GB12523）要求。
土石方施工阶段的噪声限值为：
昼间75dB，夜间55dB。
B．在可供选择的施工方案中尽可能选用噪音小的施工工艺和施工机械。
C．将噪音较大的机械设备布置在远离施工红线的位置，减少噪音对施工红线外的影响。
D．对噪音较大的机械，在中午（12时至14时）及夜间（（20时至次日7时）休息时间内停机，以免影响附近居民休息。
6、施工期间振动污染的防治措施
A．在可供选择的施工方案中尽量选用振动小的施工艺及施工机械。
B．将振动较大的机械设备布置在运离施工红线的位置，减少对施工红线外振动的影响。
C．对振动较大的施工机械，在中午（12时~14时）及夜间（20时~次日7时）休息时间内停机，以免影响附近居民休息。
7、施工期间水污染（废水）的防治措施
A．加强对施工机械的维修保养，防止机械使用的油类渗漏进入地下水中或河流、沟渠中。
B．施工人员集中居住点的生活污水、生活垃圾（特别是粪便）要集中处理防治污染水源，厕所需设化粪池。
C．现场施工用泥浆严禁倒入河流及沟渠，必须弃往废土堆放区集中存放，并做好警示标志。
十、防护应急预案
1总则
1.1编制目的
为有效预防、及时处置我项目部因桩基特殊溶洞施工而造成的大面积塌陷事故，提高应急处置能力，最大程度地减少人员伤亡和财产损失，提高整体防护水平和抗风险能力，编制本预案。
1.2编制依据
依据《中华人民共和国公路法》、《中华人民共和国安全生产法》，国务院《公路运输安全保护条例》，国务院公路主管部门制定的相关应急预案及公司有关预案编制的要求等。
1.3适用范围
本预案适用于我项目部桩基特殊溶洞施工而造成的大面积塌陷应急处置。
1.4工作原则
统一指挥、分级负责，以人为本、依靠科技，快速反应、规范有序，资源整合、协同应对，预防为主、安全第一。
2组织体系
2.1领导机构
项目部成立溶洞塌孔事故应急指挥领导小组。
组长：
陈为（13603061283）
副组长：
黄伟强李孔多万晓东
组员：
邓文荣何志容王涛吴明海李佳陈谋坚
项目经理为组长，应急处置总指挥、总工及副经理为副组长，协助组长的工作，具体负责现场的应急指挥工作。
各部门、工区领导为组员，负责应急处置时调集各自部门一切可调动的人员和设备进行抢救。
2.2处置小组
2.2.1物质保障组
以邓文荣为组长，李佳为组员，负责调度机械设备和人员供事故抢险组进行抢险救援工作。
2.2.2事故抢险组
以黄伟强为组长，王涛、吴明海为组员，负责事故发生后配合地方政府部门的工作，对因溶洞塌孔而造成的大面积塌陷事故进行抢险。
2.2.3警戒保卫组
以李孔多为组长，负责事故发生后现场的保护工作及抢救过程中的交通、人员疏导工作。
做好警戒工作。
2.2.4医疗救护组
以陈谋坚为组长，临时负责人员伤亡的抢救工作，及时联系120急救中心，协助医务人员进行抢救工作。
2.2.5通讯联络组
以万晓东为组长，吴明海为组员，负责事故发生后第一时间与广乐高速公司英德管理处的工作人员以及相关部门及时报告。
3应急处置
3.1信息报告
3.1.1发生塌陷事故后，现场负责人会及时向业主单位及地方有关机构报告，并迅速报告地方医院及消防部门。
3.1.2项目经理部领导接到塌陷事故报警后，要在第一时间做好处置准备，同时，迅速汇总和掌握相关事故信息。
3.2先期处置
3.2.1一旦发生溶洞塌陷安全事故，项目经理部接警后，应立即予以核实，通过组织、指挥、调度相关应急力量实施先期处置，迅速控制并消除危险状态。
3.2.2项目部按照本预案，迅速指挥、调度本单位应急处置队伍，相互协同、密切配合，快速高效处置道路事故。
3.3分级响应
3.3.1塌陷事故响应等级分为四级：
Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级，分别应对特别重大、重大、较大和一般事故。
（1）Ⅰ级、Ⅱ级应急响应
发生特别重大、重大伤亡事故，启动Ⅰ、Ⅱ级响应，上报地方政府，政府视情况成立应急处置指挥部，由应急处置指挥部组织、指挥、协调、调度本市相关应急力量和资源统一实施应急处置。
（2）Ⅲ级、Ⅳ级应急响应
发生较大、一般事故，上报英红镇政府，由政府会同各相关单位应急联动中心、事发地区政府决定响应等级，启动Ⅲ级、Ⅳ级响应，组织、指挥、协调、调度相关应急力量和资源实施应急处。
3.3.2响应等级调整
各类塌陷事故的实际级别与响应等级密切相关，但可能有所不同，根据实际情况确定。
响应等级一般由低向高递升，出现紧急情况和严重态势时，可直接提高相应等级。
当塌陷事故发生在重要地段、重大节假日、重大活动和重要会议期间，其应急响应等级视情况相应提高。
3.5应急指挥与协调
项目部应急领导小组负责现场应急救援的组织指挥，指挥应急救援队伍迅速、有效地实施先期处置。
协调后来的地方政府及相关单位、消防、120救援队伍的工作，全力控制事故发展态势，果断控制或切断事故灾害链，防止次生、衍生和耦合事故（件）发生。
3.6人员防护
现场应急救援人员要根据需要，携带相应的防护装备，采取安全防护措施，严格执行应急救援人员进入和离开事故现场的相关规定。
4后期处置
4.1现场清理
4.1.1项目部协助好专业救援队伍控制事故态势后，做好现场勘察和维护社会稳定等工作。
4.1.2配合政府、相关单位负责事故调查后的现场清理。
4.2事故调查
4.2.1根据相关法律、法规的规定，有关职能单位要立即成立事故调查组，及时、准确地对进行事故调查取证、原因分析、定性定责和调查分析材料汇总。
4.2.2项目部相关人员应全力配合事故调查组搞好事故调查。
5应急保障
5.1通信保障
项目部配备对讲机10部，作为应急救援现场的联络工具。
紧急情况下，要充分利用公共广播及手机等，及时疏导现场人员。
5.2应急队伍保障
我项目部应急处置小组人员配备齐全，相应事故应急设备须随时待命。
建立并加强与其他应急队伍的联络机制，为地方施工产生的事故应急处置提供队伍、机械保障。
5.4医疗卫生保障
项目部配备了担架、止血药、绷带、酒精等常备医疗用品，医疗救护组要迅速进入事发现场，组织救护人员对伤员进行紧急救治，稳定伤情，运出危险区后，转入就近医院或专业医院救治。
6监督管理
6.1宣传教育
结合公路行业实际，全面开展公路安全宣传教育工作，广泛宣传应急法律、法规和预防、避险、自救、互救、减灾等常识，提高公众的安全意识。
6.2培训
明确应急管理和救援人员上岗前和常规性培训等要求，有计划地对应急救援和管理人员进行培训，提高救援技能。
6.3演练
项目部将按照应急救援要求，组织综合性应急处置演练，明确演练队伍、内容、范围、组织、评估和总结等，提高应急处置实战能力。
演练要立足实战，切实提高应急救援能力。
6.4奖惩
6.4.1对在事故抢救应急处置中做出重大贡献的部门和个人，项目部视情给予表彰或奖励。
6.4.2对部门和个人未按照预案要求履行职责，造成重、特大损失的，由项目部给予行政处分，构成犯罪的，依法追究刑事责任。
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