新泰市翟良路上跨磁莱铁路立交桥工程采空区治理施工组织设计院长院总工程师中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院文件编制单位中铁工程设计咨询集团济南设计院设计复核专业审核院审定目录一、工程概况 (1)二、依据规范规程及参考资料 (1)三、工程地质特征 (1)（一）地形地貌 (1)（二）气象特征 (1)（三）地层岩性 (2)（四）地质构造 (2)（五）地震动参数 (2)四、水文地质特征 (3)（一）地表水 (3)（二）地下水的类型、埋藏情况及其变化特征 (3)（三）地表水、地下水对混凝土等建筑材料的腐蚀性 (3)五、设计原则 (3)六、施工组织机构及施工准备工作 (4)（一）施工组织机构 (4)（二）施工准备工作 (4)七、钻孔成孔工艺及技术要求 (5)八、浆液材料及配合比 (6)九、注浆施工工艺及方法 (7)十、单孔注浆设计 (9)十一、施工质量控制 (10)十二、安全管理 (11)十三、环保措施 (12)新泰市翟良路上跨磁莱铁路立交桥工程采空区治理施工组织设计一、工程概况该桥位于新汶站的北侧，良庄煤矿附近，为上越磁莱铁路的公路桥。

上跨方案的桥式为16-20m预应力混凝土箱型连续梁跨线桥，桥跨磁莱铁路的中心里程为K59+736。

桥址区北侧分布古空区及近代采空区。

二、依据规范规程及参考资料1、国家和交通部有关标准、规范和验收标准；2、《注浆技术规程》（YBJ44-92）；3、《公路环境保护设计规范》（JTJ/T 006-98）；4、设计文件，包括设计图纸、资料等；5、现场调查所了解的有关情况和通过调查掌握的有关资料及信息；6、新泰市良庄煤矿13、15煤采掘工程平面图（1：2000）。

三、工程地质特征（一）地形地貌该区宏观地貌单元为汶河阶地，地形平坦开阔，地势南高北低，桥址两侧为村庄、电厂和煤矿。

桥北侧约400米处为柴汶河。

（二）气象特征测区属于暖温带大陆性气候，四季分明，昼夜温差大，春季干燥多风，雨雪量少，夏季气温较高，雨水多集中，秋季秋高气爽，有时干旱，冬季长而寒冷，雨雪量小。

根据新泰市气象局提供气象资料如下：气温：年平均气温12.4℃，最低气温-21℃，最高气温39.5℃。

降水量：根据气象站1954～2006年资料，历年平均降雨量为725mm，最大降水量1395.4mm，最小降水量450.2mm，年降水量有68%集中在6月下旬至9月上旬，春季占全年降水的13%，冬季仅占全年降水的4%。

蒸发量：历年平均蒸发量为1837.5mm，约为降水量的2.5倍，六月平均蒸发量为290.7mm，约为该月降雨量的3.3倍。

湿度：年平均相对湿度65%，一年中7、8月份湿度最大为80%，1～5月份湿度最小，平均为57%。

风向和风速：全年盛行东南风，春季多西南风，夏季多南风，秋季多东北风，冬季多西北风，年平均风速2.4m/s，瞬时最大平均风速为42m/s。

最大积雪深度29cm。

（三）地层岩性桥址区地表分布第四系全新统（Q4 ml）人工填土，包括杂填土和素填土，第四系全新统冲积（Q4 al）粉质黏土、砂类土、碎石类土，第四系地层厚约5.1～10.8m，下伏古生界石炭系上统（C3）砂岩、页岩、石灰岩夹煤层，奥陶系中统（O2）石灰岩，全风化～中风化。

（四）地质构造该区处于沂沭断裂带的西部，鲁西旋卷构造群中，位于新泰～蒙阴凹陷的边沿，蒙山凸起部位即穿越蒙山单断凸起至平邑凹陷。

桥址区无活动断裂通过。

（五）地震动参数历史上新泰市曾多次发生地震，据记载：自1524年至1649年曾多次发生地震，1668年郯城发生8.5级巨震,波及新泰，史书记载新泰“地震如雷，房毁人没”。

新泰地区近300年间，地震约14次，大于2.0级为多，5级一次，1985年6月25日，放城乡发生4.1级地震，1987年3月14日太平山顶发生3.1级地震，两次地震均引起上级地震部门的重视；沂沭断裂带是一条经历了多次活动的断裂带，它若复活对新泰会有一定影响。

根据《中国地震动参数区划图》（GB 18306－2001）及《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89），该区建筑抗震设防烈度为７度，设计基本地震加速度值为0.10g。

地震动反映谱特征周期为0.45s。

四、水文地质特征（一）地表水该区地表水为柴汶河水系，柴汶河走向为南东～北西，流入汶河。

桥址区有一条小河，两次流经区内，向北流入柴汶河。

该河常年有水，雨季水量较大。

（二）地下水的类型、埋藏情况及其变化特征该区地下水类型为第四系壤中潜水及基岩裂隙水，勘察期间（2011.3～4）地下水埋深0.5～14.2m，标高154.99～165.43m。

地下水主要受大气降水的补给，并受河水的影响，水位随季节变化而变化。

由于煤矿开采排水致使地下水位大幅下降，仅在雨季第四系地层中有少量存水，水量较小。

据良庄煤矿人员介绍，现在井下采煤区每天向外排水约40m3/天。

（三）地表水、地下水对混凝土等建筑材料的腐蚀性根据取地表水及地下水水质分析，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）地表水对混凝土结构无腐蚀；地下水对混凝土结构具弱硫酸盐腐蚀，对混凝土结构中的钢筋具弱氯盐腐蚀。

按《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98），地表水对混凝土结构无腐蚀；地下水对混凝土结构具结晶类腐蚀的弱硫酸盐腐蚀。

五、设计原则采空区的治理设计应充分考虑当地的环境特点、工程地质条件、材料分布与供应、资源规划与工期要求等因素，治理方法技术先进、经济合理。

应坚持一次根治，不留后患的原则，同时遵守投资合理、效益高、保护环境、合理利用与保护矿产资源的原则。

治理后的采空区地基工后沉降应满足桥梁的变形要求。

六、施工组织机构及施工准备工作（一）施工组织机构项目部负责该项工程的施工管理，确保工期、优质、安全完成。

项目部设工程部、安质部、机物部、计财部、试验室、综合办公室，下设采空区处治施工队，负责管段内采空区钻孔、原材料进购、注浆等工作。

（二）施工准备工作1、技术准备熟悉施工图纸、施工规范、检验评定标准。

施工用水已经进行检测合格。

测量人员进行孔位放样，为钻孔作好准备。

2、现场准备（1）征地拆迁：根据设计图纸临时征地范围，组织人员进行征地拆迁工作，征地拆迁是前期准备工作的重点之一，是保证施工能展开的先决条件。

（2）场地平整：用机械清除原地面表土及杂物并挖填成整成平地，作为钻机及注浆用工作平台。

（3）施工用电：就近架设高压电线至施工现场。

（4）施工用水：为了保证施工用水，在注浆区修建两个蓄水池（1个不小于60m3、1个不小于15 m3），并每天雇佣拉水车从水源点拉水至蓄水池。

3、工期安排施工工期安排注浆治理施工应安排在桥梁施工前进行，有效工期为3 个月。

4、劳动力组织、施工机械设备及主要材料供应（1）人员准备：为了满足采空区工程按期完工，保证工程质量，我院拟上一个采空区治理施工队，拟定施工全面展开队伍人员配置为：管理人员3人、技术工人3人、安全人员1个、钻孔工人32人，水电工1人，司泵24人，负责本合同段内的采空区钻孔、材料供应、注浆等工作。

（2）机械准备：各种施工机械及设备已经准备就绪，设备机具配置表见下表。

采空区治理主要施工机械设备表（3）材料准备：施工材料由技术人员指定详细的工程材料需求计划表，就近采购，并在较短时间内完成开工材料的储备工作，同时提前作好所需材料的取样检验工作，为以后大规模进料做准备。

七、钻孔成孔工艺及技术要求1、定点对采空区治理设计中每个钻孔要明确孔位坐标及每个孔具体的深度，并对每个孔进行编号。

孔位钻孔深度为地面至采空区底板 1m 处，注浆孔的灌注长度为采空区最上部岩层至采空区底板。

注浆孔应用经纬仪或全站仪进行实地测量放样，钻孔实际位置原则上不应超过设计位置0.1m。

确因地形影响，钻孔不能放在设计位置时，可视具体情况予以调整。

鉴于煤矿开采和塌陷变形的复杂性，通过有限的勘探钻孔尚难以精确查明地下的全部情况，如出现与设计不符的情况时，其它孔位将据此对原设计进行适当的调整。

2、安装钻机平整场地，设置机台，安装100型钻机，调平机架、机体，因地物、管线影响时移动不宜超过 0.1米。

准备钻具：备好中套管、钻头以及钻杆、岩心管等设备。

3、开孔开孔孔径不小于130mm，采用φ130mm钻头、岩芯管开孔。

第四系土层采用干钻。

钻至基岩下 2-10m后（视地层情况而定），嵌入套管，孔口止浆。

然后，变径为110mm ，终孔孔径不小于 91mm ，然后钻至采空区中的塌陷冒落带或煤层底板以下 1m 终孔。

4、钻基岩：待水泥砂浆初凝后，继续基岩钻过，孔内一般采用清水循环钻进，如遇灰岩改用金刚石等钻进工艺。

5、终孔钻至设计孔深度，经专业工程师自检后。

请监理工程师检查同意方可提钻。

用清水洗孔直至返清水。

如不返水，冲洗时间不少于 30 分钟。

孔底残留渣厚度不大于30cm。

然后拧孔口盖准备压浆。

6、技术要求每百米孔斜度不应超过2度,终孔时应测孔斜度。

5％的注浆孔要求全取芯。

对于全取芯孔，详细记录土层疏松带、基岩冒落带、裂隙带、弯曲带和采空区地质情况、钻探情况，并进行拍照。

钻孔施工过程中，如发现漏水、掉钻、埋钻等现象要详细记录其深度、层位和耗水量。

对于不取岩芯孔，应尽量在预计采空区位置之上15-20m处至采空区底板1m范围内,提取岩芯,以判断采空塌陷程度,指导注浆施工。

八、浆液材料及配合比1、浆液材料浆液材料主要由水、水泥、粉煤灰等组成，水泥为 425 普通硅酸盐水泥，其质量应符合国家 GB175 要求标准；粉煤灰为Ⅲ级粉煤灰，速凝剂为水玻璃。

施工搅拌用水应符合《混凝土拌合用水标准》。

2、浆液配合比注浆浆液为水泥粉煤灰浆，水固比为 1 : 1，水泥在固相中约占40 % ，粉煤灰约占固相 60 % ，在浆液中掺加水泥重量 2％的速凝剂，使灌入采空区的浆液尽快凝固，防止浆液流失。

3、注浆系统配置3.1注浆系统构成注浆系统由：料场、一级搅拌池（机）、二级搅拌池（机）、供水系统、注浆泵、注浆管道、封孔装置等组成。

3.2 注浆系统配置要求料场：堆放材料的料场场地要平整，运料车辆能正常通行，且紧邻搅拌机，使材料便于运输、搬运、要求设有防潮、防雨措施。

搅拌机：要求能满足正常施工要求，搅拌后的浆液应均匀，符合设计要求，一次搅拌量宜大于等于1.5m3。

搅拌池：修建的搅拌池应满足正常施工要求，中间设置搅拌系统，使得搅拌后的浆液均匀，符合要求，一次搅拌量宜＞1.5m3。

水池：制浆站应根据施工注浆总量需要，建立数个水池，以保证正常施工，水池建筑规模及要求视工地具体情况而定。

注浆泵：宜采用变档定量泵，其额定排浆量不小于 250L/min ，注浆泵压力应大于注浆最大设计压力的1.5倍。

压力表：注浆用压力表最大指数应小于10MPa 。

封孔装置：采用卡盘法或孔口套管止浆法。