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软土区超深桩基沼气探排放施工方法研究创新

浙江交工金筑交通建设有限公司洪祥水QC小组

发表人：廖飞顺

二〇一七年三月

软土区超深桩基沼气探排放施工方法研究创新

浙江交工金筑交通建设有限公司洪祥水QC小组

一、工程概况

甬台温高速公路复线平苍段工程某标段起讫桩号K338+226～K343+951，双向六车道标准，设计速度为100km/h，特大桥2座，桥梁宽度为33.0m，桥梁基础均采用桩基础，上部结构均为预应力砼组合箱梁。

桥址处于软土地基，在省交通规划设计研究院进行地质勘察过程中，孔深在50～75m左右揭露到沼气，分别位于粘性土层中，初始喷发高度超过10m，喷发中无砂、砾石等，喷发40分钟左右，钻机有下沉的情况。经过一天时间，仍有沼气喷发，但压力与气量明显降低；另外位于第二层卵石层中上部，初始喷发高度超过6-

7m，喷发中发现砂、砾石等，喷发10分钟左右，导致钻机下陷，下陷约10m左右。项目桩基采用旋挖钻施工，地下沼气揭露时将严重影响桩基的施工质量、安全。

二、小组简介

表1QC小组成员概况

小组名称

浙江交工金筑交通建

设有限公司洪祥水Q

C小组

课题名称

软土区超深桩基沼气探排放施工方法研究创新

课题注册号

ZJJTQC2016-5-1

小组注册号

QC2016-5-1

课题类型

创新型

注册日期

2016年5月

活动频率

每月3次，每次不少于3h

活动次数

18

活动时间

2016.6～2016.12

小组成员

序号

姓名

性别

年龄

文化程度

职称

组内职务

组内分工

TQC教育

1

袁定辉

男

49

本科

高级工程师

组长

全面负责

人均学时50h

3

傅程辉

男

35

本科

高级工程师

副组长

组织策划

4

周陈忠

男

33

本科

高级工程师

组员

质量控制

5

李少波

男

36

本科

高级工程师

组员

方案实施

2

洪祥水

男

52

本科

高级工程师

副组长

组织策划

6

章浙棋

男

28

本科

工程师

组员

现场操作

7

章国艺

男

31

本科

工程师

组员

现场操作

8

于乔

男

27

本科

助理工程师

组员

加工控制

9

陈杨进

男

34

本科

工程师

组员

测量

10

廖飞顺

男

24

本科

助理工程师

组员

现场操作

制表：廖飞顺制表日期：2016年6月5日

三、选题理由

1、地质勘探中沼气的大量喷发导致地表下陷，极易造成钻机的倾覆，严重危害作业人员的安全。

2、项目桩基施工在即，而深层大量沼气的存在将导致地基土层产生变形，加大桩的负摩阻力，更会危害钻孔桩的施工质量，如造成塌孔、断桩等。

3、软土区超深桩基沼气排放方法在我公司尚属首次，无现成技术资料及施工经验可查，必须研发整套工艺方法，满足项目施工质量、安全及进度要求。

综上所述，我们选定“软土区超深桩基沼气探排放施工方法研究创新”作为本小组活动课题。

四、设定目标

1、确定目标

业主单位组织相关专家对项目沼气埋深情况进行研究讨论并形成了如下意见：由于在地质钻探过程中采用泥浆循环，泥浆的护壁作用掩盖了含气层的真正位置，一旦揭露承压含水层，当承压水稀释孔内泥浆后，泥浆护壁作用消失，气体随即就会喷出，因此，真实含气层埋深相比揭露埋深要浅；气体赋存于卵石层中可能性不大，因为卵石层中不存在产生气源的条件，且卵石层富含承压水，即使有气体，也会随着承压水排泄。

项目桩基长度在76.5～94m，根据专家意见试打3根100m的钻孔以验证，经现场试打钻孔表明：沼气含量在60m左右孔深位置基本排放完毕，深部的卵石层探排并未发现有沼气喷出现象。

综上分析，主要针对60m深度范围内进行沼气探排放，沼气浓度及压力降低至确保桩基施工质量与安全的范围之内。

2、确定目标值

①沼气气压：经QC小组成员查阅相关论文等文献资料，在软土地区非饱和性土层中，土层内气体气压对土层的扰动变形作用范围在0.05MPa以上，故确定土层沼气气压安全压力为0.05MPa以下。

②沼气浓度：由于针对土层内沼气的安全浓度没有相对应的规范标准，故QC小组参照要求更高的煤矿行业的相关标准——《煤矿建设安全规范》（AQ1083-

2011），根据规定得知甲烷检测报警仪的报警浓度为1%，故确定土层内沼气的安全浓度为1%。

综上所述，确定目标值为：60m以上土层里沼气排放压力释放至0.05MPa以下，并且浓度降低至1%（甲烷检测仪无报警现象）。

3、目标值分析

（1）参与此次沼气探排放的协作单位为丽水市地质勘探局，并派出了曾为项目做设计阶段初步勘探的技术人员到