采空区招标文件技术条款结果标书文件.doc
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1、第二卷 技 术 条 款第三卷 招 标 图 纸目 录1一般规定11.1说明11.2合同项目和工作范围91.3发包人提供的图纸91.4承包人提交的图纸和文件101.5承包人提供的材料和设备131.6进度计划的实施151.7工程质量的检查和检验161.8临时设施171.9施工期防洪及排水201.10施工安全保护201.11环境保护231.12现场施工测量241.13现场试验251.14保险261.15工程量计量方法271.16计量和支付281.17技术标准和规程规范282钻孔和灌浆302.1说明302.2材料332.3设备342.4钻孔352.5灌浆试验372.6制浆382.7灌浆382.8灌浆质量
2、检查432.9灌浆工程验收442.10计量和支付441一般规定11.1说明11.2合同项目和工作范围111.3发包人提供的图纸111.4承包人提交的图纸和文件121.5承包人提供的材料和设备151.6进度计划的实施171.7工程质量的检查和检验181.8临时设施181.9施工期防洪及排水221.10施工安全保护221.11环境保护251.12现场施工测量261.13现场试验271.14保险281.15工程量计量方法291.16计量和支付301.17技术标准和规程规范302钻孔和灌浆322.1说明322.2材料352.3设备362.4钻孔372.5灌浆试验392.6制浆402.7灌浆402.8灌
3、浆质量检查442.9灌浆工程验收452.10计量和支付451 一般规定1.1 说明1.1.1 工程概况山西省万家寨引黄入晋北干线工程是解决平朔、大同水资源供需矛盾,为晋北能源基地可持续发展提供支撑和保障的重大基础设施,其可行性研究及初步设计已经国家相关部门批准,工程于2009年2月27日正式开工建设。北干线线路全长156.67km,主要建筑物有:1#隧洞,长43.67km;2座倒虹,长约113km;4座调节水库。北干线1#隧洞自下土寨分水闸起,洞线向东偏北方向经贾堡、口子上至乃河堡,过乃河堡后洞线折向东南,经上水头至上石窑,在上石窑村东穿过黄河与海河两大水系的分水岭虎头山,再向东经乱榆卜至大梁
4、水库右坝肩,其后线路折向东南方向经井坪、元墩、曹庄子,通过崔家岭、安太堡等,在马鞍山村西的中沟湾北岸坡脚处出口,洞长43.67km。1#隧洞按最终引水流量设计,设计流量22.2m3/s,明流输水。隧洞上段约18km采用钻爆法施工,洞径4.2m,喷锚支护,现浇钢筋混凝土衬砌;隧洞下段约25km采用TBM施工,洞径4.14m,六边形蜂窝状预制钢筋混凝土管片衬砌,管片与围岩之间的空隙用豆砾石充填并进行回填灌浆。1#隧洞工程已于2010年11月11日全线顺利贯通。1#隧洞在大梁水库以下部分洞段通过煤矿开采区,部分采空区接近洞线甚至就在洞线下方,影响隧洞安全。为避免隧洞发生突发性沉降,确保输水隧洞长期处
5、于稳定的环境中,需对采空区进行处理。由于1#隧洞出口段煤矿采空区范围、类型、形态、处治方法和处治工程量的大小存在不确定性,为了保证施工质量,本次招标主要是在整体工程施工前拟对空洞区和塌陷区各选取一处作为试验区进行现场注浆试验,工程项目主要内容有:钻孔(土层、岩层)、灌浆(以水泥粉煤灰为主)、检查孔(钻孔、灌浆)、检验及采空区试验段技术总结报告等。两个试验区长度均为100m,宽度为隧洞轴线两侧各65m。两采空区试验段处治前后均进行地面物探测试,验证处治效果。施工期计划4个月(不包括质灌浆质量检查量检验期)。1#隧洞在大梁水库以下部分洞段通过煤矿开采区,部分采空区接近洞线甚至就在洞线下方,影响隧洞
6、安全。水工隧洞通过煤矿采空区在国内尚属首次,且本工程为关系国计民生的重点工程,为了确保工程万无一失,对影响隧洞安全的煤矿采空区需进行处理。由于1#隧洞出口段煤矿采空区范围、类型、形态、处治方法和处治工程量的大小存在不确定性,为了保证施工质量,整体工程施工前,拟对空洞区和塌陷区各选取一处作为试验段进行现场注浆试验,确定合理的灌浆参数,指导后期施工。本次招标工程项目主要内容有:钻孔(土层、岩层)、灌浆(以水泥粉煤灰为主)、检查孔(钻孔、灌浆)、检验及采空区试验段技术总结报告等。本次招标工程的位置根据前期地质验证的钻孔资料来选取:工程区位于钻孔ZK05-2-2附近,隧洞桩号43+006.84643+
7、106.846段;工程区位于钻孔ZK04-4附近,隧洞桩号43+550.64143+650.641段。两个工程区长度均为100m,宽度为隧洞轴线两侧各65m。采空区处治前后均进行地面物探探测,验证处治效果。施工期计划4个月(不包括质量检验期),总工期6个月。1.1.2 采空区的治理原则(1)(1)在采空区治理施工过程中,应参考设计勘探情况,采取边施工边修改采空区边界、范围和深度的原则,利用注浆钻探孔的成果资料及时变更处治方法与参数等,确保采空区治理的效果。(2)(2)为了查明采空区的空间展布情况,以便采用科学的施工方法,每个采空治理区至少应勾绘3条地质断面图。工程区按所有注浆孔的10%布置全取
8、芯注浆孔。(3)为了保证采空区注浆工程的质量,施工时应分片、分段进行,合理安排探灌结合的技术先导孔(一序孔),查明地层结构及采空区空间特征,指导后续工作。(4)在灌浆孔和检查孔中安排一部分声波测试和钻孔电视工作,以指导灌浆工作和检查灌浆处治效果优先在2#、3#采空区选取工程区、区,根据试验情况再扩展治理范围。(5)本工程处治前和处治后,均应采用瞬变电磁法(确定采空区和巷道位置),和辅以直流电法(确定采空区深度)的探测手段,对工程区进行地面物探探测,并对处治前后物探探测结果进行对比,验证处治效果。处治前后需采用同一探测手段,探测同范围、同点、同深度处岩层的物理力学性质。(6)工程区处治过程中,将
9、发包人邀请省内外工程技术专家和设计、施工、监理单位技术人员,对现场灌浆和实施过程进行阶段性评估。(7)钻孔过程要确保隧洞安全,钻孔中心位置距离隧洞轴线应大于6m,终孔孔斜要求不超过2。距离隧洞较近的钻孔,在即将到达隧洞洞顶高程时应对孔斜情况进行量测。1.1.3 水文气象引黄北干线1#隧洞出口段属平鲁县境内,地处内陆深处,属温带季风大陆性气候。气象条件如下:(1) 气温:多年平均气温5.5,多年极端最高气温34.5,多年极端最低气温-28.8,低温期发生在11、12、1、2、3月份。(2) 降水:工程地区干旱少雨雪。多年平均年降水量419.2mm,降水多集中在7-9月份,占全年降水量的60以上。
10、(3) 风况:工程区干燥多风,尤以春季更为严重。秋季气候凉爽,冬季严寒风大,多为北风或西北风,多年平均风速3.8m/s,最大风速23.03m/s。(4) 水文:1#隧洞出口处(中沟湾)河道断面的流域面积为35.6km2。经过分析计算,十年一遇洪水流量为139m3/s,五十年一遇洪水流量为252m3/s。(5) 其它:多年最大冻土深143cm。1.1.4 工程地质1.1.34.1 煤矿采空区地质概况工程区地貌上处于平鲁剥蚀黄土丘陵区,区内东面地势低,西面地势高,其间多为平缓的低山和宽阔的谷地相间分布,绝大部分地段为第四系中更新统黄土覆盖,呈缓坡丘状土梁,沿线地面高程12551330m。该段隧洞穿
11、过崔家岭煤矿以及井工二矿煤矿采空区,该段隧洞下伏煤层已采空,且已发生煤层采空塌陷变形,但尚未发展至地表。(一)地层特征1#隧洞工程场地的地层主要为中生界的石炭系太原组、二叠系下石盒子组、山西组,第三系上新统、第四系上、中更新统。地表大部分被黄土覆盖,仅在沟谷中有中生界下石盒子组砂岩、泥岩地层出露。现由老至新将场地地层叙述如下。(1)石炭系上统太原组(C3t)顶界K3砂岩之底,底界K2砂岩之底,与下伏本溪组整合接触,厚度68109m。主要岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩,灰白、灰色砂岩,夹薄层泥灰岩和灰岩。含高岭石粘土矿(岩),呈透镜体分布。含煤68层,其中可采煤层56层,为本区主要含煤地层,属
12、海陆交互相沉积。(2)二叠系下统山西组(P1s)顶界K4砂岩之底,底界K3砂岩之底,与下伏太原组地层连续沉积,厚度4189m。岩性为深灰色砂质泥岩、泥岩和灰白色砂岩。砂质泥岩中含菱铁矿结核,局部可富结成层,中下部有13组煤线,唯最下一层3#煤赋存范围较大,层位稳定,中上部含23层高岭石粘土矿(岩)。底部K3砂岩为浅灰色厚层中粗粒砂岩,本组中上部有12层厚层中、粗粒砂岩或含砾砂岩。下统下石盒子组(P1x)顶界K6砂岩之底,底界K4砂岩之底,与下伏山西组地层连续沉积,厚度6595m。岩性主要为灰色、灰黄色砂岩,灰色、灰绿色砂质泥岩、泥岩,下部有时夹煤线,顶部常见杂色鲕状结构之铝土质泥岩,上部岩层以
13、黄绿色为主,有时夹灰紫色斑状的砂质泥岩、粉砂岩,下部岩层以黄绿、灰黄色为主,砂岩交错层理发育,多含砾。(3)新生界第三系上新统(N2)地层在场地成层分布,厚度不等,从几米至十几米,岩性主要为棕红、深红色低液限粘土及卵石混合土,粘土中常见钙质结核,钙质结核发育地段可串联成层状。(4)新生界第四系中、上更新统(Q2+3)岩性主要为浅红色低液限粘土、淡黄色低液限粉土,分布于梁峁上。场地中该层厚度变化较大,厚度013m。 (二)煤层分布情况含煤地层为太原组和山西组。太原组为区内的主要含煤层,含可采煤及局部可采煤层数层,主要可采煤层为4#、9#、11#煤层。本次钻探及岩移变形监测所涉及的煤层仅为4#煤层
14、采空塌陷区的岩移变形。4#煤在工程区部分地区分为两个独立煤层,上分层4-1号煤,全区稳定可采,厚8.0218.92m,平均13.90m,位于太原组顶部,顶板一般为K3中、粗砂岩,底板多为泥质砂岩及粉砂岩,结构复杂,含夹石35层,岩性多为泥岩或砂质泥岩。下分层4-2号煤,一般厚1.616.71m,平均4.05m,结构较简单,含夹石23层,顶板多为粉砂岩或砂质泥岩,底板多为泥岩、砂质泥岩。本次测区验证的崔家岭煤矿的4#煤层的情况见崔家岭煤矿情况表3-1。9#煤层全区稳定可采,厚8.2219.46m,平均12.21m,厚度变化无规律可寻。结构复杂,含夹石39层,岩性多为砂质泥岩及炭质泥岩,顶底板均为
15、泥岩或炭质泥岩。本次钻孔未涉及该煤层。此外,11#煤层在场地也普遍赋存,最厚达8.72m,一般厚4m左右。本次钻探工作也未涉及该煤层。各煤层均属气煤,原煤灰份较高,原煤4#煤属特低硫煤,9#煤为中硫煤。(三)地质构造工作区内地质构造简单,发育芦子沟背斜、白家辛窑向斜等一些较大的向斜和背斜,地层波状起伏,地层倾角一般在10左右,仅在南部边缘及较大断层附近,地层倾角较大。场地附近有三个较大的断层,为安家岭逆断层、马蹄沟断层(引黄北干线资料中称作F34)及崔家岭煤矿的F1(引黄北干线资料中称作F6)断层。安家岭逆断层从马蹄沟煤矿的矿界内通过,延伸长度6.4km,倾向东南,倾角1040,断距4060m
16、,大致是西端大东端小。马蹄沟断层位于崔家岭煤矿和石崖湾煤矿之间,走向北东,倾向东南,倾角60,断距15m左右。崔家岭煤矿揭露的F1断层位于七里河西岸,走向北西,倾向北东,倾角60,断距24m左右。根据崔家岭和石崖湾煤矿的4#煤层底板等高线,可以看出,由于马蹄沟(F34)逆断层构造的影响,该场地煤层的埋深变化较大,落差在十多米左右。本次所布置的钻孔中ZK05-2-2号钻孔的煤层底板高程约为1093m。(四)水文地质区内的含水层组可分为碳酸盐岩岩溶含水层组,砂岩裂隙含水层组和冲积、洪积层孔隙潜水含水层。碳酸盐岩岩溶水含水层组为区内主要含水层组,赋存于奥陶系地层、石炭系地层中所夹碳酸盐岩中,接受补给
17、条件好,富水性强,场地岩溶水埋藏深度约在高程945m。砂岩裂隙含水层组,含水层以中、粗砂岩为主,赋存于石炭、二叠系地层中,接受补给条件相对较差,富水性弱,单位涌水量一般在0.0010.051L/s.m变化,向斜轴部的富水性较好,单位涌水量可以达到1L/s.m。冲积、洪积层孔隙水含水层组,含水层为卵石混合土、砂层,主要接受大气降水补给,低液限粘土为相对隔水层。沿七里河由上游向下游,含水层厚度增大,富水性增强。上游单位涌水量一般在0.010.07L/s.m,下游的单位涌水量则达2L/s.m以上。1.1.34.2 钻孔验证情况(一)ZK04-1号钻孔资料(1)钻孔情况ZK04-1号钻孔孔口高程129
18、4.710m,孔口座标X:4369.612 Y:19615.826。该孔开孔用127mm合金钻具开孔,干钻至42米,下108mm套管护壁。该段为第四系松散岩覆盖层,其下为基岩。在基岩中用75mm小口径金刚石钻具,清水钻至孔底。在钻进过程中孔深149.14149.50m处出现漏水现象,孔口不返水;在孔深152.0153.43m处出现漏水,孔口不返水现象;在孔深161162m处出现漏水现象,孔口不返水。在孔深149.50m以下钻孔内钻进耗水量大。在孔深167m处发生卡钻事故。在孔深191.26201.33m为4#煤层,煤层厚约10m,在整个煤层的钻进过程中,水量消耗大,孔深196.99m以下进尺特
19、别快,煤层的岩芯采取率低,没有掉钻现象。终孔口后孔内水位很快消失,在终孔六个小时后孔内无水位。(2)压水试验全孔共做了六段压水试验,每段段长5m,从试验数据可以看出,孔内岩层的透水率从上至下有增大的趋势。数据表明在孔内深度142.17m以上为微透水地层;在孔内深度142.17m以下地层为弱透水地层。在孔内地层见下表1-1。压水试验情况统计表表1-1试验段深度(m)地层岩性透水率(Lu)渗透性等级111.54117.04砂岩、炭质页岩1.87弱透水117.04121.69炭质页岩、砂岩0.37微透水132.04137.54泥灰岩0.055极微透水137.54142.17泥灰岩0.655微透水16
20、7.12172.62泥岩、砂岩3.96弱透水174.32179.82砂岩2.50弱透水(二)ZK04-3号钻孔资料(1)孔内情况ZK04-3号孔孔口高程为1281.949m,孔口座标为X:4369.266 Y:19616.098。该孔用146mm合金钻具开孔,干钻至5.3m后,用108mm合金钻具干钻至49.26m,之后用108mm套管护壁。该段为第四系松散覆盖层,其下为基岩。在基岩中采用75mm小口径合金钻具,清水钻进到孔底。该钻孔在孔深160m171m见到上层4#煤层,在孔深175m180m见到下层4#煤层,煤层中岩芯破碎,完整性差,呈短柱状、碎块。在全孔在钻进过程中均能返上水来,但是孔深
21、152m以下钻进的水量消耗大。终孔水位观测为113.15m(高程1168.799m)。 (2)压水试验该孔所做六段压水试验见表1-2,从表中可以看出所有的压水试验段的透水率均大于1lu,小于10lu,属弱透水岩层。压水试验情况统计表表1-2试验段深度(m)地层岩性透水率(Lu)渗透性等级82.087.0泥页岩5.6弱透水性87.092.0粉砂岩6.0弱透水性129.0134.0泥岩6.4弱透水性134.0138.0砂岩7.1弱透水性170.07175.07泥岩、砂岩9.8弱透水性175.07186.0煤层、砂岩5.3弱透水性(三)ZK04-4号钻孔资料(1)孔位情况ZK04-4号钻孔由于基岩上
22、部的地层为粉砂岩、泥岩和石英砂岩,且全、强风化层较厚,厚度达到19.8m以上,且岩性为,呈土状,较疏松,手能捏碎,故在钻孔给水钻至150m多米时,由于地层松散、循环水冲刷,造成孔内坍塌,再加上本次使用的108mm套管的接口方向与钻杆的钻进方向相反,导致了套管被卸开,造成孔内事故。为保证钻孔的垂直性、定位性,重新将孔位移至现座标位置。根据钻探规程严格要求施工,最终完成的该孔的钻探工作。(2)孔内情况ZK04-4号钻孔口高程为1275.922m,孔口座标为X:4369.158 Y:19616.152。该孔开孔采用146mm合金钻具开孔,干钻至4.10m后,换用127mm合金钻具干钻至26.2m,再
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