中文名 | 水平深孔對穿錨索施工工法 | 工法編號 | GJEJGF278-2010 |
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完成單位 | 湖北安聯(lián)建設(shè)工程有限公司 | 主要完成人 | 陳勇、陳孝英、陳太為、郭冬生、申逸 |
應(yīng)用實(shí)例 | 三峽船閘 | 主要榮譽(yù) | 國家二級工法(2009-2010年度) |
《水平深孔對穿錨索施工工法》適用于對厚度在70米以內(nèi)的巖體或建筑物的加固,宜用于雙線船閘、地下洞群、地下廠房及地下建筑物進(jìn)出口巖體或結(jié)構(gòu)的加固。
《水平深孔對穿錨索施工工法》的工藝原理敘述如下:
在巖體中鉆孔(或在新澆混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)留孔),穿入由數(shù)股鋼絞線編制組成的束體,采用液壓千斤頂,通過兩端的承力結(jié)構(gòu)(墊座)對束體進(jìn)行預(yù)緊、張拉和鎖定,從而實(shí)現(xiàn)主動給巖體或結(jié)構(gòu)加力的作用,起到主動控制巖體或結(jié)構(gòu)變形和提高巖體或結(jié)構(gòu)穩(wěn)定能力的目的。
錨孔導(dǎo)直工藝。主要是根據(jù)杠桿原理,設(shè)正副導(dǎo)正器。主導(dǎo)正器是控制釬頭導(dǎo)直,副導(dǎo)正器是控制鉆桿重力作用下的自然彎曲,副導(dǎo)正器可根據(jù)實(shí)際孔深可多設(shè)。
鉆孔消塵工藝。利用雙臂鉆桿的環(huán)狀間隙向孔內(nèi)沖擊器附近注水,使粉塵與水通過風(fēng)水壓差作用,在孔內(nèi)充分混合成水泥漿狀物排出孔口外,從而達(dá)到除塵的目的。
穿束工藝。采用一端用小型卷揚(yáng)機(jī)牽引,另一端用人工理順推遞,完成穿束工藝。
《水平深孔對穿錨索施工工法》的施工工藝流程及操作要點(diǎn)敘述如下:
工藝流程
水平深孔對穿錨索施工工藝流程見圖1。
操作要點(diǎn)
一、施工準(zhǔn)備
錨索施工前做好以下準(zhǔn)備工作:搭設(shè)施工平臺(鋼管排架)、孔位測量放樣、機(jī)具安裝調(diào)試、材料及風(fēng)水電準(zhǔn)備等。
為保證錨索鉆孔的開孔偏差不大于10厘米,使用滿足設(shè)計(jì)精度要求的測量儀器進(jìn)行開孔定位。
二、造孔
測量布孔后用測量儀器輔助鉆機(jī)就位,然后固定鉆機(jī),保證鉆桿中心線與錨索孔中心線重合,確保錨孔開孔孔位和孔軸線符合設(shè)計(jì)要求。為保證錨孔鉆進(jìn)的孔斜符合設(shè)計(jì)要求,開孔進(jìn)尺5米后對錨孔的孔斜進(jìn)行一次檢測,校對和調(diào)整鉆孔參數(shù),必要時(shí)采取糾偏措施(使用導(dǎo)直器、扶正器等);此后每鉆進(jìn)10米對錨索孔的孔斜進(jìn)行一次檢測,以便及時(shí)校對和更改鉆孔參數(shù)。
錨索孔鉆進(jìn)過程中,認(rèn)真做好鉆孔進(jìn)尺記錄(包括鉆孔的尺寸、回水顏色、鉆進(jìn)速度和巖粉狀態(tài)等數(shù)據(jù)),對每一段的地質(zhì)情況作一個(gè)評價(jià),為下一步地質(zhì)缺陷處理或灌漿施工提供依據(jù)。
在鉆孔完畢后,連續(xù)不斷地用高壓風(fēng)水將孔道內(nèi)的鉆孔巖屑和泥砂沖洗干凈,直到回水變清、鉆孔徹底沖洗干凈為止;在安裝錨索前將鉆孔孔口堵塞保護(hù)。
通過新澆混凝土結(jié)構(gòu)的錨索按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求在錨索孔部位的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)留錨孔。
三、驗(yàn)孔
水平深孔對穿錨索驗(yàn)孔主要采用經(jīng)緯儀和全站儀對錨索孔兩端孔口坐標(biāo)進(jìn)行測量,并與設(shè)計(jì)值相比較,求出終孔孔軸偏差。如果在驗(yàn)孔過程中發(fā)現(xiàn)錨孔為弧形,可使用磁方位攝影測斜法等對部分孔段進(jìn)行輔助驗(yàn)孔。錨索孔驗(yàn)收完畢后,須做好孔口保護(hù)工作。
四、錨索地質(zhì)缺陷處理
1.錨索孔口地質(zhì)缺陷處理
為保證錨索承壓墊座混凝土的施工質(zhì)量,在錨索穿索施工前對錨索孔口承壓墊座混凝土基礎(chǔ)的地質(zhì)缺陷及時(shí)進(jìn)行處理,以免造成錨索張拉時(shí)墊座混凝土開裂破壞或錨索張拉后預(yù)應(yīng)力損失較大的情況發(fā)生。缺陷處理一般先將孔口周圍巖面清理干凈,同時(shí)對松動塊體進(jìn)行清撬處理,大型塊體預(yù)先采用錨桿加固,并在光滑巖面上增加適量的抗滑鋼筋。
2.錨索孔圍巖灌漿處理
對于破碎帶或滲水量較大的圍巖(即鉆孔過程中遇到不回風(fēng)、不回水、塌孔、卡鉆等現(xiàn)象),經(jīng)確認(rèn)為地質(zhì)缺陷后,對錨孔進(jìn)行圍巖灌漿,采用分段固結(jié)灌漿、掃孔鉆進(jìn)的方法進(jìn)行處理。圍巖灌漿過程中如灌入量較大且不起壓,可間歇12小時(shí)后再復(fù)灌。灌漿結(jié)束3天后才能進(jìn)行錨孔掃孔作業(yè)。
五、編索
編索采用車間生產(chǎn)方式,將鋼絞線平放在車間工作平臺上,對單根鋼絞線進(jìn)行除污、除銹并編號,按結(jié)構(gòu)要求編制成束后對應(yīng)錨索孔號進(jìn)行掛牌標(biāo)識。針對每一個(gè)錨索,精確計(jì)算鋼絞線的下料長度(長度須滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝操作的要求,根據(jù)錨索實(shí)際孔深、錨具厚度、張拉設(shè)備工作長度、測力計(jì)裝置的厚度和調(diào)節(jié)長度等確定);下料前先檢查鋼絞線的表面,沒有損傷的鋼絞線才能使用;下料時(shí)采用電動砂輪切割機(jī)切割,下料誤差不得大于5厘米。錨索鋼絞線按照設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)編制,導(dǎo)向帽、隔離架等設(shè)置符合設(shè)計(jì)要求,灌、回漿管采用無鋅鉛絲按要求綁扎(不得使用鍍鋅鐵絲作捆綁材料)。錨索捆扎完畢后采取保護(hù)措施防止鋼絞線銹蝕。
無粘結(jié)錨索兩端的鋼絞線應(yīng)去皮和清洗;去皮采用電工刀切口、人工拉皮;清洗時(shí)用專用工具將鋼絞線松開,用汽油人工逐根清洗,干凈棉紗擦干,其長度按設(shè)計(jì)要求,誤差控制在1厘米以內(nèi)。普通錨索的鋼絞線也要用干凈棉紗進(jìn)行擦拭,保證其表面無銹斑、油污及雜質(zhì)。
六、穿束
1.束體運(yùn)輸。
束體水平運(yùn)輸?shù)姆椒?,交通條件好的,采用人工或拖車運(yùn)輸。交通條件差的,采用人工或拖車運(yùn)輸?shù)骄o靠現(xiàn)場附近,然后采用簡易纜索(鋼絲繩和滑輪組合)運(yùn)輸。運(yùn)輸過程中,每2.0米應(yīng)設(shè)一個(gè)支點(diǎn),轉(zhuǎn)彎半徑以不改變束體結(jié)構(gòu)為限,一般轉(zhuǎn)彎半徑不小于5.0米。
2.穿束。
穿束一端采用人工推送,另一端用小型卷揚(yáng)機(jī)配合牽引,完成穿束工序。穿索時(shí)要注意保持束體平順,不得損傷束體結(jié)構(gòu)。穿束完成后,要認(rèn)真檢驗(yàn)兩端孔口外束體長度是否滿足后續(xù)施工工藝要求,并及時(shí)做好外露束體的保護(hù)工作。
七、承壓墊座混凝土澆筑
承壓混凝土墊座澆筑是在穿束工序完成后進(jìn)行。墊座混凝土澆筑時(shí),先清理錨孔孔口周邊圍巖巖面及松動巖塊,然后安裝鋼套管、鋼墊板、鋼筋網(wǎng),再進(jìn)行立模、驗(yàn)倉和澆筑。安裝時(shí),保證預(yù)埋的鋼套管中心線和鉆孔軸線重合,鋼墊板與鉆孔軸線垂直。墊座混凝土宜采用R7350號混凝土(二級配),體配合比由試驗(yàn)確定。墊座混凝土采用小型拌合機(jī)拌制,人工喂料,軟軸振搗器分層振搗密實(shí),施工中要特別注意對邊角部位混凝土的振搗。
八、預(yù)緊張拉
在承壓墊座混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行錨索預(yù)緊張拉施工。對穿錨索兩端要分別進(jìn)行預(yù)緊,先采用預(yù)緊千斤頂對每根鋼絞線進(jìn)行2次以上的預(yù)緊,使錨索每股鋼絞線受力均勻。預(yù)緊采用單根鋼餃線對稱和多次循環(huán)預(yù)緊方式,先對中間軸心1根鋼絞線預(yù)緊,再由外及里對稱預(yù)緊,預(yù)緊荷載宜為0.2-0.3倍設(shè)計(jì)張拉力。每根鋼絞線以兩次預(yù)緊伸長長度差不超過3毫米為限,伸長長度差超過3毫米的鋼絞線則進(jìn)入下一循環(huán)繼續(xù)預(yù)緊,如此反復(fù),直至每根鋼絞線伸長長度差均不超過3毫米,且每股鋼絞線的預(yù)緊實(shí)際伸長位移應(yīng)大于預(yù)緊理論伸長位移。
整體張拉采取分級進(jìn)行的方法,根據(jù)設(shè)計(jì)張拉力來確定分級噸位和級數(shù),張拉力逐級增大,其最大值為錨索設(shè)計(jì)荷載的1.03-1.1倍,張拉升荷速率每分鐘不得大于設(shè)計(jì)張拉力的10%。每級張拉結(jié)束時(shí)需要穩(wěn)壓一定的時(shí)間(一般為5-7分鐘),達(dá)到最終設(shè)計(jì)張拉噸位結(jié)束張拉時(shí),要穩(wěn)壓的時(shí)間更長些(宜采用10-20分鐘),以減少應(yīng)力損失,保證錨固效果。整體張拉過程中,采用精度為1毫米的鋼尺對鋼絞線的每級伸長值進(jìn)行測量,并與理論計(jì)算伸長值進(jìn)行對比分析。當(dāng)每一級的實(shí)測伸長值大于理論計(jì)算伸長值10%或小于5%時(shí)暫停張拉,待查明原因并及時(shí)采取措施予以調(diào)整后方可繼續(xù)張拉。
長度超過24米的對穿錨索宜采用兩端同步張拉。
對設(shè)計(jì)上要求安裝測力計(jì)的錨索,應(yīng)先安裝好測力計(jì),測量測力計(jì)原始數(shù)據(jù)后,在監(jiān)測人員的指導(dǎo)下進(jìn)行預(yù)緊和張拉鎖定施工。
對設(shè)計(jì)上要求做驗(yàn)收試驗(yàn)的錨索,應(yīng)先按驗(yàn)收試驗(yàn)的要求進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)。驗(yàn)收試驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)要求后,再卸荷,重新張拉機(jī)具,再按預(yù)緊、張拉要求實(shí)施。
九、封孔灌漿
為減小錨索鋼絞線在高應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力損失,張拉鎖定后(或在補(bǔ)償張拉工作結(jié)束經(jīng)檢查確認(rèn)錨索應(yīng)力已達(dá)到穩(wěn)定的設(shè)計(jì)值后)立即進(jìn)行封孔灌漿。
封孔灌漿采用錨索的灌漿管從錨具系統(tǒng)中的灌漿孔施灌,采用有壓循環(huán)灌漿方式進(jìn)行,灌漿壓力一般為0.5-0.7兆帕。灌漿前先檢查灌漿管是否暢通,若灌漿管堵塞及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處理,保證錨索封孔灌漿的密實(shí)度;處理措施主要為采用排氣管或備用管灌漿,加鉆孔排氣等措施進(jìn)行灌漿等。為保證所有空隙都被漿液回填密實(shí),在漿液凝固到不自孔中回流岀來之前,保持0.3-0.4兆帕的壓力進(jìn)行屏漿。結(jié)束灌漿的控制標(biāo)準(zhǔn)為:灌漿量大于理論吃漿量,回漿比重不小于進(jìn)漿比重,且穩(wěn)壓30分鐘,孔內(nèi)不再吸漿,進(jìn)、排漿量一致。
錨索孔巖石破碎的部位可能存在裂隙與開挖巖面相通而漏漿,在進(jìn)行灌漿時(shí)要邊灌漿邊用速凝劑封堵裂隙,同時(shí)灌漿壓力要適當(dāng)減小,通過延長屏漿時(shí)間來保證灌漿的密實(shí)性,必要時(shí)采用間歇灌漿法施工。
十、外錨頭保護(hù)
錨索灌漿完成后錨具外的鋼絞束留存5-15厘米,其余部分采用砂輪切割機(jī)切除;然后將工作錨具和留存的鋼絞線端頭清洗干凈,并對墊座混凝土進(jìn)行鑿毛,最后涂環(huán)氧保護(hù)層和澆10-20厘米厚的混凝土保護(hù)帽,完成對外錨頭的保護(hù)。
《水平深孔對穿錨索施工工法》所用的材料及設(shè)備明細(xì)如下:
材料
1.錨索體材料
一般選用標(biāo)準(zhǔn)型或壓緊型1860兆帕(270級)高強(qiáng)低松馳普通鋼絞線和無粘結(jié)鋼絞線,中國國內(nèi)生產(chǎn)的廠家有江西新余、無錫金羊等品牌鋼絞線廠家。
2.錨具
錨具選用以適合鋼絞線為宜,主要類型有OVM等。
3.灌漿材料
選用水泥漿或水泥砂漿以高強(qiáng)、早強(qiáng)、微膨脹、可灌性好、對鋼絞線不產(chǎn)生銹蝕和應(yīng)力損失為宜。水泥漿液水灰比宜采用0.3-0.4,水泥砂漿水灰比宜采用0.45-0.5;漿液配合比根據(jù)試驗(yàn)選用。
設(shè)備
1.水平深孔對穿錨索施工一般屬于高處作業(yè),機(jī)械設(shè)備宜選用可移動式和裝配式的,且機(jī)械設(shè)備作業(yè)效率要求較高。
2.測量儀器
可選用捷創(chuàng)力520型全站儀(測量精度為2"、測距精度為2 2ppm)、拓普康SL-3型測距儀(測距精度為2 2ppm)、蔡司010型經(jīng)緯儀(測量精度為2”)和蘇光J2-2型經(jīng)緯儀(測量精度為2")等滿足測量精度要求的儀器。
3.造孔設(shè)備
可選用經(jīng)改進(jìn)和研制的DKM-1型輕便型鉆機(jī)、宣化英格索蘭MZ165D型鉆機(jī)和MGJ-50D型微小型鉆機(jī)等整機(jī)性能穩(wěn)定可靠、安裝定位方便、鉆孔精度高、能適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件的鉆機(jī)。
4.灌漿設(shè)備
根據(jù)漿材選用砂漿泵或灰漿泵,常用的砂漿泵有四川綿竹五金機(jī)械廠生產(chǎn)的150/50型砂漿泵,灰漿泵有杭州市建筑機(jī)械廠生產(chǎn)的UBJ-2型灰漿泵等灌漿設(shè)備。
5.預(yù)緊張拉機(jī)具
1)預(yù)緊設(shè)備可選用YCD-18型、YKD-18型,根據(jù)不同的預(yù)緊噸位來選用相應(yīng)的型號。
2)張拉設(shè)備可選用YCW-400型,根據(jù)不同的張拉噸位來選用相應(yīng)的型號。
3)油泵可選用ZB4-500型和ZB4-500S型等油泵。
6.切割鋼絞線設(shè)備
可選用電動砂輪切割機(jī),其具有操作簡單、移動方便等特點(diǎn)。
勞動組合
水平深孔對穿錨索工程施工屬于多工序施工,對工序間的間隔時(shí)間作了嚴(yán)格規(guī)定,如張拉鎖定后立即進(jìn)行封孔灌漿;再加之有的工序施工需要?jiǎng)趧恿μ貏e多,如穿索時(shí)運(yùn)輸錨索入孔,按30米來算大致需要20人左右,而其他工序則最多需要10人左右;施工人員的合理配置和組織是一個(gè)關(guān)鍵,因此各個(gè)工序之間的銜接組織顯得特別重要,各工序的勞動力組織安排見表1。
分工 |
人員/班 |
職責(zé)范圍 |
備注 |
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現(xiàn)場指揮 |
1 |
全面負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場工作,及時(shí)處理各項(xiàng)技術(shù)質(zhì)量事宜 |
∕ |
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現(xiàn)場調(diào)度 |
1 |
負(fù)責(zé)各施工工序的人員協(xié)調(diào)和工作安排 |
∕ |
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現(xiàn)場質(zhì)量、安全管理及技術(shù)負(fù)責(zé) |
3 |
負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工質(zhì)量安全監(jiān)督和技術(shù)措施的處理 |
∕ |
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工序 |
測量 |
3 |
負(fù)責(zé)錨索孔的孔位放樣、孔斜校核、檢測 |
∕ |
造孔 |
3 |
負(fù)責(zé)鉆孔機(jī)械的管理、施工 |
∕ |
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編索 |
4 |
負(fù)責(zé)鋼絞線的清塵和按結(jié)構(gòu)圖編索 |
∕ |
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穿索 |
20 |
負(fù)責(zé)錨索的運(yùn)輸和入孔 |
按30米計(jì) |
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承壓墊座混凝土澆筑 |
3 |
負(fù)責(zé)承壓墊座混凝土立模、澆筑 |
∕ |
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預(yù)緊張拉 |
4 |
負(fù)責(zé)鋼絞線的預(yù)緊和張拉施工 |
∕ |
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封孔灌漿 |
4 |
負(fù)責(zé)封孔灌漿施工 |
∕ |
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外錨頭保護(hù) |
3 |
負(fù)責(zé)外錨頭保護(hù)施工 |
∕ |
參考資料:
《水平深孔對穿錨索施工工法》的工法特點(diǎn)是:
1.水平對穿預(yù)應(yīng)力錨索,既充分利用兩個(gè)臨空面的優(yōu)越性,又充分利用了鋼絞線的高抗拉強(qiáng)度和混凝土與巖體的高抗壓強(qiáng)度的特性。同時(shí),還具有對巖體及結(jié)構(gòu)擾動小,簡化束體結(jié)構(gòu),方便施工和受力科學(xué)等優(yōu)點(diǎn),是一項(xiàng)在工期、質(zhì)量、安全和造價(jià)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效能方面都具有一定的先進(jìn)性、實(shí)用性和新穎性的工程施工技術(shù)。
2.對穿錨索除具有端頭錨索的主動作用和作用快的共同優(yōu)點(diǎn)外,還具有如下顯著特點(diǎn):
1)受力結(jié)構(gòu)更科學(xué)。端頭錨索是內(nèi)端受拉,外端受壓;對穿錨索巖體或結(jié)構(gòu)兩面同時(shí)受壓。它充分利用了巖體和結(jié)構(gòu)高抗壓能力,且兩面壓力又通過傳力結(jié)構(gòu)傳給巖體或結(jié)構(gòu),既起控制巖體或結(jié)構(gòu)變形,又起到提高巖體或結(jié)構(gòu)穩(wěn)定能力的效果。
2)簡化束體結(jié)構(gòu)。端頭錨索結(jié)構(gòu)由內(nèi)錨段、自由段和外露段3部分組成;而對穿錨索只由自由段(張拉段)和兩個(gè)外露段組成,束體結(jié)構(gòu)單一。
3)減少干擾和提高工效。對穿錨索施工可以充分利用兩個(gè)工作面的有利條件,減少對開挖工程施工的干擾,加快施工進(jìn)度和及時(shí)加固的效果。在三峽船閘對穿錨索施工中,充分利用南北坡山體內(nèi)五層排水洞和南北線開挖與錨索交錯(cuò)施工的條件,提前進(jìn)行水平錨孔造孔,有效減少施工干擾,提高錨固時(shí)效和工效。
在工民建中沒有專門的錨索定額可以套用,668號中只有錨桿,與錨索有較大的差別,在水利和橋梁工程全國和部頒定額中有比較全面的錨索定額,可以參考使用,如果是工民建工程,建議套用后二者,然后參考市場價(jià)直接頂...
深圳-【錨桿施工隊(duì)】-專業(yè)從事:錨桿/錨索施工。
業(yè)務(wù)簡介: 巖土工程勘察、測量、基坑支護(hù)、邊坡支護(hù)、邊坡監(jiān)測、基坑設(shè)計(jì)、邊坡設(shè)計(jì)、邊坡噴草、靜壓預(yù)制方樁、預(yù)應(yīng)力管樁、錘擊管樁、攪拌樁、鉆孔樁、沖孔樁、旋挖樁、灌注樁、房屋糾偏、補(bǔ)強(qiáng),及強(qiáng)夯工程。
1.鉆孔 鉆孔是錨索施工中控制工期的關(guān)鍵工序。為確保鉆孔效率和保證鉆孔質(zhì)量,采用潛孔沖擊式鉆機(jī)。鉆機(jī)鉆井時(shí),按錨索設(shè)計(jì)長度將鉆孔所需鉆桿擺放整齊,鉆桿用完,孔深也恰好到位。鉆孔深度要超出錨索設(shè)計(jì)長度0...
截至2009年,預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)在中國水利水電工程的應(yīng)用只有40余年的歷史,到20世紀(jì)90年代,才開始步入規(guī)范化設(shè)計(jì)和施工的軌道。三峽永久船閘是雙線連續(xù)五級船閘,也是截至2009年世界上造建船閘工程規(guī)模最大,設(shè)計(jì)總水頭和級間水頭最大、閘槽最深最長和直立坡最高的船閘。船閘采用大量3000千牛級大噸位水平對穿預(yù)應(yīng)力錨索,錨孔孔斜要求≤1.0%,最大孔深為60.0米,最大孔徑ф76毫米。它既能同時(shí)解決兩面巖體及結(jié)構(gòu)變形和穩(wěn)定問題,又避免了端頭錨內(nèi)錨段集中應(yīng)力過大造成巖體內(nèi)局部巖體的拉裂和損傷問題,同時(shí)還起到改善施工環(huán)境、簡化束體結(jié)構(gòu)、方便施工的效果。
湖北安聯(lián)建設(shè)工程有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)單位和大專院校結(jié)合工程實(shí)際,有針對性地對水平深孔預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)開展了研究和創(chuàng)新。通過對錨索鉆機(jī)機(jī)具改進(jìn)和鉆孔、驗(yàn)孔、穿索、張拉、封孔灌漿等關(guān)鍵工序施工工藝的探索研究,取得了豐碩成果,并形成《水平深孔對穿錨索施工工法》。
《水平深孔對穿錨索施工工法》的質(zhì)量控制要求如下:
1.水平深孔對穿錨索施工必須遵照《水電水利工程預(yù)應(yīng)力錨索施工規(guī)范》DL/T 5083-2004、《水工預(yù)應(yīng)力錨固施工規(guī)范》SL 46-94等執(zhí)行。
2.錨索施工屬于隱蔽性工程,施工時(shí)應(yīng)實(shí)行全過程監(jiān)控,確保工程施工質(zhì)量。
3.施工中的水泥、外加劑、鋼絞線、錨具、夾片等各種原材料均應(yīng)有供貨商(廠家)提供的材質(zhì)證明書、產(chǎn)品合格證及試驗(yàn)檢驗(yàn)報(bào)告等,并按試驗(yàn)規(guī)程規(guī)范要求進(jìn)行檢測。
4.灌漿材料(水泥漿或水泥砂漿)配合比應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)確定。
5.錨索鉆孔的位置、方向、孔徑及孔深應(yīng)符合施工圖紙要求。開孔時(shí)嚴(yán)格控制鉆具的傾角及方位角,當(dāng)鉆進(jìn)20-30厘米后應(yīng)校核角度,在鉆孔中及時(shí)測量孔斜及時(shí)糾偏,終孔孔軸偏差不得大于孔深的2%,方位角偏差不得大于3°。
6.錨索制作完畢后應(yīng)妥善存放,并登記、掛牌標(biāo)明錨索編號與長度;存放點(diǎn)要求防潮、防水、防銹、防污染,索體入孔前應(yīng)檢查灌漿管、回漿管是否暢通。
7.為保證張拉控制力的準(zhǔn)確,在第1束錨索張拉前或張拉設(shè)備發(fā)生下列情況之一時(shí),應(yīng)對張拉設(shè)備系統(tǒng)(包括千斤頂、油泵、壓力表等)進(jìn)行“油壓值一張拉力”的標(biāo)定。
1)千斤頂經(jīng)過拆卸、修理。
2)壓力表受到碰撞或?qū)绗F(xiàn)失靈現(xiàn)象。
3)更換壓力表。
4)張拉中鋼絞線發(fā)生多次破斷事故或張拉伸長值誤差較大。
5)標(biāo)定值與理論計(jì)算值誤差大于±3%。
6)標(biāo)定間隔時(shí)間超過6個(gè)月。
8.鋼絞線在張拉施加預(yù)應(yīng)力后如不及時(shí)進(jìn)行水泥漿或水泥砂漿的防護(hù),鋼絞線在高應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力損失較快;因此應(yīng)盡快(一般不超過24小時(shí)為宜)對有粘結(jié)鋼絞線在高應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行防護(hù)。
9.錨索在進(jìn)行封孔灌漿時(shí)要求灌漿密實(shí)才有利于對鋼絞線的防護(hù),實(shí)際施工中一般采用有壓循環(huán)灌漿。為保證錨索孔頂部空間漿液的密實(shí)度,在回漿管回濃漿后屏漿30分鐘左右,通過屏漿對孔內(nèi)漿液進(jìn)行泌水、排氣,進(jìn)一步提高灌漿質(zhì)量。
《水平深孔對穿錨索施工工法》的效益分析是:
1.對于邊坡的加固,采取預(yù)應(yīng)力錨索的加固方案同其他加固方案比較,可節(jié)省投資20%-50%,工期縮短50%左右,對邊坡擾動也較小。
2.采用水平深孔對穿錨索加固除具有上述普通預(yù)應(yīng)力錨索加固相同的優(yōu)點(diǎn)以外,能合理減輕與開挖施工的干擾,提高工程施工進(jìn)度,從而進(jìn)一步節(jié)省投資。
采用《水平深孔對穿錨索施工工法》施工時(shí),除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外,尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng):
1.水平深孔對穿錨索施工工序復(fù)雜、危險(xiǎn)源較多,應(yīng)加強(qiáng)安全組織教育,建立安全生產(chǎn)保證體系,確保施工安全。
2.錨索一般是在高排架上施工,施工排架的搭設(shè)應(yīng)符合規(guī)程規(guī)范要求;施工排架上的操作平臺應(yīng)鋪滿跳板,跳板接頭搭接牢固,施工平臺邊緣設(shè)置護(hù)欄和安全網(wǎng)。在錨索鉆機(jī)工作的施工排架上采用增加腳手架鋼管和加設(shè)插筋等方法增強(qiáng)排架的剛度,保證鉆機(jī)在鉆孔時(shí)的穩(wěn)定,防止在鉆進(jìn)時(shí)排架“漂移”。
3.錨索鉆機(jī)就位前先清除錨索孔口周圍的松動塊石,以免鉆孔沖擊時(shí)掉石塊砸傷施工人員及設(shè)備。
4.錨索運(yùn)輸和穿索過程中特別是上下坡時(shí),一定要按指揮員號令統(tǒng)一行動,不得隨意放下和換肩。
5.錨索張拉受力時(shí),千斤頂出力方向45°內(nèi)嚴(yán)禁站人。
《水平深孔對穿錨索施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下:
在三峽船閘施工中,采用南、北坡與巖體深部的排水洞對穿、中隔墩兩側(cè)相互對穿的形式共施工3000千牛級水平深孔對穿錨索1987束(三峽船閘水平深孔對穿錨索布置見圖2),有效保證了三峽船閘兩側(cè)高邊坡、直立墻及中隔墩直立墻的安全穩(wěn)定,減輕了與閘槽開挖的相互干擾。三峽船閘水平深孔對穿錨索布置如圖2所示。
造孔
三峽船閘錨索施工在高排架平臺上進(jìn)行,選用DKM-1型鉆機(jī)和MZ165D型鉆機(jī),采用全斷面風(fēng)動沖擊鉆進(jìn)法鉆孔。錨索孔徑為165毫米,對穿錨索施工水平孔孔斜控制在孔深的1%以內(nèi)。
為提高錨索孔斜施工質(zhì)量,三峽船閘錨索施工中采用導(dǎo)直鉆進(jìn)工藝,具體如下:
鉆孔偏斜主要由兩個(gè)方面的原因造成,一是鉆具與鉆桿結(jié)構(gòu)特征造成的自然偏斜,二是鉆進(jìn)過程中長度較大的鉆桿在強(qiáng)大鉆進(jìn)壓力下造成的彎曲;導(dǎo)直鉆進(jìn)工藝包括對這兩方面鉆孔偏斜的控制。
1.鉆具自然偏斜誤差與控制
鉆具包括鉆頭、沖擊器,全長1.45米,頭部直徑ф165,尾部直徑ф136;后部接細(xì)小鉆桿,在水平鉆孔中具有自然偏斜角。鉆進(jìn)過程中當(dāng)鉆進(jìn)到鉆桿第一撓曲波長時(shí),在自重力作用下鉆桿開始呈拋物線下垂,鉆進(jìn)越深,垂曲距離越大。為克服這種自然偏斜造成的鉆孔精度誤差,保證鉆孔精度,在沖擊器后部安裝一較大直徑的鉆具扶正器,見圖3-圖5。
|
|
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試驗(yàn)表明對上述鉆具配備的扶正器參數(shù)如下:長度0.3-0.5米,直徑ф158-ф160,表面刨槽凸棱,表面冷壓合金柱齒與表面貼平,增加耐磨能力和加大導(dǎo)風(fēng)排碴效果,減小重復(fù)破碎保證進(jìn)尺效率。
2.鉆桿彎曲與控制
三峽船閘錨索孔深普遍在30-50米,使用ф89鉆桿,其徑長比約為:3/1000-18/10000,其變曲度發(fā)生在孔內(nèi)回轉(zhuǎn)時(shí),螺旋彎應(yīng)力導(dǎo)致鉆桿自轉(zhuǎn)(繞鉆桿中心軸轉(zhuǎn)動);加上軸向壓力,偏斜力成倍上升,沿重力方向偏斜越來越嚴(yán)重。
控制鉆桿彎曲的方法:加強(qiáng)鉆桿剛度,采用ф89雙壁鉆桿和增大鉆桿直徑至ф108,來提高鉆桿剛度;增加鉆桿扶正器,延長鉆桿彎曲波長,即在彎曲半波長位置增加扶正器支點(diǎn)。這樣可以使鉆桿繞著鉆孔軸心,沿孔壁滑動做公轉(zhuǎn)運(yùn)動,使孔軸心呈直線延伸,減小彎曲力,減輕鉆機(jī)負(fù)荷,達(dá)到水平成孔效果。
兩種措施構(gòu)成了導(dǎo)直鉆進(jìn)工藝,結(jié)構(gòu)如圖6。
該鉆具組合在三峽船閘錨索施工中造孔4300余個(gè),孔斜誤差≤1%的成孔保證率達(dá)80%以上。
編索
編索采用車間生產(chǎn)方式,將鋼絞線平放在車間工作平臺上,對單根鋼絞線進(jìn)行除污、除銹并編號,按結(jié)構(gòu)要求編制成束后對應(yīng)錨束孔號掛牌,出廠前進(jìn)行驗(yàn)收。對穿錨索張拉端采用OVM夾片式錨具,下料長度按錨索實(shí)際孔深、錨具厚度、張拉設(shè)備工作長度、錨索測力計(jì)厚度和調(diào)節(jié)長度的總和考慮。由于邊坡起伏較大,綜合考慮各影響因素,對穿錨索實(shí)際施工中下料長度按實(shí)際孔深加上2.4-3米控制,鋼絞線采用砂輪切割機(jī)切割。
穿索
編制好的錨索用人工水平運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)部位,采用人工、滑輪掛鉤或小型起重機(jī)將錨索運(yùn)送到相應(yīng)的施工排架平臺上,人工穿索,穿索時(shí)注意保持索體平順。
承壓墊座混凝土澆筑
承壓墊座混凝土內(nèi)設(shè)置的鋼套管、鋼墊板、鋼筋網(wǎng)及灌漿套管在車間進(jìn)行加工,現(xiàn)場調(diào)整安裝。安裝前將孔口周圍巖面清理干凈并處理松動塊體,安裝時(shí)保證預(yù)埋的鋼套管中心線和鉆孔軸線重合,鋼墊板與鉆孔軸線垂直。立模后,進(jìn)行開倉驗(yàn)收合格方可澆筑。墊座混凝土采用R7350號混凝土(其配合比見表2),小型拌合機(jī)拌制,人工喂料,管式振搗器分層振搗密實(shí)。
水泥強(qiáng)度等級 |
配合比參數(shù) |
每方材料用量(千克) |
||||||
w/c |
w |
s% |
水 |
水泥 |
人工砂 |
碎石(毫米) |
JG2(固體) |
|
5-20 |
||||||||
普通硅酸鹽水泥525號 |
0.32 |
147 |
38 |
147 |
459 |
689 |
1171 |
2.75 |
預(yù)緊張拉
錨索承壓墊座混凝土澆筑7天后采用YKD-18型千斤頂進(jìn)行單根預(yù)緊,預(yù)緊噸位為30千牛。
預(yù)緊完成后采用YCW-400型千斤頂進(jìn)行整體張拉,分級張拉程序?yàn)椋侯A(yù)緊→750千牛(25%P)→1500千牛(50%P)→2250千牛(75%P)→3000千牛(100%P)→3450千牛(115%P);每一級穩(wěn)壓7分鐘,最后一級穩(wěn)壓15分鐘。后期錨索施工不進(jìn)行超張拉,分級張拉程序?yàn)椋侯A(yù)緊→800千牛(27%P)→1450千牛(48%P)→2100千牛(70%P)→2750千牛(92%P)→3000千牛(100%P);每一級穩(wěn)壓5分鐘,最后一級穩(wěn)壓10分鐘。
封孔灌漿
錨索張拉鎖定后立即進(jìn)行封孔灌漿,灌漿壓力0.2-0.7兆帕,并漿壓力0.2兆帕,并漿時(shí)間30分鐘,漿液配合比見表3。
水泥強(qiáng)度等級 |
水膠比 |
每方材料用量(千克) |
備注 |
|||
水 |
水泥 |
AEA |
JG(固體) |
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普通硅酸鹽水泥525號 |
0.4 |
537 |
1235 |
107 |
6.71 |
AEA代水泥8% |
外錨頭保護(hù)
錨索在張拉鎖定并完成封孔灌漿后,將錨具外的鋼絞束留存50毫米,其余部分采用砂輪切割機(jī)切除;然后將工作錨具和留存的鋼絞線端頭清洗干凈,并對墊座混凝土進(jìn)行鑿毛,最后涂環(huán)氧保護(hù)層和澆200毫米厚的混凝土保護(hù)帽(
《水平深孔對穿錨索施工工法》的環(huán)保措施如下:
1.水平深孔對穿錨索施工應(yīng)根據(jù)ISO14001要求,結(jié)合工程特點(diǎn)制定生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施。
2.錨索鉆孔要求:
1)鉆機(jī)應(yīng)配備消聲、捕塵裝置。
2)鉆孔作業(yè)人員應(yīng)配帶隔聲、防塵器具。
3)制定施工污水處理排放措施。
3.灌漿及混凝土施工要求:
1)水泥堆放應(yīng)有防護(hù)設(shè)施,避免水泥粉塵散揚(yáng)。
2)棄漿、污水應(yīng)經(jīng)處理才能排放。
4.錨索施工結(jié)束,應(yīng)對施工現(xiàn)場進(jìn)行清理。
2011年9月,中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2011]154號,《水平深孔對穿錨索施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。 2100433B
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評分: 4.5
深基坑預(yù)應(yīng)力錨索施工工法 1、前 言 隨著建筑技術(shù)的快速發(fā)展,地下空間技術(shù)越來越得到廣泛的應(yīng)用,基坑深度越來越深, 基坑壁同周圍既有建筑物 (道路)的間距也越來越小,如何在施工過程中保證基坑穩(wěn)定、既 有建筑物(道路)以及擬建建筑物的結(jié)構(gòu)和操作人員的安全,成為工程的關(guān)鍵。 句容雨潤中央國際廣場,位于句容市華陽東路與華陽南路交匯東南角,地下兩層。本工 程± 0.00 為絕對標(biāo)高 +22.25m,東側(cè)句容市政府路面相對標(biāo)高 +4.20m, 其他三側(cè)地面相對標(biāo) 高-0.50m, 坑底相對標(biāo)高為 -12.55m,地下室挖深 12.05m~16.75m?;娱_挖面積 47000m2, 支護(hù)周長 1200m。屬深基坑,其基坑周圍的土質(zhì)和環(huán)境復(fù)雜,基坑周邊離原有建筑(道路) 太近,基坑的穩(wěn)定與否將直接影響居民的生活,因此防止基坑周邊既有建筑物(道路) 發(fā)生 過量變形與破壞具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難題。 本項(xiàng)目針對此
《復(fù)雜地質(zhì)邊坡大孔徑深孔錨索鉆孔施工工法》的效益分析是:
經(jīng)濟(jì)效益
錨索造孔施工是超長錨索施工技術(shù)難題中最關(guān)鍵的制約環(huán)節(jié)。復(fù)雜地層深孔大孔徑錨索鉆孔通過開孔定位導(dǎo)向裝置、鉆孔反吹研碎及扶正裝置、跟套管鉆進(jìn)和采用粘時(shí)變漿液灌漿等技術(shù)在錦屏及小灣水電工程的成功應(yīng)用,錨索鉆孔工效可由初期階段5~8米/天提高至22~25米/天,大大提高了錨索施工進(jìn)度;錨索孔道破碎巖體灌漿節(jié)約水泥30%~40%,節(jié)約錨索施工工期約7個(gè)月,直接減少投資及施工成本約1200萬元。
社會效益
該工法的推廣應(yīng)用,可以解決復(fù)雜地層深孔大孔徑錨索鉆孔施工技術(shù)難題,提高錨固工程施工質(zhì)量,保障施工工期,節(jié)省工程建設(shè)投資,有效保障工程安全。
注:施工費(fèi)用以2009-2010年施工材料價(jià)格計(jì)算
《復(fù)雜地質(zhì)邊坡大孔徑深孔錨索鉆孔施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下:
實(shí)例1:錦屏一級水電站
錦屏一級水電站位于四川涼山州鹽源縣、木里縣交界的雅碧江上。大壩為混凝土雙曲拱壩,壩頂高程EL1885米,最大壩高305米,水庫總庫容77.6億立方米,裝機(jī)容量3600毫伏。
錦屏一級水電站大壩左岸550米級高陡邊坡CII標(biāo)、CHI標(biāo)預(yù)應(yīng)力錨索共布置近6500束。錨索結(jié)構(gòu)為自由式單孔多錨頭壓力分散型無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索,對鉆孔質(zhì)量要求高。錨索間排距按沿開挖坡面4米x4米、5米x5米、6米x6米布置,其中按4米x4米布置錨索居多;支護(hù)噸位有1000千牛、2000千牛、3000千牛三種,其中2000千牛、3000千牛,L=60米、80米錨索居多。深孔、大孔徑鉆孔工程量總共達(dá)約408000米。
CⅡ標(biāo)預(yù)應(yīng)力錨索自2005年11月開始施工,2008年1月全部施工完畢,CⅡ標(biāo)邊坡開挖支護(hù)工程于2009年12月順利通過竣工驗(yàn)收;CⅢ標(biāo)大壩左岸工程預(yù)應(yīng)力錨索施工也于2009年7月份全部施工結(jié)束。在錨索鉆孔過程中,開孔定位導(dǎo)向裝置、鉆孔反吹扶正裝置、粘時(shí)變漿液等先進(jìn)技術(shù)的成功應(yīng)用,解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下錨索成孔問題。
根據(jù)施工期間埋設(shè)的多點(diǎn)位移計(jì)、錨桿應(yīng)力計(jì)監(jiān)測成果及錨索錨固力變化表明,開挖邊坡錨固范圍內(nèi)巖石處于穩(wěn)定狀態(tài),大噸位、長錨索錨固效果優(yōu)良。錦屏一級水電站大壩左岸550米級高邊坡治理效果圖如圖11所示。
實(shí)例2:云南小灣水電站
小灣水電站位于云南省大理州南澗縣與臨滄地區(qū)鳳慶縣交界瀾滄江與黑惠江交匯點(diǎn)下游1.5千米處。小灣水電站混凝土雙曲拱壩高292米。大壩建成后,水庫正常蓄水位為1240米,總庫容量為149.14億立方米,有效庫容量達(dá)98.95億立方米,裝機(jī)容量420萬千瓦,年發(fā)電量188.9億千瓦·小時(shí)。
小灣水電站兩岸預(yù)應(yīng)力錨索共6800余根(其中堆積體錨索2344根)。支護(hù)噸位有1000千牛、1800千牛、3000千牛三種,最深錨索為75米,一般為25~50米。
小灣電站于2002年開工,2009年9月實(shí)現(xiàn)首臺機(jī)組發(fā)電,2010年8月6臺機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電,整個(gè)電站總工期較原計(jì)劃縮短2年。
該工程預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔施工除堆積體采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)外,其他部位錨索鉆孔施工均應(yīng)用了反吹扶正裝置、固壁灌漿技術(shù),成功解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下錨索成孔問題。
根據(jù)施工期間埋設(shè)的監(jiān)測儀器監(jiān)測結(jié)果表明,小灣水電站兩岸邊坡整體沒有產(chǎn)生變形,邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。
小灣水電站700米級高邊坡治理效果圖如圖12所示。
參考資料:
《復(fù)雜地質(zhì)邊坡大孔徑深孔錨索鉆孔施工工法》適用于工程地質(zhì)條件復(fù)雜的水電水利、公路與鐵路、市政及地質(zhì)災(zāi)害治理等工程深孔、大孔徑巖錨鉆孔施工。
《復(fù)雜地質(zhì)邊坡大孔徑深孔錨索鉆孔施工工法》的工藝原理敘述如下:
利用巖土鉆掘技術(shù),將壓縮空氣作為動力介質(zhì),推動潛孔沖擊器做功,破碎巖體鑿巖成孔。根據(jù)地層情況和作業(yè)條件,選擇合適的鉆孔機(jī)具及鉆孔作業(yè)參數(shù),滿足支護(hù)對施工進(jìn)度和工程安全的需要。在覆蓋層或堆積體中鉆孔采用跟套管鉆進(jìn)技術(shù)成孔;在地層復(fù)雜的基巖中鉆孔時(shí)遇到寬大裂縫或掉塊、塌孔時(shí),采用粘時(shí)變漿液(可泵時(shí)間、流動性、初凝時(shí)間及終凝時(shí)間可根據(jù)工程實(shí)際情況調(diào)整)的物理化學(xué)及力學(xué)特性進(jìn)行固壁灌漿或破碎巖體固結(jié)灌漿,保證孔壁穩(wěn)定和嵌縫堵漏;同時(shí)使用不提鉆反吹研碎及扶正裝置來處理鉆進(jìn)過程中岀現(xiàn)的埋鉆卡鉆事故,并防止鉆孔彎曲的產(chǎn)生。采用上述綜合的工藝方法,最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地層巖錨施工鉆進(jìn)成孔。
《復(fù)雜地質(zhì)邊坡大孔徑深孔錨索鉆孔施工工法》的施工工藝流程及操作要點(diǎn)敘述如下:
工藝流程
一、復(fù)雜地層深孔大孔徑巖錨鉆孔施工主要采用多功能全液壓履帶式鉆機(jī)緊跟開挖面及輕型錨固鉆機(jī)在腳手架上鉆孔相結(jié)合的方式施工,見圖1、圖2。
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二、復(fù)雜地層深孔大孔徑巖錨鉆孔施工工藝流程見圖3。
操作要點(diǎn)
一、測量放點(diǎn)
根據(jù)錨索設(shè)計(jì)布置位置在作業(yè)面依次用全站儀放樣,并做孔位標(biāo)記。
二、作業(yè)場地平整
按放樣的錨索孔部位對作業(yè)面進(jìn)行平整,使鉆孔機(jī)具能夠良好就位,或?yàn)樽鳂I(yè)平臺的搭建創(chuàng)造條件。
三、排架搭設(shè)
若錨索作業(yè)時(shí)需要形成錨固工作平臺時(shí),腳手架搭設(shè)需遵循《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ 130-2001中的相關(guān)要求。腳手架上作業(yè)的輕型液壓錨固鉆機(jī)應(yīng)按一定的間距均勻分布,不可集中作業(yè)。鉆孔操作平臺臨空面及上部,必須設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施進(jìn)行立體防護(hù)。
腳手架搭設(shè)完畢后,在腳手架上采用全站儀按鉆孔設(shè)計(jì)角度放出錨索孔的后視點(diǎn),錨索鉆孔方位角按孔位、后視點(diǎn)連線控制,見圖4。
四、開孔鉆進(jìn)
鉆機(jī)就位并校正好鉆孔角度后,將鉆機(jī)固定牢固。
開鉆前,應(yīng)仔細(xì)檢查鉆機(jī)完好情況,并采用壓縮空氣清除鉆桿內(nèi)雜物,同時(shí)清除孔口周圍的松動巖塊。鉆孔時(shí),先采用較設(shè)計(jì)鉆孔孔徑大一級的釬頭開孔。開始鉆孔時(shí),打開送氣閥,沖擊器向前給進(jìn),釬頭頂住巖面,使沖擊器只沖擊工作,不回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。當(dāng)沖擊出一個(gè)凹形小坑穩(wěn)住鉆具后,再回轉(zhuǎn)使沖擊器進(jìn)入正常工作。亦可在設(shè)計(jì)孔位上先采用人工鉆鑿出與錨孔孔徑相匹配的凹槽,以利于鉆具定位及導(dǎo)向。
五、孔口管鑲鑄
當(dāng)鉆進(jìn)至1.5米時(shí),停止鉆進(jìn),并起鉆,鑲鑄帶法蘭盤的孔口管,孔口管管徑需與設(shè)計(jì)鉆孔孔徑相協(xié)調(diào),其方位角與傾角皆應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求??卓诠荑傝T完畢后應(yīng)仔細(xì)對鑲鑄精度進(jìn)行檢查??卓诠荑傝T的目的是:①保護(hù)孔口,②鉆孔導(dǎo)向,③可及時(shí)進(jìn)行有壓固壁灌漿或錨索束體安裝完成后孔道灌漿。
六、跟管鉆進(jìn)
當(dāng)覆蓋層較厚時(shí),為確保能有效成孔,可先采用跟管鉆進(jìn)至基巖后,再采用普通潛孔錘鉆孔至設(shè)計(jì)深度。跟管鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1.套管級配和鉆孔結(jié)構(gòu)應(yīng)相適應(yīng),鉆具選擇應(yīng)適合地層和鉆孔需求。
2.跟管前應(yīng)逐一檢查潛孔沖擊器、鉆頭及套管、管靴,保證鉆具材質(zhì)的可靠性。
3.鉆進(jìn)過程中,隨孔深增加同步加接鉆桿及套管,并保持孔內(nèi)清潔。
七、變徑鉆進(jìn)
孔口管鑲鑄完畢并待凝24小時(shí)后,換用與錨孔設(shè)計(jì)孔徑匹配的釬頭鉆進(jìn)。
八、鉆孔排渣
1.復(fù)雜地層鉆進(jìn)時(shí),漏風(fēng)、掉快、卡鉆和埋鉆現(xiàn)象嚴(yán)重,巖屑難以有效排出。一部分巖屑進(jìn)入漏風(fēng)裂隙帶或破碎巖體縫隙中隨著孔內(nèi)高壓介質(zhì)的強(qiáng)弱來回移動,與松散破碎巖石碎塊一起造成塌孔埋鉆事故;另一部分巖屑因高壓介質(zhì)漏失力量減弱,被搬運(yùn)至沖擊器尾部,充填于孔壁與鉆桿形成的環(huán)狀空間內(nèi),致使卡鉆、埋鉆事故頻繁。
在鉆孔過程中,每加接一根鉆桿前,須上下活動鉆具并反復(fù)吹孔至少一根鉆桿長度。提鉆時(shí),應(yīng)緩慢、均勻,并保持空壓機(jī)連續(xù)供風(fēng)。
2.有效清除孔內(nèi)巖屑,可在沖擊器尾部安裝鉆孔反吹與研碎裝置。增加鉆孔反吹與研碎裝置的工作特征在于:
1)在鉆進(jìn)過程中,壓縮空氣經(jīng)鉆桿中心通道、鉆孔反吹裝置中心通道直接作用于潛孔錘使沖擊錘高頻振動、做功并傳給釬頭,同時(shí)在回轉(zhuǎn)力的作用下鑿巖成孔,見圖5(a)。
2)在提鉆過程中,壓縮空氣經(jīng)鉆桿中心通道直接傳至鉆孔反吹裝置排氣口(不驅(qū)使?jié)摽族N做功)直接往孔外排氣,將孔內(nèi)巖屑直接吹出孔外,見圖5(b))。
3)該裝置尾部鑲嵌有鋼粒,可切削、研碎孔壁的探頭石及掉塊產(chǎn)生的較大巖塊。
通過鉆孔反吹及研碎裝置的使用,在大大降低孔徑的同時(shí),可將錨孔孔道清洗的更干凈,有利于錨索安裝,提高錨索施工質(zhì)量。
九、鉆孔糾偏
1.復(fù)雜地層錨索鉆孔過程中,鉆孔軸向沿軟弱層面傾斜,鉆孔軌跡呈"S”形或類“拋物線”形。為達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的錨索孔偏斜率≤2%,鉆孔中采用剛度大的粗徑鉆桿、鉆具上加粗徑扶正器和選擇合理的鉆進(jìn)參數(shù)。
2.粗徑鉆桿的使用。鉆桿的尺寸需與鉆孔機(jī)具相匹配,根據(jù)設(shè)計(jì)鉆孔孔徑,主要選用了ф89、ф114、ф130等剛度較大的粗徑鉆桿。
3.粗徑扶正器的使用。粗徑扶正器安裝在潛孔錘尾部,具體尺寸根據(jù)鉆孔孔徑確定,同時(shí)在粗徑扶正器上鑲嵌剛粒,以掃除探頭石及孔內(nèi)巖屑、巖石碎塊。在復(fù)雜地層,特別是地層中存在寬大裂隙橫穿鉆孔時(shí),若粗徑扶正器長度過短,扶正器會掉入裂縫而失去作用,甚至影響鉆具的給進(jìn)和提升。解決辦法為:
1)加長粗徑扶正器,但其長度不宜超過單根鉆桿長度;
2)增加粗徑扶正器數(shù)量,每5米左右設(shè)置一個(gè)扶正器。施工中采用上述方法,大大減小了孔斜,而且有利于通過裂縫。扶正器裝置示意圖及現(xiàn)場使用見圖6、圖7。
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4.選擇合理的鉆進(jìn)參數(shù)。合理的鉆進(jìn)參數(shù)應(yīng)根據(jù)施工區(qū)域所處工程地質(zhì)條件和巖石特性來決定。經(jīng)過若干組試驗(yàn),得出復(fù)雜地質(zhì)條件下高邊坡錨固鉆孔施工一般應(yīng)符合“中等鉆壓、慢轉(zhuǎn)速、平穩(wěn)風(fēng)壓”的操作要求,造孔進(jìn)尺效率為3~5米/小時(shí),風(fēng)壓穩(wěn)定在1.0~1.2兆帕?xí)r,沖擊頻率為18次/秒,轉(zhuǎn)速為18~23轉(zhuǎn)/分鐘比較合理。鉆壓大小以孔內(nèi)鉆具的總重量為參考值,在鉆進(jìn)過程中應(yīng)不斷調(diào)整相關(guān)參數(shù)。
十、破碎巖體灌漿
1.鉆進(jìn)過程中若發(fā)生掉塊、塌孔、卡鉆而無法繼續(xù)鉆進(jìn),可采用普通水泥漿液進(jìn)行有壓灌漿,灌漿水灰比宜為0.45:1~0.5:1。此時(shí),可直接利用已鑲鑄的孔口管結(jié)合簡易孔口封閉器進(jìn)行灌漿。循環(huán)式有壓灌漿,見圖8。具體操作如下:退出鉆桿后,往孔內(nèi)下入進(jìn)漿管、回漿管(一般采用脆性PVC管以方便掃孔),將法蘭盤制作的簡易孔口封閉器,用螺栓與孔口管上的法蘭盤連接牢固,接上進(jìn)、回漿管路,進(jìn)行灌漿。采用此方法較常規(guī)有壓灌漿減少封孔待凝時(shí)間約6~8小時(shí),可大大提高鉆孔施工效率。同時(shí),錨索束體安裝完成后,可直接將快速封孔器采用螺栓與孔口管上的法蘭盤連接牢固,直接進(jìn)行錨索孔道灌漿,見圖9。
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2.鉆孔過程中若遇到漏風(fēng)嚴(yán)重,并探明存在較大漏失通道時(shí),則采用粘時(shí)變漿液進(jìn)行灌漿(專利局已受理發(fā)明專利申請)嵌縫、堵漏和固壁。具體操作如下:
1)根據(jù)鉆孔或孔內(nèi)電視顯示的情況,調(diào)劑配制粘時(shí)變漿液各組份的配合比(該復(fù)合漿液有4種組分一水泥基液、引氣劑、減水劑及速凝劑),根據(jù)現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)操作要求確定漿液的可泵時(shí)間、初凝時(shí)間、終凝時(shí)間及強(qiáng)度指標(biāo)。
2)配置灌漿所需的施工設(shè)備和機(jī)具,按加料順序制備適宜現(xiàn)場泵送要求、嵌縫和堵漏能力強(qiáng)的漿液,并在現(xiàn)場檢測其流動性、黏度。
3)按照普通水泥漿液進(jìn)行有壓灌漿的工藝方法,將灌漿材料送至孔道內(nèi),直至孔口返出濃漿后適當(dāng)屏漿后停止。
4)當(dāng)長時(shí)間灌注后難以返漿時(shí),可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)劑漿液配合比,增強(qiáng)其嵌縫和堵漏的能力?;蛘卟扇〈髲?fù)灌的措施。
5)灌漿結(jié)束后,應(yīng)及時(shí)沖洗制灌漿設(shè)備及管路,避免漿液沉淀或凝固對其產(chǎn)生不利影響。
十一、終孔驗(yàn)收
鉆孔終孔后,反復(fù)對鉆孔進(jìn)行清孔。清孔結(jié)束后,采用特制探孔器(一端帶導(dǎo)向帽并標(biāo)有刻度的鋼絞線)進(jìn)行鉆孔孔深測量,不滿足設(shè)計(jì)孔深要求則進(jìn)行掃孔處理。
勞動力組織
錨索鉆孔一般按3人/鉆機(jī)/班配置,每天3連續(xù)施工。相關(guān)人員配置參見表1所示。
工種 |
單位 |
數(shù)量 |
備注 |
架子工 |
人 |
4 |
╱ |
測量員 |
人 |
2 |
╱ |
鉆探工 |
人 |
6 |
三班作業(yè) |
灌漿工 |
人 |
12 |
三班作業(yè) |
參考資料: