錨索成孔根管施工方案內(nèi)容

1、目錄1 工程概況21.1 工程地質(zhì)條件31.2 錨索施工現(xiàn)狀52 錨索施工難點(diǎn)62.1 鉆孔質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)要求高62.2 地質(zhì)復(fù)雜63 應(yīng)對(duì)的施工措施與分析64 根管鉆進(jìn)施工工藝64.1 根管鉆進(jìn)目的64.2 施工工藝流程64.3 根管成孔施工工藝75 根管工程量96 結(jié)束語(yǔ)9錨索根管成孔專項(xiàng)施工方案1 工程概況在一期和二期加固區(qū)內(nèi)增設(shè)錨索C區(qū)和F3區(qū)：該區(qū)為在一期和二期初步治理的基礎(chǔ)上進(jìn)行治理施工，主要為深層錨索施工，根據(jù)已經(jīng)實(shí)施區(qū)域框格梁布置情況適當(dāng)增設(shè)豎向或水平向框格梁。該區(qū)位于高程930.00m980.00m，間隔增設(shè)長(zhǎng)65m70m、1500kN錨索，豎向排距5m，水平向間距10m錯(cuò)開(kāi)布

2、置的預(yù)應(yīng)力錨索60根。F1區(qū)和F2區(qū)：該區(qū)為在一期和二期初步治理的基礎(chǔ)上進(jìn)行治理施工，主要為深層錨索施工，根據(jù)已經(jīng)實(shí)施區(qū)域框格梁布置情況適當(dāng)增設(shè)豎向或水平向框格梁。位于高程955.00m980.00m，間隔增設(shè)長(zhǎng)度為55m70m，豎向排距5m，水平向間距10m錯(cuò)開(kāi)布置的預(yù)應(yīng)力錨索52根。F4區(qū)：該區(qū)為在一期和二期初步治理的基礎(chǔ)上進(jìn)行治理施工，主要為深層錨索施工，根據(jù)已經(jīng)實(shí)施區(qū)域框格梁布置情況適當(dāng)增設(shè)豎向或水平向框格梁。位于高程975.00m980.00m，間隔增設(shè)長(zhǎng)度為55mm，豎向排距5m，水平向間距10m錯(cuò)開(kāi)布置的預(yù)應(yīng)力錨索9根。新增設(shè)的區(qū)域H區(qū)：該區(qū)為初次治理區(qū)域，包含深層錨索施工、錨桿

3、、框格梁、深孔錨筋束等。該區(qū)位于高程985.00m1000.00m。對(duì)于巖石邊坡區(qū)域，在清坡后，表層巖體采取系統(tǒng)錨桿、框格梁、深孔錨筋束；另在坡面鉆設(shè)深1m、間排距3m的排水孔、排水管需伸出坡外；對(duì)覆蓋層區(qū)域，以框格梁和錨索支護(hù)為主，為減少擾動(dòng)和破壞植被只需在框格梁及錨索部位進(jìn)行清坡。框格梁布置以水平為主，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況局部增加豎向梁，施工中框格梁需埋入坡體中。采用間排距5m、1500kN，長(zhǎng)度為50m70m的錨索進(jìn)行加固。共布置102根錨索。J區(qū)：該區(qū)為新治理區(qū)域，包含深層錨索施工。該區(qū)位于高程870m880m。在清坡后，表層巖體采取系統(tǒng)錨桿、框格梁、深孔錨筋束；另在坡面鉆設(shè)深1m、間排距3m

4、的排水孔、排水管需伸出坡外；框格梁布置以水平為主，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況局部增加豎向梁，施工中框格梁需埋入坡體中。采用間排距5m、1500kN，長(zhǎng)度為50m55m的錨索進(jìn)行加固。共布置18根錨索。裂縫封閉和損壞排水溝修復(fù)后緣截水溝回填粘土并夯實(shí)，同時(shí)對(duì)后緣截水溝已有的截排水溝進(jìn)行檢查和維修，確保截水溝兩端排水分別進(jìn)入上、下游的小張溝和小辜溝。1.1 工程地質(zhì)條件拉裂變形體位于瀑布溝水電站右岸壩軸線上游約780m左右。拉裂變形體的前緣高程為730m，后緣高程為1187m，前后緣平面長(zhǎng)約400m，寬約360m，高差達(dá)450m，兩側(cè)有深1035m沖溝切割；自然谷坡大致走向?yàn)榻黃N向，谷坡總體呈折線狀，地形上呈

5、陡緩陡緩（下陡上緩）的變化，地貌上呈現(xiàn)出槽脊（溝梁）相間的梳狀地貌形態(tài)。谷坡坡度在980m高程以下近50°，980m高程以上近40°。拉裂變形體坡體后緣（高程約1180m）與區(qū)域內(nèi)發(fā)育的最后一級(jí)夷平面高程接近。其中：970m1090m高程坡段坡度相對(duì)較變緩，該緩坡段與河谷發(fā)育的級(jí)侵蝕階地高程大致對(duì)應(yīng)，形成于Q2末到Q3早期，河谷下切幅度達(dá)150 m180m；820m970m高程段坡度變陡，形成于Q3早期至Q3末期，該階段地殼上升速率較前期更快，該期下切深度接近現(xiàn)代河床谷底；坡體760m820m高程段坡度稍緩，而760m以下坡度又變陡，為Q3末至Q4以來(lái)地殼短暫停留后形成。2

6、003年2月以來(lái)在拉裂變形體的中下部坡體淺表層中出現(xiàn)了滑塌變形，隨后發(fā)生向高高程發(fā)展的逐漸后退式的解體破壞，并在坡體上形成了三個(gè)比較大的滑塌槽。其中上游側(cè)滑塌槽2003年5月份后緣發(fā)育到高程850m附近，現(xiàn)在其后緣發(fā)展到高程1000m左右。6號(hào)洞下方，目前已發(fā)育一淺表層的滑塌體，并有進(jìn)一步后退破壞的趨勢(shì)。拉裂變形體下游側(cè)和古拉裂變形體前部的、級(jí)階地保存較完整，階地堆積物層狀堆積特征明顯。表明古拉裂體形成于Q3初期，并于III級(jí)階地（Q3中期）以來(lái)，一直保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。拉裂變形體岸坡出露地層在高程980.00m以上為近源堆積的崩坡積塊碎石土，根據(jù)鉆孔揭示深度約6米左右。下伏地層為中前震旦系淺變

7、質(zhì)玄武巖和震旦系下統(tǒng)中基性火山巖，夾多層凝灰質(zhì)砂礫巖，似層面產(chǎn)狀總體為北西走向中陡傾坡內(nèi)（傾南西），在大面積內(nèi)保持穩(wěn)定，僅厚度上有變化。從低高程到高高程巖體結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)發(fā)育方向有以原生和構(gòu)造結(jié)構(gòu)面為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)化卸荷裂隙面為主。在低高程陡傾角裂隙發(fā)育，巖體多出現(xiàn)傾倒拉裂；中高程坡體中緩傾角裂隙發(fā)育程度增高，與陡傾角裂隙面組合后形成滑移拉裂或滑移壓致拉裂變形，如8#平硐中EW/N25º35°結(jié)構(gòu)面、12#平硐中的N26W/NE35º40°較為發(fā)育，基本成為洞內(nèi)巖體變形的控制性結(jié)構(gòu)面；高高程巖體則又以陡傾角裂隙（陡傾坡內(nèi)或坡外）占明顯優(yōu)勢(shì)，卸荷特征明顯，強(qiáng)卸

8、荷段巖體呈碎裂散體結(jié)構(gòu)，巖塊之間充填巖屑等，體現(xiàn)了巖塊間有相互錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。坡體淺表層呈碎裂散體結(jié)構(gòu)的巖體發(fā)育深度隨高程增加有逐步增加的趨勢(shì)。巖體卸荷、松弛較強(qiáng)烈，最大卸荷、松弛深度達(dá)90m。卸荷、松弛巖體中局部充填次生泥和次生泥膜。水平方向上卸荷松弛深度總體由強(qiáng)變?nèi)?，風(fēng)化卸荷裂隙的發(fā)育程度減弱，但卸荷松弛巖體與嵌合巖體往往相間分布，一般由表及里依次出現(xiàn)：表生復(fù)合改造松弛帶應(yīng)力集中式緊密擠壓帶淺生改造松弛帶正常嵌合巖體。巖體以弱風(fēng)化為主，巖體卸荷、松弛較強(qiáng)烈，巖體強(qiáng)卸荷深一般為30m60m，最深約70m；弱卸荷一般為65m90m，最深約100m。巖體卸荷主要表現(xiàn)為沿中陡傾坡內(nèi)的傾倒拉裂及其與順坡結(jié)

9、構(gòu)面組合形成滑移拉裂。卸荷、松弛巖體中局部充填次生泥和次生泥膜。根據(jù)平硐及鉆孔資料分析，拉裂變形體由表及里分為三帶：淺部松動(dòng)帶，呈碎裂散體結(jié)構(gòu)，松動(dòng)帶水平深度10余米至50余米不等，由低至高增厚；中部拉裂變形帶；以里正常巖體。根據(jù)前期對(duì)拉裂變形體安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備得出的監(jiān)測(cè)成果及地表地質(zhì)調(diào)查：區(qū)加固區(qū)域變形出緩慢的增加趨勢(shì)，但變化幅度較小，基本趨于穩(wěn)定。除局部靠近小張溝附近存在表觀監(jiān)測(cè)臺(tái)階型變形現(xiàn)象外，區(qū)通過(guò)兩期支護(hù)處理后，邊坡整體穩(wěn)定；區(qū)上游側(cè)及后緣變形現(xiàn)象明顯，并已形成貫通性的裂縫，小辜溝后緣表觀累計(jì)變形量小，地表宏觀變形不明顯，下游側(cè)向邊界和前緣變形宏觀現(xiàn)象不明顯。監(jiān)測(cè)成果也表明區(qū)，特別是-1

10、區(qū)變形增加趨勢(shì)明顯，變化幅度相對(duì)較大。從外部變形觀測(cè)墩測(cè)值來(lái)看，位移隨時(shí)間表現(xiàn)出明顯的增加趨勢(shì)，在宏觀變形裂縫范圍內(nèi)的T17、T18、T19等測(cè)點(diǎn)豎向位移增加速率較快。拉裂體上部未加固區(qū)域邊坡向臨空面、向上游側(cè)的位移，且呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)，總體變形方向?yàn)镹80E。從測(cè)斜儀觀測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果看，在原卸荷松動(dòng)帶內(nèi)發(fā)生淺層松動(dòng)變形帶斜向上游漸進(jìn)式的滑移壓致拉裂變形，變形深度從下游高高程的30m（IN02）、24m（IN01）至上游低高層逐漸變淺，至IN09附近約10m。變形方向?yàn)橄蚺R空面、向上游側(cè)的位移，總體變形方向?yàn)镹80E，與表觀監(jiān)測(cè)分析的變形方向基本一致。據(jù)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)成果分析，整體上處于已加固區(qū)

11、域的測(cè)點(diǎn)位移過(guò)程線基本趨于穩(wěn)定，表明970m高程以下的加固治理對(duì)邊坡穩(wěn)定起到了很好的作用，但須特別注意處于小張溝附近-3區(qū)深部監(jiān)測(cè)顯示孔口累計(jì)變形未收斂，處于緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)；而處于高程970m以上未加固區(qū)域變形呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。依據(jù)拉裂變形體的成因、現(xiàn)有的邊坡變形破壞分析、地質(zhì)穩(wěn)定性分析、拉裂體穩(wěn)定性研究分析成果，深部卸荷松動(dòng)帶整體穩(wěn)定，目前拉裂變形體的變形破壞主要是區(qū)邊坡原深部卸荷松動(dòng)帶內(nèi)淺層松動(dòng)變形帶（下部部分為區(qū)）產(chǎn)生漸進(jìn)式的滑移壓致拉裂變形，根據(jù)整體變形程度不同，將區(qū)劃分為三個(gè)亞區(qū)，即-1區(qū)、-2區(qū)、-3區(qū)，其中-1區(qū)變形最為明顯，其平面上位于新縱3至新縱2與新縱5中間范圍，變形范圍

12、順河長(zhǎng)約130m，橫河寬約130m，厚度15m30m，平均厚度約22m，方量約18萬(wàn)m3，其整體穩(wěn)定性較差，底部一旦形成貫通性好的剪切滑移帶，在地震等工況下，淺層松動(dòng)變形帶可能會(huì)發(fā)生快速的滑移變形破壞，對(duì)左岸進(jìn)水口、下游大壩和下部已有的支護(hù)等產(chǎn)生不利影響。1.2 錨索施工現(xiàn)狀孔內(nèi)坍塌掉塊，卡鉆，鉆機(jī)無(wú)法繼續(xù)鉆進(jìn)，起鉆后發(fā)現(xiàn)錨索孔已坍塌，無(wú)索體安裝通道。當(dāng)鉆孔鉆至一定深度后，巖體內(nèi)部存在裂隙漏風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重。錨索孔在鉆進(jìn)過(guò)程中，孔內(nèi)坍塌掉塊，巖層破碎，當(dāng)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，錨固段內(nèi)巖體為V類巖體。在錨索施工初期，因地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，錨索成孔異常困難，一臺(tái)鉆機(jī)7天未完成一個(gè)孔，為了保證工程質(zhì)量及合同工期施

13、工總進(jìn)度計(jì)劃，故我單位決定采用套管跟進(jìn)的鉆孔方法，成孔率可達(dá)98%以上，且成孔時(shí)間大大縮短，如果采用根管鉆進(jìn)平均每天一臺(tái)鉆機(jī)一個(gè)錨索孔。2 錨索孔施工難點(diǎn)2.1 鉆孔質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)要求高錨索孔的設(shè)計(jì)深度為50m70m，為1500KN級(jí)10根無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨固段長(zhǎng)度為8.0m，錨固段孔徑為140mm，錨索孔向下15°和向上5°兩種角度。要求鉆孔孔位偏差10cm，方位角偏差2.5°，端頭錨固段的孔斜誤差不得大于孔深的2%，孔徑不小于設(shè)計(jì)孔徑10mm；為保證邊坡穩(wěn)定，錨孔清理采用風(fēng)吹孔。2.2 地質(zhì)復(fù)雜拉裂變形體岸坡出露地層在高程980.00m以上為近源堆積的崩坡積

14、塊碎石土，根據(jù)鉆孔揭示深度約6米左右。下伏地層為中前震旦系淺變質(zhì)玄武巖和震旦系下統(tǒng)中基性火山巖，夾多層凝灰質(zhì)砂礫巖。故鉆孔時(shí)易塌孔掉塊（大傾斜度鉆孔孔壁穩(wěn)定性本身就差），造成鉆進(jìn)和成孔及其困難。3 應(yīng)對(duì)的施工措施與分析常規(guī)成孔工藝：雖偶爾能成孔，但多產(chǎn)生卡鉆、埋鉆等事故，反復(fù)掃孔重復(fù)勞動(dòng)量大、功率低。固壁灌漿成孔：由于邊坡巖體強(qiáng)烈松弛，灌漿流失現(xiàn)象嚴(yán)重，再加上固壁灌漿待凝、掃孔耗時(shí)耽誤合同工期，故該地質(zhì)情況不宜采用固壁灌漿法成孔。根管成孔：經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)并成功運(yùn)用，采用錨固70鉆機(jī)（JX-80全液壓錨固鉆機(jī)），沖擊錘、偏心鉆頭、套管、管靴、導(dǎo)正器等組合鉆具，根管鉆進(jìn)成孔工藝，成孔率可達(dá)98%以上

15、，因此，拉裂變形體的施工，最有效的成孔工藝就是采用根管鉆進(jìn)成孔。4 根管鉆進(jìn)施工工藝4.1 根管鉆進(jìn)目的為了保證工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度以滿足施工總體進(jìn)度計(jì)劃。加快鉆孔成孔率。4.2 施工工藝流程根管鉆進(jìn)施工工藝流程見(jiàn)圖1。10每鉆進(jìn)10m合格根管鉆進(jìn)至基巖或孔壁能自穩(wěn)處根管鉆進(jìn)造孔孔斜檢測(cè)根管鉆進(jìn)、開(kāi)孔校正、定位鉆機(jī)就位排架搭設(shè)測(cè)量放樣、定孔位不合格糾斜二次注漿、封錨張拉錨墩、框格梁澆筑錨固段一次注漿下索編索、驗(yàn)索鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深、吹孔換用常規(guī)鉆頭通過(guò)套管繼續(xù)鉆進(jìn)施工工藝流程圖14.3 根管成孔施工工藝4.3.1 偏心根管鉆進(jìn)原理偏心鉆根管鉆進(jìn)時(shí)的主要器具由套管、沖擊器、偏心根管鉆具、套管靴組成

16、。用同徑常規(guī)鉆頭造孔1.0m深左右，為套管鉆進(jìn)提供定位和導(dǎo)向作用。開(kāi)鉆前，讓偏心鉆頭伸出套管靴，達(dá)到一定程度時(shí)，張開(kāi)偏心鉆頭方可進(jìn)行正常鉆進(jìn)。特別注意：在確認(rèn)鉆頭到達(dá)孔底后應(yīng)先回轉(zhuǎn)，待正常后，再開(kāi)風(fēng)進(jìn)行鉆進(jìn)。根管鉆進(jìn)的過(guò)程中，邊加鉆桿邊加套管，根管鉆進(jìn)至需要深度位置后，即可將根管鉆頭、沖擊器、鉆桿提升出孔外，根據(jù)需要可一次根管到位，或先根管鉆進(jìn)至需要深度后，再用常規(guī)裸鉆至設(shè)計(jì)深度，最后用高壓風(fēng)徹底沖掃鉆孔。4.3.2 偏心根管鉆進(jìn)施工方法偏心根管鉆具在施工前應(yīng)逐一檢查風(fēng)動(dòng)潛孔錘、偏心鉆頭、套管、套管靴。風(fēng)動(dòng)潛孔錘應(yīng)工作正常，并加注機(jī)油潤(rùn)滑；偏心鉆頭應(yīng)能靈活張開(kāi)和收攏，張開(kāi)時(shí)偏心錘頭應(yīng)大于套管靴

17、外徑，連接銷及鎖緊機(jī)構(gòu)應(yīng)牢固，鉆桿與潛孔錘和潛孔錘與偏心鉆具的連接應(yīng)可靠，套管和套管靴無(wú)裂紋，凡有影響強(qiáng)度的缺陷均不能使用。開(kāi)孔時(shí)，盡量采用常規(guī)沖擊鉆頭裸鉆進(jìn)，同徑常規(guī)鉆頭先造孔1.0m深左右，給根管鉆進(jìn)提供定位和導(dǎo)向作用，當(dāng)返風(fēng)量較小時(shí)，更換偏心鉆頭根管鉆進(jìn)，一般地層的根管鉆進(jìn)采用中風(fēng)壓（0.50.8MPa）供風(fēng)，鉆進(jìn)速度為35m/h；到覆蓋層與變形體交接層時(shí)，要改用小風(fēng)壓，鉆進(jìn)速度減慢一半，并要間歇吹渣，確保不卡鉆；進(jìn)入穩(wěn)定巖層后即可加大風(fēng)壓，提高鉆進(jìn)速度，終孔深度一般較設(shè)計(jì)深度長(zhǎng)40cm，卡鉆時(shí)，在允許用水的情況下，從鉆桿中注入少量的清水是解決卡鉆的有效方法之一。開(kāi)鉆前，將鉆具組裝好放入

18、帶有套管靴的套管內(nèi)，讓偏心錘頭伸出套管靴，正轉(zhuǎn)張開(kāi)偏心錘頭進(jìn)行鉆進(jìn)。特別注意：偏心根管鉆進(jìn)時(shí)，在確認(rèn)鉆頭到達(dá)孔底后應(yīng)先回轉(zhuǎn)，待正常后，再開(kāi)風(fēng)沖動(dòng)鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過(guò)程中，隨著鉆孔的延伸，邊加鉆桿邊接套管。每鉆進(jìn)0.30.5m時(shí)應(yīng)強(qiáng)風(fēng)吹孔排粉一次，以保持孔內(nèi)清潔。吹孔時(shí)，中心鉆具和上提距離應(yīng)嚴(yán)密控制（以能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)吹孔為限），禁止在鉆進(jìn)過(guò)程中向上起拔中心鉆具或來(lái)回倒桿。鉆進(jìn)結(jié)束或需要更換中心鉆具時(shí)，先將孔底殘?jiān)当M，脫開(kāi)中心鉆具的回轉(zhuǎn)動(dòng)力，停止回轉(zhuǎn)，緩慢提升中心鉆具至偏心鉆頭后背與套管靴前端接觸為止，用管子鉗卡持鉆桿，作反時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，同時(shí)緩慢試提中心鉆具，當(dāng)中心鉆具可順利提升時(shí)，表明偏心鉆頭已順利收攏，這時(shí)可按照常規(guī)方法提升中心鉆具，直至全部提出中心鉆具。有時(shí)會(huì)因孔底殘留巖渣過(guò)多、偏心鉆頭回轉(zhuǎn)部分被巖渣卡住而影響偏心鉆頭收攏。當(dāng)試提幾次仍不能奏效時(shí)，應(yīng)開(kāi)動(dòng)空氣壓縮機(jī)重新對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗，并使用潛孔錘作短時(shí)間工作，然后再進(jìn)行試提，如此作法