浅谈高边坡不良地质条件下预应力锚索造孔及灌浆施工.docVIP

浅谈高边坡不良地质条件下预应力锚索造孔及灌浆施工 　　 　　摘要：高边坡不良地质条件下预应力锚索施工中，锚索成孔困难和灌浆超灌控制是个常见而复杂的问题。针对该问题，结合本人多年工作经验，总结出合适地选定造孔工艺和跟管钻进施工机具是确保成孔的关键，采取相应的技术措施和改变灌浆方式等控制灌浆量，进行比较并指出其相应的优越性和不足之处。对工程的成本节约，优化施工，质量保证及施工进度的提高等方面有一定的参考价值。 　　 　　关键词：高边坡 不良地质条件预应力锚索造孔及灌浆 　　中图分类号：U445.55+2文献标识码： A 文章编号： 　　覆盖层、堆积体或破碎岩体是工程施工的高危险部位，也是需要加固处理的主要部位。目前加固边坡的常用方法有抗滑桩、贴坡挡墙以及喷混凝土、锚杆、锚筋束、预应力锚索、框格梁、防护网等锚固措施。其中预应力锚索多用在深层锚固部位及需要提供较大的锚固力时，是一种有效的边坡加固手段，经过了大量工程实践的检验与改进，现今的运用越来越广泛。 　　1锚索造孔过程中存在的问题 　　由于受覆盖层、破碎岩体内裂隙较发育，岩石架空严重和节理发育现象等不良地质条件影响，高边坡支护锚索造孔过程中，常常遇到塌孔、卡钻、掉钻、钻器具损坏、漏风、无法排渣、钻进困难等孔内事故现象，造成锚索无法成孔，严重影响边坡支护施工进度，危及已开挖边坡或塌滑边坡整体稳定。 　　2克服不良地质条件下锚索成孔问题的方式 　　2.1常规钻进围岩辅助固壁灌浆成孔 　　覆盖层、堆积体、破碎岩体内造孔采用锚固工程钻机配套风动冲击器及钎头的常规钻进工艺钻进成孔（不跟管钻进）。遇塌孔、掉块、孔内漏风等情况后，均采用孔内灌浆固壁的方法进行处理。固壁灌浆方式有两种：一种为采用无压灌注，固壁灌浆浆液采用0.4：1：1的水泥砂浆，第二种为运用高压灌浆泵或风泵、喷灌机具等设备，采用对心旋转灌浆方法进行灌注，浆液采用水泥浆液。灌浆时，若孔内吸量大时，可根据实际情况采用间歇、限流、待凝等措施控制灌浆量。 　　优缺点：虽能较为有效克服破碎孔段造孔施工，但由于破碎岩体边坡内架空现象较严重，灌浆时难以控制浆液流向，结果往往造成灌入孔内的浆液较多而固壁效果不明显，有时甚至固壁一段需进行三、四次，并且钻进十分困难，每次固壁孔段的有效长度只有1～2m，需待凝12小时以上，因此单纯采用此方法施工进度缓慢，而且固壁灌浆耗水泥量较大，施工成本较高。 　　2.2偏心跟管钻进成孔 　　根据施工经验，优先采用跟管钻进工艺，无法钻进后采用超前固结灌浆处理。锚索目前常用的解决方案是采用偏心钻具，其工作原理为：正常钻进时，通过冲击器的震动冲击作用，带动偏心钻具进行钻孔，钻进时由于离心力及摩擦力的作用，偏心轮朝外偏出从而达到扩大孔径的目的，再通过稳杆器的冲击带动套管跟进，钻孔产生的岩粉通过稳杆器上的键槽吹出孔内。在跟管过程中，如遇到大孤石难以穿过时，采用小口径潜孔锤超前钻孔穿过大孤石，为后续跟管钻具钻进提供阶梯临空面，再下入跟管钻具继续跟套管。钻孔结束时，通过反转，使偏心轮收拢提出套管，套管留在孔内护壁而成孔。 　　优缺点：虽然是一种比较成熟方法，但在地质结构复杂的堆积体内施工，严重制约了其成孔的速度，主要问题是由于孔内岩渣较多，偏心钻头回转部分被岩渣卡住、小块石掉入偏心轮和中心钻头之间造成卡钻等事故频繁发生，造成套管的跟进速度无法达到基岩面。 　　2.3同心跟管钻进成孔 　　实际施工中，如采用偏心跟管钻进，极易卡钻，往往造成钻孔报废。一旦遇到孤石，由于围岩阻力的增大，极大地限制了偏心轮的扩孔效果，钻孔越深，阻力越大，一旦阻力超过套管及管靴的强度，就导致套管及管靴被拉断从而无法继续钻进。实践证明，同心跟管可有效解决问题。它主要由稳杆器、同心套和中心钻头组成，其工作原理是：通过中心钻头及套在中心钻头外的同心套冲击破碎岩石造孔，同时利用同心套的扩孔作用将套管顺利的带入孔内，到基岩后，中心钻头通过同心套中退出，同心套弃入孔内，然后用常规钻头钻至设计孔深。 　　优缺点：采用同心跟管钻进，卡钻事故的发生远远小于偏心跟管钻进，同时由于是同心全断面钻进，冲击器的有效冲击频率会大大提高，能有效保证在孤石中钻进时的跟管速度，且由于有效钻孔孔径得到了充分的保证，跟管阻力也会大大减小，增加了跟管地深度，还保证了成孔效率。 　　2.4双套管跟进钻进成孔 　　采用双套管跟进法钻进成孔。即对于孔深大于50m的钻孔，采用先用大一级孔径（φ178mm）的偏心钻具跟管，钻至一定深度后，估计管靴将要断裂的时候，将钻具连同管靴一起拔出，更换为正常孔径（φ168mm）的偏心钻具顺原孔重新跟管，直至成孔。 　　优缺点：此种方法可有效减少二次跟管时的孔内阻力，提高一次成孔的概率，加快锚索造孔施工进度，但其缺点为单根锚