潛孔錘跟管鉆進(jìn)在卵石中的應(yīng)用

摘 要：針對(duì)卵石層（飄石層）鉆進(jìn)過(guò)程中采用傳統(tǒng)的施工方法即巖心鉆機(jī)造孔穿越卵石層難度大、進(jìn)尺慢的技術(shù)難題，經(jīng)科技創(chuàng)新取得了卵石層—潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)。由于潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)在處理卵石層鉆進(jìn)時(shí)具有成孔質(zhì)量好、鉆進(jìn)速度快、技術(shù)先進(jìn)在卵石層鉆進(jìn)中采用潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)是一種較好的方法。

關(guān)鍵詞：止水帷幕；卵石層；潛孔錘；跟管鉆進(jìn)；擺噴注漿

由于潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)具有一定的重要性，在諸多巖土工程領(lǐng)域，從基礎(chǔ)勘察、城市建筑的基坑支護(hù)到水電工程的帷幕注漿，從公路的高邊坡和高填方處理，到鐵路建設(shè)隧道塌方的處理，特別是在卵石層（含漂石）施工都會(huì)運(yùn)用到潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)。

一、潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)特點(diǎn)

潛孔錘跟管鉆進(jìn)施工工藝改變了傳統(tǒng)的研磨與切削鉆進(jìn)機(jī)理，使卵石及礫石成體積破碎，提高了鉆進(jìn)速度和成孔質(zhì)量。在該工藝中，空氣既為碎巖提供力又作為排渣的介質(zhì)使巖屑及時(shí)排出孔外，保證了鉆孔的清潔和垂直度和灌漿質(zhì)量，避免了泥漿及其他化學(xué)介質(zhì)對(duì)灌漿通道的堵塞和環(huán)境的污染。

二、施工工藝流程及操作要點(diǎn)

（一）高壓噴射注漿施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→放線定位→鉆孔施工→插管（PVC管）→三重管?chē)娚涫┕ぁ鷽_洗→靜壓充填灌漿→搬遷。

（二）操作要點(diǎn)

1.施工前準(zhǔn)備。施工前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，包括工程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，收集工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料。對(duì)施工隊(duì)伍進(jìn)行本工程的技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)交底，設(shè)備的檢查與維修，臨時(shí)設(shè)施的搭設(shè)等。根據(jù)工程的地質(zhì)情況選擇合適的鉆孔設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)的布置應(yīng)盡量集中，設(shè)備安放位置以距噴射孔不超過(guò)150m為宜，當(dāng)距離過(guò)大時(shí)應(yīng)考慮管路壓力損失，適當(dāng)提高壓力參數(shù)。

2.就位。將施工鉆機(jī)平穩(wěn)安置在測(cè)量已放好的設(shè)計(jì)孔位上，鉆機(jī)就位后，校正機(jī)身，使鉆桿軸線對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置，以確保鉆機(jī)的垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)要求?？孜黄畈淮笥凇?cm。

3.鉆孔。在該工藝方法中，空氣既為碎巖提供力又作為排渣的介質(zhì)使巖屑及時(shí)排出孔外，保證了鉆孔的清潔和垂直度、灌漿質(zhì)量，避免了泥漿及其他化學(xué)介質(zhì)對(duì)灌漿通道的堵塞和對(duì)環(huán)境的污染。該施工工藝在砂卵石地層進(jìn)行灌漿施工，經(jīng)我公司長(zhǎng)期實(shí)踐證明是非常成功的。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，將特制PVC塑料管放入孔內(nèi)后，再起拔導(dǎo)管，避免鉆孔對(duì)導(dǎo)管的占用和其他事故的發(fā)生。

4.插管。高噴臺(tái)車(chē)就位后，將噴管插入到孔內(nèi)預(yù)定深度，在插管過(guò)程中為防止泥、砂堵塞噴嘴，可采用包扎塑料布或膠布的防護(hù)措施，也可邊低壓送水、氣邊下管。

5.噴射。噴射管下到設(shè)計(jì)深度后，先輸入符合要求的水、氣、漿靜噴1～3分鐘，待灌入漿液從孔口返出后，按設(shè)計(jì)定好的提升、擺頻速度自下而上進(jìn)行高噴作業(yè)，直到設(shè)計(jì)高程方可停止送氣、漿、水，提出噴漿管。噴射過(guò)程中，必須時(shí)刻注意檢查氣、漿、水的壓力、流量以及擺頻、提升等參數(shù)是否符合要求，并隨時(shí)做好記錄。

6.靜壓充填灌漿。噴射結(jié)束后，由于漿液的凝固析水，樁頂部位會(huì)出現(xiàn)凹陷，應(yīng)及時(shí)在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填灌漿，直至孔內(nèi)液面不再下降為止。

三、注意事項(xiàng)及處理

（一）注意事項(xiàng)

施工前先進(jìn)行場(chǎng)地平整，挖好排漿溝，做好鉆機(jī)定位。要求鉆機(jī)安放保持水平，鉆桿保證垂直，其傾斜度不得大于1%。鉆進(jìn)過(guò)程中如遇大漂石等特殊情況而發(fā)生鉆孔偏斜時(shí)，應(yīng)重新開(kāi)孔鉆進(jìn)，控制鉆進(jìn)速度和增設(shè)扶正裝置。鉆機(jī)成孔（φ130mm）后，將三重噴射管插入孔內(nèi)，按擺噴的工藝要求，由下而上進(jìn)行噴射注漿。在插入噴射管前應(yīng)先檢查高壓水、氣噴射情況，各部位密封圈是否封好，插入后先做好高壓射水試驗(yàn)，合格后方可噴射漿液。如因塌孔插不到底時(shí)，可先用低壓水沖洗孔，但必須把高壓水噴嘴用塑料布包裹好，以免泥土堵塞。噴射時(shí)，開(kāi)始先送高壓水，再送水泥漿和壓縮氣。在一般情況下，壓縮空氣可遲送30秒，在樁底部不提升擺噴1～3分鐘，再進(jìn)行提升噴射。噴射時(shí)應(yīng)先達(dá)到預(yù)定的壓力和漿量，且在孔口冒出漿液后，再逐漸提升噴射管。中間發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)停止提升，以防發(fā)生斷樁，同時(shí)立即進(jìn)行檢查，排除故障，搭接段應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴，搭接長(zhǎng)度不得小于0.5m。

（二）特殊情況的處理

在施工過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)漿液噴射不足或參數(shù)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可能影響到施工質(zhì)量要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴。當(dāng)發(fā)現(xiàn)大量漏漿和冒漿時(shí)，應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)措施，在擺噴過(guò)程中，往往有一定數(shù)量的土、砂粒隨著一部分漿液沿著噴射管管壁冒出地面，通過(guò)對(duì)冒漿的觀察，可以及時(shí)了解地層情況，擺噴的大致效果和擺噴參數(shù)的合理性等，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，冒漿量小于注漿量的20%為正?，F(xiàn)象，超過(guò)20%或完全不冒漿，應(yīng)及時(shí)查明原因并采取相應(yīng)的措施。鉆進(jìn)時(shí)如遇大漂石或其他特殊情況，應(yīng)認(rèn)真做好鉆孔記錄，在漂石底部及上部改進(jìn)噴射參數(shù)，以保證噴漿效果。

四、應(yīng)用實(shí)例

宜昌某廣場(chǎng)為解決深基坑地下水問(wèn)題采用了落底式豎向止水帷幕隔水，利用高壓噴射注漿技術(shù)對(duì)透水的粉砂及卵石層進(jìn)行處理，與支護(hù)樁一起形成一體的止水帷幕。噴射采用180°擺噴，三重管法施工。由于施工中需穿越較厚的卵石層（含漂石），因工程量較大且工期緊，若采用傳統(tǒng)的施工方法即巖心鉆機(jī)造孔穿越卵石層難度大進(jìn)度慢，因此必須解決這一技術(shù)難題。

湖北省地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司相關(guān)技術(shù)人員為止水帷幕鉆孔穿越卵石層具有難度大進(jìn)度慢這一問(wèn)題開(kāi)展了科技創(chuàng)新，取得了“卵石層—潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)”這一新成果。同時(shí)，形成了卵石層潛孔錘跟管鉆進(jìn)的施工方法。由于潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)在處理卵石層鉆進(jìn)時(shí)具有成孔質(zhì)量好、鉆進(jìn)速度快、技術(shù)先進(jìn)，故有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（一）工程概況

擬建的宜昌某廣場(chǎng)分A、B兩區(qū)，A區(qū)為住宅區(qū)，B區(qū)為商業(yè)區(qū)。A區(qū)基坑位于宜昌市江海路和勝利一路之間，B區(qū)基坑位于江海路和萬(wàn)壽橋之間，均為2層地下室基坑?？拥自O(shè)計(jì)標(biāo)高為黃海高程43.0m，現(xiàn)地面標(biāo)高約53.5～55.0m，基坑深度為自然地面下12.0m，基坑總周長(zhǎng)約1558m（A區(qū)672m、B區(qū)886m）。設(shè)計(jì)支護(hù)樁約800根（A區(qū)314根、B區(qū)486根），長(zhǎng)度最大16.5m；預(yù)應(yīng)力錨桿1668根（A區(qū)688根、B區(qū)980根）、長(zhǎng)度最大22.0m；土釘墻約2666m2；樁間止水帷幕樁約800根。建筑物擬采用機(jī)械成孔樁，持力層為基巖，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為1.0年。

（二）具有應(yīng)用

本基坑南北東三面采用排樁結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)形式（樁錨支護(hù)）；西面采用土釘墻結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿的形式支護(hù)。

樁錨支護(hù)：采用d=1000mm機(jī)械成孔灌注樁和預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)，支護(hù)樁樁頂設(shè)冠梁。支護(hù)樁采用C30砼，HPB235級(jí)和HRB335級(jí)、HRB400級(jí)鋼筋；冠梁采用C30砼，HPB235級(jí)和HRB335級(jí)鋼筋；預(yù)應(yīng)力錨桿采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線^1^US^U15.20（1×7-15.20-1860-GB/T5224），M25水泥砂漿，成品錨具；樁間土采用50厚M20噴射水泥砂漿掛鐵絲網(wǎng)片支護(hù)，插筋采用HPB235級(jí)鋼筋。

土釘墻結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)：土釘墻面層為100厚C25噴射混凝土，鋼筋網(wǎng)片采用HPB235級(jí)鋼筋，土釘鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋，土釘錨固體采用M25水泥砂漿；預(yù)應(yīng)力錨桿采用HRB400級(jí)鋼筋，錨固體采用M25水泥砂漿，螺母錨頭。

地下水控制：沿基坑周?chē)捎酶邏簢娚渥{止水帷幕隔水，在基坑頂部設(shè)200×300（凈距）環(huán)狀截水溝，并在坑底設(shè)排水溝和降（集）水井排水。

采用潛孔錘跟管鉆進(jìn)工法，施工速度為每臺(tái)機(jī)1天鉆孔10個(gè)以上，進(jìn)尺240m左右；而采用傳統(tǒng)的巖心鉆機(jī)造孔穿越卵石層，施工速度為每臺(tái)機(jī)3～4天鉆孔1個(gè)，平均進(jìn)尺不足10m.因此在穿越較厚卵石層造孔時(shí)采用本工法無(wú)論是施工進(jìn)度、施工效率或施工成本都具有很大的先進(jìn)性和實(shí)用性。

五、結(jié)語(yǔ)

帷幕施工潛孔錘跟管鉆進(jìn)+PVC三重管擺噴注漿施工技術(shù)在卵石層中的應(yīng)用實(shí)例中，采用潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)改變了傳統(tǒng)的研磨與切削鉆進(jìn)機(jī)理，使巖石及礫石成體積破碎，大大提高了鉆進(jìn)速度和成孔質(zhì)量，且在碎巖的同時(shí)導(dǎo)管同步跟進(jìn)，避免了鉆孔垮塌和重復(fù)破碎，提高了施工效率。經(jīng)過(guò)對(duì)比，比普通巖心鉆機(jī)鉆進(jìn)的效率至少快10倍以上，工程進(jìn)度快，止水效果好，確保了工期和質(zhì)量，社會(huì)效益和環(huán)境效益明顯。潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)與類(lèi)似工程的傳統(tǒng)工法相比，若完成相同的工程量，投入的設(shè)備比傳統(tǒng)工法要少投入10倍以上，且本工法在成孔過(guò)程中在碎巖的同時(shí)導(dǎo)管同步跟進(jìn)，避免了鉆孔垮塌和重復(fù)破碎，降低了材料消耗，進(jìn)而降低了施工成本。因此經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。用潛孔錘跟管鉆進(jìn)成引導(dǎo)孔在砂卵石地層進(jìn)行施工，經(jīng)我公司長(zhǎng)期實(shí)踐證明是非常成功的，可為類(lèi)似工程施工提供一定的參考。

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作者簡(jiǎn)介：熊昌銀，湖北省地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司。