何炯翔
摘要:文章結(jié)合六萬村滑坡地質(zhì)情況,分析了滑坡的成因,提出了套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)方案,介紹了該技術(shù)施工要點(diǎn)與質(zhì)量控制措施,并闡述了該技術(shù)應(yīng)用的效益。
關(guān)鍵詞:套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù);支護(hù);滑坡;應(yīng)用
中圖分類號(hào):U416.163 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.015
文章編號(hào):1673-4874(2019)07-0046-03
0引言
金城江區(qū)九圩鎮(zhèn)六萬村滑坡區(qū)屬構(gòu)造侵蝕,山體屬丘陵地貌,沖溝較深,山體高低不平,坡度大約25°~45°,山高大約為410m。地質(zhì)滑坡體座落山體東南面,滑坡體前緣是刁江河流,滑坡處河道彎曲,滑坡體前緣受到河流正面沖刷。五圩至九圩二級(jí)公路經(jīng)過滑坡下部,該山體常年累月蠕滑變形,居民房屋毀壞嚴(yán)重,1975年有滑動(dòng)跡象,2008-06-14前16戶居民全部搬離。災(zāi)情引起了國土部門、公路部門及自治區(qū)政府的高度重視,為確保當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚?cái)產(chǎn)安全和盡快恢復(fù)323國道的正常通行,最終確定該滑坡治理方案以抗滑樁、清坡土方、錨桿、錨索、混凝土格構(gòu)框架梁為主。
該滑坡為老滑坡,結(jié)構(gòu)松散,鉆孔直接成孔容易垮塌,鉆具卡死、埋鉆、漏風(fēng)嚴(yán)重,成孔困難,工程進(jìn)度受到較大的影響。經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)人員反復(fù)研究,確定采用套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù),解決鉆機(jī)成孔技術(shù)難題,從而加快施工進(jìn)度,降低施工成本,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)同類的地質(zhì)滑坡防護(hù)有指導(dǎo)作用。本文結(jié)合工程實(shí)際,就套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)在邊坡防護(hù)施工中的應(yīng)用提供參考。
1支護(hù)方案的選擇
六萬村滑坡為一復(fù)活的老滑坡,國道323線五圩至九圩二級(jí)公路通過滑坡體,公路下面有刁江從滑坡前緣經(jīng)過。地質(zhì)滑坡沿山體呈狹窄長方形,基本平行左右兩側(cè)山體界線,山體起伏不平特征明顯,前緣受修建二級(jí)公路及刁江影響呈一字形。山體常年受到雨水沖刷,高低不平,形成不規(guī)則的錯(cuò)臺(tái)?;麦w分布高程大約在200~365m,平均厚度約為14m,最大厚度約為30m,總面積為2.9萬m,體積約為37萬m。根據(jù)穩(wěn)定計(jì)算要求及地區(qū)錨固經(jīng)驗(yàn),錨索單索錨固力設(shè)計(jì)值可取為600~800kN,對(duì)應(yīng)的極限錨固力為1600~2200kN,計(jì)算可得錨固段長度為12~15m。因此,取35m、30m兩種錨索長度類型,對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)值分別為800kN、600kN的單索錨固力,兩種錨索交錯(cuò)布置,有效避免群錨效應(yīng)的影響。經(jīng)反復(fù)測算,坡面上設(shè)置18排錨桿、錨索,錨桿錨索垂直,設(shè)置混凝土格構(gòu)梁,水平間距均為3.5m,錨索304根,錨桿169根。護(hù)坡面積為3500m,護(hù)坡段高程為219~274m。對(duì)于如此復(fù)雜的地質(zhì),項(xiàng)目技術(shù)人員反復(fù)試驗(yàn)論證,確定錨索成孔采用新工藝套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)。
2施工技術(shù)要點(diǎn)
2.1施工工藝流程
施工準(zhǔn)備(全站儀測量放樣)→搭設(shè)腳手架→安設(shè)潛孔鉆機(jī)→校核孔位和方位→采用套管跟進(jìn)鉆孔→高壓空氣沖渣→鉆到設(shè)計(jì)深度→成孔內(nèi)放入錨索→一次注入水泥漿后拆除套管→二次注入水泥漿→格構(gòu)梁現(xiàn)澆一張拉錨索和鎖定→封閉錨頭。
2.2套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)基本原理
套管跟進(jìn)鉆孔是擴(kuò)底鉆具和潛孔沖擊器同時(shí)鉆進(jìn)的成孔方法,通過沖擊器強(qiáng)烈高頻沖擊套管,將套管跟入孔內(nèi)護(hù)孔。此技術(shù)在松散泥層、流沙和破碎巖體應(yīng)用較多,機(jī)具主要包括跟管鉆具、套管靴、沖擊器和套管等,與液壓拔管機(jī)配套。有偏心跟管和同心跟管兩種鉆具。偏心跟管鉆孔是偏心鉆頭在套管靴前偏出,沖擊巖體,鉆出比套管靴外徑大的鉆孔,同步跟進(jìn)套管,孔壁受到保護(hù);同心跟管是通過中心鉆頭外的同心套及中心鉆頭沖擊巖體成孔,利用同心套的擴(kuò)孔作用帶套管進(jìn)入。偏心跟管比同心跟管減小一個(gè)等級(jí)套管,相比能耗和材料也小,且偏心跟管鉆具在錨索工程采用率在90%以上,故本項(xiàng)目采用偏心跟管成孔技術(shù)。
2.3材料與設(shè)備(見表1)
2.4鉆孔
套管跟進(jìn)鉆孔是通過偏心鉆頭及套在偏心鉆頭外的同心套沖擊破碎泥砂、巖石成孔,是老地質(zhì)滑坡成孔特殊鉆進(jìn)方法。其利用偏心鉆的擴(kuò)孔作用將套管帶入孔內(nèi),套管護(hù)壁防止破碎體滑塌,適用于鉆進(jìn)老滑坡松散地層,有效縮短成孔時(shí)間,避免常規(guī)鉆孔難以成孔及常見塌孔引起埋鉆頭、鉆桿現(xiàn)象。
(1)安設(shè)潛孔鉆機(jī)。安裝腳手架平臺(tái),調(diào)校潛孔鉆機(jī)到設(shè)計(jì)要求方位。安設(shè)中風(fēng)壓空氣壓縮機(jī),將進(jìn)氣管與空壓機(jī)接通,將管路電線連接好,確保安全牢固。
(2)鉆桿套管前端鑲有鉆頭,后端為絲扣,鉆桿鉆頭用絲扣連接,把鉆桿放入套管中,操控潛孔鉆機(jī),鉆桿套管同時(shí)跟進(jìn),沖擊回旋清渣。專人負(fù)責(zé),確保施工現(xiàn)場安全。
(3)中壓空氣鉆進(jìn)。起動(dòng)英格索蘭空壓機(jī),操控潛孔鉆機(jī),電動(dòng)機(jī)同時(shí)帶動(dòng)鉆桿和套管風(fēng)壓鉆進(jìn)。抽動(dòng)鉆桿用中風(fēng)壓清渣,吹凈后繼續(xù)鉆進(jìn),到更換鉆桿時(shí)停止鉆機(jī)。
(4)依次循環(huán)往復(fù),抽動(dòng)鉆桿,鉆進(jìn)中風(fēng)壓清渣,保持套管無殘?jiān)?,逐?jié)安裝鉆桿和套管,直至鉆到設(shè)計(jì)要求深度。中壓空氣清孔,清渣干凈,關(guān)停鉆機(jī),檢查成孔質(zhì)量。
(5)拆卸鉆桿。將鉆桿逐節(jié)拉出拆除。鉆孔過程要安排專人負(fù)責(zé),以便按設(shè)計(jì)要求完成每一個(gè)鉆孔。
3工程質(zhì)量控制
3.1錨索成孔控制
(1)潛孔鉆機(jī)安裝時(shí),確保鉆機(jī)穩(wěn)固,用水平儀調(diào)校鉆機(jī)平直。
(2)鉆機(jī)開孔角度用地質(zhì)羅盤調(diào)校至設(shè)計(jì)要求角度,緊固鉆機(jī)。
(3)鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中應(yīng)及時(shí)調(diào)校鉆機(jī)所處狀態(tài),按設(shè)計(jì)要求鉆孔直徑鉆進(jìn),確保鉆孔質(zhì)量。
3.2錨索體的制作及安裝控制
(1)嚴(yán)格控制鋼鉸線材料質(zhì)量,從鋼鉸線進(jìn)場抓起,確保施工現(xiàn)場產(chǎn)品全部合格。
(2)根據(jù)每組鋼鉸線按設(shè)計(jì)長度進(jìn)行下料,砂輪切割,保證鋼鉸線滿足錨索體設(shè)計(jì)要求。
(3)鋼鉸線剝皮段去除油污,清洗干凈。對(duì)于螺栓連接部分必須緊固。中架、隔離架務(wù)必符合設(shè)計(jì)要求。
3.3注漿質(zhì)量控制
水泥漿要嚴(yán)格按照水灰配合比。漿液要攪拌均勻,隨拌隨用。注漿用M40純水泥漿,水灰比控制在0.45~0.55,選用普通硅酸鹽42.5R水泥。灌漿設(shè)備安裝好后要認(rèn)真檢查,防止中途灌漿機(jī)損壞。注漿壓力控制在0.25~0.35MPa。注漿直至新鮮漿液溢出孔口,1h后再次注漿,確保孔口漿體充滿。
3.4施工變形監(jiān)測與預(yù)報(bào)
在工程施工期間,要重視滑坡變形監(jiān)測預(yù)報(bào)工作,做到心中有數(shù)。本項(xiàng)目采用地表簡易觀測法和全站儀控制點(diǎn)監(jiān)測法,每天巡檢3次,做好數(shù)據(jù)記錄,確保施工安全并且直接檢驗(yàn)工程效果。為保證工程質(zhì)量及安全,使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行滑坡體監(jiān)測。
4安全生產(chǎn)及文明施工
六萬村地質(zhì)滑坡整治工程項(xiàng)目部高度重視安全生產(chǎn)工作,設(shè)立專項(xiàng)安全生產(chǎn)資金和專職安全員,全員落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制,現(xiàn)場施工員既抓進(jìn)度、也抓質(zhì)量,同時(shí)又是安全生產(chǎn)責(zé)任人,責(zé)任明確,有獎(jiǎng)有罰。在施工期內(nèi),晚上不施工確保不影響附近居民的正常生活。由于安全生產(chǎn)措施落實(shí)到位,施工全過程安全事故為零。此外,項(xiàng)目每周安排安全文明生產(chǎn)例會(huì),做好員工政治思想工作,講文明、講禮貌,尊重當(dāng)?shù)孛耧L(fēng)民俗,與當(dāng)?shù)匕傩障嗵幦谇ⅲ苊猸h(huán)境污染,做到文明生產(chǎn)、文明施工。
5新技術(shù)應(yīng)用情況
六萬村地質(zhì)滑坡治理工程采用了套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù),有效地加快了工程施工進(jìn)度。采用全站儀測量鉆孔放樣,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確規(guī)范。項(xiàng)目合理投入新設(shè)備,運(yùn)用新工藝,取得進(jìn)度、質(zhì)量、效益多贏的局面。
6項(xiàng)目效益分析
六萬村地質(zhì)滑坡采用套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)有效提高成孔質(zhì)量,加快施工進(jìn)度,共提前工期49d,預(yù)估節(jié)約鉆桿350延米,合計(jì)節(jié)省成本556500元。具體分析如下:
(1)提前工期49d,創(chuàng)造了良好的效益,大幅降低人工及機(jī)械費(fèi)。
人工費(fèi):共有工人24人,按150元/人算,節(jié)約176400元。
機(jī)械費(fèi):共有空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)、鉆機(jī)7臺(tái)套,按每天700元/臺(tái)套算,節(jié)約機(jī)械費(fèi)240100元。
(2)采用套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)不僅提高了成孔率,而且塌孔現(xiàn)象得到有效控制,節(jié)省了350余延米鉆桿、鉆頭等材料,共節(jié)約成本140000元。
7結(jié)語
套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù),是廣西交通科學(xué)研究院有限公司縮短地質(zhì)滑坡治理時(shí)間的研究方向,它有效地解決老滑坡破碎巖體錨索施工難以成孔的難題,鉆孔工作效率得到極大的提高,減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,加快了施工進(jìn)度,大幅度降低工程成本。目前六萬村地質(zhì)滑坡的施工已經(jīng)完成,監(jiān)測從未間斷,網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的數(shù)據(jù)顯示滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。該工程取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,樹立了項(xiàng)目品質(zhì)高的企業(yè)形象。由于六萬村地質(zhì)滑坡治理竣工時(shí)間不長,盡管現(xiàn)在處于穩(wěn)定狀態(tài),但仍要對(duì)該地質(zhì)滑坡進(jìn)行長期有效的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測。廣西雨水充沛,地質(zhì)滑坡時(shí)有發(fā)生,尤其是山體滑坡、巖溶塌陷、崩塌等,對(duì)群眾生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的危害。因此,如何及時(shí)有效地處治地質(zhì)滑坡,是擺在地質(zhì)人員面前的新課題。錨索套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)為廣西地質(zhì)滑坡治理帶來了一個(gè)錨索成孔新途徑。