復雜地質錨索支護跟管鉆進
發布日期：2022/3/29 9:45:56 訪問次數：118
在不良地質條件下進行鉆孔施工,常采用的方法有兩種:一是預注漿固結孔壁法,即在鉆孔過程中遇到塌孔地層、破碎帶采用鉆一段,固結灌漿一段,再透孔鉆進一段的方法鉆進,這種方法適用于巖層裂隙不太發育,巖層局部破碎坍塌的地層,可以減少注漿和反復沖孔的次數,節省成本、提高成孔效率;二是潛孔錘跟管鉆進法,即在鉆孔過程中,通過機械聯動裝置,將鋼套管隨鉆頭一起帶入孔內,鋼管起到護壁的作用,確保成孔順利,這種方法可以一次性鉆進成孔,提高施工效率,而且利用套管的剛性導向作用,還可以抑制鉆孔彎曲,保證鉆孔的直線度,適用于大范圍的破碎、松散地層的工程鉆孔施工。
某高邊坡防護工程施工中,采用偏心跟管鉆進方法, 本段范圍內地勢陡峭,自然橫坡45°～60°,地形起伏很大,施工開挖揭露后發現巖體破碎,出露的基巖為三疊系下統的砂巖夾泥巖,以砂巖為主,細粒結構,巖質堅硬;泥巖為泥質結構,中、薄層砂巖夾薄層泥巖狀構造,局部夾中層石灰巖,伴有小型溶槽。巖體受構造活動影響嚴重,節理裂隙非常發育,切割呈破碎狀,以風化巖為主,局部強風化呈碎石狀,巖體節理裂隙發育,破碎呈塊狀,粒徑約10～40ｃm。
該巖石邊坡防護高度達73m,共分6級邊坡,下部采用預應力錨索樁板墻收坡,上部5級邊坡采用預應力錨索加錨桿格構梁防護。每根樁板墻采用2根Φ15.2 mm錨索,錨索全長30m,錨固段長度為12m,錨孔直徑為150mm;邊坡格構梁尺寸為2m(高)×3m(寬),在每4m×6m節點上布置5根Φ15.2mm錨索,錨索全長25m,錨固段長度為8m,錨孔直徑為130mm。所有錨索張拉噸位均為600KN。
在施工初期由于對該工點的破碎巖層認識不足,采用了常規的錨固鉆機直接沖擊成孔工藝。在鉆孔施工中遇到了極大的困難,主要表現為塌孔、掉塊,鉆孔過程中頻繁出現卡鉆、埋鉆等事故。后經過分析,針對本工點大范圍的破碎巖層,決定采用偏心跟管法成孔工藝。
跟管鉆具鉆進時破碎巖石的能量及驅動套管跟進的能量主要來源于潛孔錘輸出的沖擊功,要獲得良好的跟管鉆進效果,必需使鉆機、空壓機設備的輸出性能以及潛孔錘性能與跟管鉆具加以匹配。
跟管鉆進工藝及操作要點
在破碎地層進行跟管鉆進施工時,選擇的鉆進參數以低轉速、低給進壓力、高上返風速為原則。當鉆遇到特別松散或較大裂隙的地層時,尤其要降低給進速度和鉆壓,并反復進行排渣清孔, 以防止卡鉆。在具體的施工操作中還應注意以下幾個方面。
(1)鉆進。下鉆時,不能將鉆具直接下到孔底,應在距孔底0.5~1.5m處開始送風吹孔,邊回轉邊下放鉆具。鉆進過程中應注意觀察套管的跟進情況及孔內排粉情況,每鉆進0.3～0.5ｍ應強吹孔排粉,以保持孔內清潔。
(2)提鉆。鉆進結束或需要更換鉆具時,應先進行清孔,將孔底殘渣吹盡,然后脫開中心鉆具的回轉動力,把中心鉆具緩緩向上提動,提升高度以偏心鉆頭后背與套管鞋前端接觸為止;然后低速反轉鉆具,同時緩慢向上試提中心鉆具。
(3)空壓機作為動力源,在施工中要充分考慮各種外在因素對潛孔錘端風量和風壓這兩個參數的影響,采取有效的措施加以解決。
本鉆孔工程量大、投入的空壓機規格較多。對于P600型空壓機,在孔底錨固段鉆進時,由于漏失較嚴重、返渣距離較長,加之該型空壓機排氣量富余較小,所以繼續使用P600型空壓機,可能出現風量不夠的情況,采用兩臺空壓機并聯的方法,可以較好的解決此問題,可提高設備利用率和成孔效率。風管通徑的大小和轉彎點的多少是影響壓力損失的重要因素,管路通徑越大且轉彎點越少,則壓力損失越小;反之,則壓力損失就越大。本工程屬于高大、多級邊坡,管路較長,轉彎點相應增多,所以主管路采用和空壓機出風口等直徑的 70mm無縫鋼管,終端采用 50m的高壓風管。
在崩塌堆積物、坡積物混合體和節理、裂隙發育的破碎巖層中施工,采用以風動潛孔錘跟管鉆進工藝為主的施工方法,是一種行之有效的工法。但在具體施工時,需針對工程的實際情況,科學的選擇施工工藝和配套機具,方能取得較好的施工效果。
