預(yù)應(yīng)力錨索施工跟管成孔存在主要問題探討

1、預(yù)應(yīng)力錨索施工跟管成孔存在主要問題探討邱小賓（中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司 四川成都 611130）摘要：目前我國水電站高邊坡支護預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)用廣泛，在地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)錨索孔成孔困難，影響施工進度和增加建設(shè)成本，本文結(jié)合某水電站邊坡加固施工情況，對預(yù)應(yīng)力錨索施工跟管成孔存在的主要問題進行分析探討。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨索 跟管鉆進工藝 破碎地層1 工程概況云南小灣水電站處于南澗與鳳慶縣的瀾滄江中游的小灣峽谷河段，兩岸邊坡陡峻，巖體卸荷、剪切裂隙發(fā)育。工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件復(fù)雜，左岸邊坡堆積體主要成分為碎塊石、粉土夾孤石，碎塊石和孤石含量達80%，基巖巖性為深變質(zhì)黑云母花崗巖和角

2、閃斜長片麻巖，堆積體與基巖接觸帶破碎且淺部基巖裂隙發(fā)育。該邊坡支護設(shè)計采用預(yù)應(yīng)力錨索加固，而錨索孔的成孔問題是施工的技術(shù)難點。2 施工措施及存在主要問題國外針對不穩(wěn)定地層的鉆孔方法很多，但都有一定的局限性，且需要大型設(shè)備施工，工程造價極高。結(jié)合我國國情，對于該工程錨索施工的成孔工藝采用靜壓跟管鉆進工藝，靜壓跟管鉆進工藝是利用沖擊器在套管上部的沖擊和鉆機自身對套管的靜壓，將護壁套管下入孔內(nèi)的一種鉆進方法，可利用小型輕便鉆機鉆進不穩(wěn)定復(fù)雜地層，鉆孔效率高，成孔質(zhì)量好，設(shè)備搬遷方便。在實際施工過程中，發(fā)現(xiàn)偏心跟管成孔存在的主要問題表現(xiàn)在兩個方面：（1）處理孤石問題；（2）穿越破碎地層問題。處理不好將

3、導(dǎo)致孔斜、卡鉆、埋鉆等，且鉆進效率降低，影響施工進度和大大提高施工成本。3 跟管鉆進遇孤石問題3.1 孤石存在的形式及特點孤石一般深埋于第四系堆積體中，巖性主要為花崗巖，硬度較高，一般在57度之間，可鉆性差。孤石周圍地層一般比較松散，碎塊石和粉土之間膠結(jié)性不好。按其與設(shè)計孔的相對位置關(guān)系可以分為兩種：一種部分嵌入設(shè)計孔內(nèi)，被稱為“探頭石”；一種是貫穿孔徑的大孤石。跟管過程中處理不當(dāng)易造成套管管靴被打壞，偏心鉆具卡在孔內(nèi)或套管內(nèi)造成鉆具鉆孔報廢。3.2 “探頭石”的處理孤石部分位于設(shè)計孔內(nèi)，偏心跟管鉆進在技術(shù)操作上關(guān)鍵是對鉆壓的控制。鉆壓不能過大，由于偏心鉆頭作用在孤石出露部分的巖石上，鉆頭唇面

4、與巖石接觸面的面積變小，那么作用在偏心鉆頭體單顆合金的壓強增大，鉆壓過大可導(dǎo)致鉆頭胎體開裂破壞，所鑲合金不穩(wěn)或脫落，消耗鉆頭；另外，孤石周圍土體結(jié)構(gòu)松散，鉆壓過大，鉆頭受力不均勻，偏心錘頭甩開后在孤石與孔壁之間錘頭體沒有壓力起導(dǎo)向作用，鉆進偏向?qū)е驴仔?，甚至出現(xiàn)偏心錘頭卡在孤石和孔壁之間而無法收回，出現(xiàn)卡鉆事故。如發(fā)生孔斜可拔出套管一段距離，然后砂石回填，重新鉆進可解決孔斜問題。因此，適當(dāng)減壓鉆進時處理這種情況的關(guān)鍵所在，用時間來換取成孔質(zhì)量。3.3 大孤石的處理大孤石的直徑大于設(shè)計孔徑，且完全封堵鉆頭的去路，一般來說大孤石硬度高，使用偏心鉆具破碎巖石的效率低，而且套管在硬巖中直接跟進困難，容

5、易造成套管靴打壞，偏心鉆頭研磨套管管靴碎片，損壞鉆頭；還可能偏心鉆頭會沖出套管管靴直接在地層鉆進，在收回偏心錘頭時，容易卡在套管靴中，造成卡鉆事故。處理方案：更換掉偏心鉆具，使用直釬直接鉆進，由于孤石比較完整，巖石質(zhì)地比較均勻，可提高轉(zhuǎn)速、增大鉆壓、強風(fēng)排渣，以提高鉆進效率，鉆穿孤石后，再換用偏心鉆具進行擴孔，緩慢跟管。4 破碎地層的成孔問題4.1 破碎地層特點及判斷方法堆積體中的破碎地層為第四系松散堆積物，碎塊石的粒度差別大，顆粒間沒有牢固的膠結(jié)，顆粒和顆粒集合體之間存在孔隙等，且相互連通，從而松散破碎。由于地質(zhì)構(gòu)造運動引起各種應(yīng)力集中和變化，產(chǎn)生斷層破碎帶和裂隙節(jié)理等形成破碎巖層。在跟管施

6、工過程中根據(jù)設(shè)計提供的地質(zhì)資料是遠遠不夠的，必須結(jié)合現(xiàn)場鉆機工作狀態(tài)進行判斷。鉆進過程中出現(xiàn)漏風(fēng)、跳鉆、不返風(fēng)不返塵、沖擊器工作聲音異常、頻繁垮孔堵孔等現(xiàn)象，可判斷為破碎地層。4.2破碎地層的處理（1）控制鉆壓。不要輕易強行頂進，觀察孔口返風(fēng)返塵情況，初步判斷地層的巖性，推測其可鉆性，發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)異常，及時減壓回掃。（2）控制轉(zhuǎn)速。在破碎地層鉆進應(yīng)嚴格控制轉(zhuǎn)速，正常鉆速n不大于90r.p.m，破碎地層巖土性質(zhì)軟硬不一，力求在破碎地層鉆進做到“低轉(zhuǎn)速，大扭矩”。（3）清孔。鉆孔過程中務(wù)必保持孔內(nèi)干凈，少積巖粉、巖渣。由于破碎地層顆粒膠結(jié)不牢固，膠結(jié)成分不均勻，鉆頭切削碎石產(chǎn)生的巖粉巖渣顆粒大小不一，

7、鉆進一段距離，即進行來回倒桿，同時往孔內(nèi)送風(fēng)，強風(fēng)排渣。（4）檢查機器設(shè)備及器具。破碎地層成孔，對器具的損耗比較大，一般鉆進一個班次應(yīng)起鉆檢查鉆頭的磨損情況，沖擊做功情況和鉆機各主要部件的工作狀況，及時更換或維修損耗機具，以減少孔內(nèi)事故發(fā)生，提高鉆進效率，把握好“磨刀不誤砍柴工”的原則。5 小結(jié)綜上，本文對堆積體錨索跟管成孔存在的主要問題進行了簡單分析，并就具體情況采取相應(yīng)的施工措施，另外，值得一提的是，長期施工經(jīng)驗積累過程中的一些實用土方法、小技巧也是值得去借鑒的。在實際的施工過程中，跟管成孔存在的問題也是多種多樣的，除了地質(zhì)條件的多樣性和復(fù)雜性，還包括選擇設(shè)備、器具的合理性、經(jīng)濟性，操作人員的技術(shù)水平、素質(zhì)及施工隊