混凝土質量檢查超長取芯施工技術

摘　要：東江電站主體工程混凝土質量終檢孔施工中，在大體積混凝土中鉆取了多根完整超長芯樣，很好地反應了混凝土的澆筑質量。針對實際施工中的鉆取及吊運施工工藝進行分析，進而總結出一些實用的施工技術。

關鍵詞：混凝土；質量檢查；超長取芯；施工技術

中圖分類號：C93 文獻標志碼：A 文章編號：1000-8772（2012）19-0134-02

1　前言

東江電站工程大壩混凝土質量檢查的諸多方法中，對混凝土進行鉆孔取芯，壓水試驗，并對所取芯樣作物理力學性能檢測，是對混凝土質量進行檢查的一項重要方法，其結果也是評判混凝土質量的一項主要指標。尤其在大體積混凝土中，超長芯樣更直觀的揭示混凝土原狀，真實地反映出混凝土的質量情況，超長芯樣的取得對混凝土密實程度、層面膠結情況等質量方面的鑒定能提供更為有力的證據。東江電站主體工程混凝土質量終檢孔施工中，在大體積混凝土中，先后在大壩的各部位常態混凝中先后取出了直徑為φ195～φ197，長度為7.64～12.52m的幾根完整長芯樣，很直觀地反應了混凝土的質量。

2　鉆孔技術

2.1　鉆孔結構要求

2.1.1孔徑較大?；炷灵L芯樣的鉆取，最適宜的孔徑為φ219，也可采用φ168；

2.1.2孔深較深?？紤]到采用整根長巖芯管取芯效果較好，而孔口幾米由于受設備及工藝限期，一般不宜取長芯，所以孔深宜設計在20.0m～30.0m。

2.1.3垂直精度較高。如果鉆孔垂直偏差較大，鉆具在鉆進過程中容易產生振動，使芯樣承受較大的側向壓力，造成混凝土芯樣在澆筑層面或密實性欠佳等部位產生斷裂，所以應確保鉆孔有較高的垂直精度。

2.2　鉆機選型及材料準備

2.2.1　鉆機選型?；阢@孔結構要求，要確保長芯樣鉆取時芯樣不斷，選用400型—800型回轉取芯鉆機，如XY-4型、YL-6A型、GQ-60型、GQ-80型等鉆機，該類鉆機特點是自重大，穩定性好，鉆桿直徑大，回轉精度較高，鉆進穩定，鉆進扭矩大，適合于φ168以上的大口徑取芯鉆進。在上機之前應調整好鉆機立軸動力頭與滑軌之間的間隙，要保證立軸動力頭在鉆進時很平穩，消除引起鉆機鉆進不平穩的一切因素。

2.2.2　材料準備。鉆具與鉆桿等管材的彎曲度應＜0.3%，螺紋連接后應保證同軸度＜φ0.05mm，端面與軸線的垂直度＜0.10mm。鉆桿宜選用φ89或φ114的鉆桿，大鉆桿剛性較強，在鉆進過程中受壓抗彎曲性能較好，鉆進平穩，可避免鉆桿晃動對芯樣產生擾動；并能承受較大的扭矩，不易發生孔內事故。

2.2.3　金剛石鉆頭與擴孔器的選用。開始取長芯樣時，根據所取部位混凝土的特性及可能切割的鋼筋與冷卻水管（鋼管）預估數量，確定金剛石鉆頭的有關配方參數，在此要求金剛石目數為40～45#，品級為JR5，鉆頭胎體硬度為25°～28°。

2.3 確定合理的鉆進參數

根據金剛石的性質和破碎機理，金剛石鉆進具有以高轉速為主體鉆進特點，但必須配以相應適當的壓力，盡量減少對金剛石及芯樣的振動沖擊作用，并需有足夠的水量，保證鉆頭充分冷卻。根據理論計算和實踐證明，在混凝土取芯施工過程中，采用下列合理的鉆進參數，是取得長芯樣并獲得最佳鉆進效率的重要保證。根據混凝土骨料硬度級配不同與鉆進過程中孔深的不斷加深，長芯樣鉆進時效應控制在0.3～0.5　m/h；孔底鉆進壓力根據混凝土的實際的抗壓強度，可控制在5～10MPa，隨著孔深的增加，鉆具與鉆桿自身重量將增大，應適時使鉆機反向加壓，以便調節孔底鉆進壓力；轉速控制在60～180r/min，沖洗液量控制在50～100L/min。

2.4 鉆進施工過程控制

2.4.1　場地要求。長芯樣在取芯時一般要求吊車或門塔機配合，運輸時需要8.0m長以上的拖車，所以混凝土長芯樣孔位布置時應考慮施工場地應滿足上述要求。

2.4.2 固機開孔?？孜环艠油瓿珊?，必須采用地錨將鉆機機架固定，鉆機就位后對準孔位，并用經緯儀或垂直吊線法將鉆機調平，準備就緒后方可開孔。開孔應采用鉆機的最低轉速，一般為40～60r/min，鉆壓采用低壓，確保開孔的垂直度。

2.4.3　正常鉆進。正常鉆進時鉆進壓力、水量、轉速應統一調整到最佳狀態。采用短巖芯管開孔鉆取至一定孔深后，可開始取長芯樣。長芯樣鉆取時應盡量采用長巖芯管鉆進，以便減少對芯樣的擾動。若混凝土強度較高，巖芯管的連結同軸度能滿足要求，也可采用短巖芯管用空心直接頭連結進行鉆進。當芯樣長度達到要求后，確認芯樣未斷，應采用整根長巖芯管取芯。

2.4.4　鉆進沖洗液。如有必要可選用潤滑沖洗液鉆進，以提高沖洗液攜帶巖粉的能力，避免鉆孔過程中產生的巖粉及碎渣沉積對芯樣產生擾動，并及時冷卻鉆頭，還能使芯樣完整光潔。一般潤滑劑采用普通洗衣粉就可以。高效潤滑劑有L-HP等產品，該潤滑劑除潤滑性能好，凈洗率強外，還有較好的抗鈣鎂和抗乳能力，能在芯樣表面形成保護膜，可進一步提高在混凝土缺陷部位取得原狀芯樣的成功率。為防止鉆進沖洗液對工作面的污染，應對沖洗液進行凈化和回收。

2.4.5　鉆進過程中應特別注意的幾個問題

（1）正常鉆進時，注意對鉆進壓力與轉速的調整應做到協調一致，使鉆進進尺均勻，如果轉速上升了，鉆進壓力過小，則進尺很慢，容易使該處芯樣與孔壁受到磨損，使芯樣表面不平滑，呈竹節狀，同時易造成孔斜，對芯樣產生側壓力。鉆進參數的控制與調整要求各施工班組應統一執行。

（2）鉆進過程中遇到鋼筋或冷卻水管等鋼結構物體時，應注意減小孔底鉆進壓力，適當加大水量，降低轉速，直至切穿，同時嚴密注視回水量大小，以免因鉆破冷卻水管后突然失水，造成卡鉆。

（3）在長芯樣鉆進前應選好鉆頭與擴孔器，一旦開始鉆進，中途不得改用其它鉆頭與擴孔器，以免因前后所使用的新舊鉆頭內外徑不一致，造成擴孔或芯樣縮徑，容易使已鉆芯樣斷裂。

（4）單管鉆具混凝土取芯卡料應采用粒徑2mm左右顆粒均勻的石英砂。在準備取長芯樣開鉆時應加大進水量，將上一回次取芯后遺留在孔底的部分石英砂沖出，對于少量顆粒較粗未沖洗出來的石英砂，應在開孔進尺約15cm之后，將鉆具上提50　cm左右，加大水量將粗顆粒石英砂沖洗至15cm深的槽口內，然后放下鉆具將槽內沉砂低速磨碎后沖出，否則在長芯樣鉆進過程中很可能因粗顆?？系羧霂r芯管與長芯樣縫隙之間，容易卡斷長芯樣。

3　取芯技術

長芯樣鉆到長度滿足要求之后，應盡量采用長巖芯管取芯。長巖芯管底部安裝好相應規格的卡簧座與卡簧，利用卡簧座與卡簧將芯樣底部卡住，然后在孔口利用夾板將巖芯管夾住，采用兩個5t的千斤頂同時均勻加壓頂住夾板，將芯樣從卡簧底部處強行拉斷。在裝有卡簧的巖芯管下入孔底過程中，嚴禁向上提動巖芯管，以免將芯樣卡斷，芯樣拉斷后可向巖芯管與長芯樣間隙之間加滿粒徑小于0.5mm的均勻粉砂，以便在芯樣吊運過程中起到保護芯樣的作用。

卡簧座加工制作材料與規格要求與所使用的巖芯管一致，管壁厚度不宜小于8mm，卡簧是一個斷面呈倒立契形的薄壁圓環，契形坡角為4°～6°，薄壁圓環內面可車幾道寬約2　mm的槽口?？ɑ汕队诳ɑ勺鶎牟劭趦?，卡簧座底部內表面可倒車成喇叭口，以便于巖芯管下放。當巖芯管下好之后，一般向上稍微提動巖芯管，則卡簧相對下滑可將芯樣卡住。如果芯樣直徑過小，卡簧卡不住，則可加入少量石英砂至卡簧內表面2mm的槽口內，則立即可將芯樣卡住。

4　芯樣吊運與存放

芯樣拉斷后可利用鉆機卷揚或吊裝設備進行吊運，吊運前應將相應長度的槽鋼斜靠某一支架上，將芯樣吊出之后順向緩慢放入槽鋼并綁扎好之后，連同槽與裝有芯樣的巖芯管一并放平，然后采用工字鋼制作的專用長芯樣吊裝橫梁將槽鋼與巖芯管一并吊入拖車，拖車內預先應鋪砂并采用三角枕木墊平，以防運輸過程中道路不平使芯樣斷裂。芯樣吊運至存放地點后，將卡簧座取下，一邊用水沖洗巖芯管內粉砂，一邊用千斤頂與葫蘆頂壓芯樣至槽鋼內存放，為了長期保存，防止芯樣發生龜裂，可在芯樣表面涂刷一層透明保護膜。

（責任編輯：陳喜輝）