河池市六萬村地質(zhì)滑坡套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)的應(yīng)用

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：U416.163 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.015

文章編號：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敭a(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)則的錯臺。滑坡體分布高程大約在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)定計算要求及地區(qū)錨固經(jīng)驗，錨索單索錨固力設(shè)計值可取為600～800kN，對應(yīng)的極限錨固力為1600～2200kN，計算可得錨固段長度為12～15m。因此，取35m、30m兩種錨索長度類型，對應(yīng)設(shè)計值分別為800kN、600kN的單索錨固力，兩種錨索交錯布置，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。對于如此復(fù)雜的地質(zhì)，項目技術(shù)人員反復(fù)試驗論證，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

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等級套管，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，調(diào)校潛孔鉆機(jī)到設(shè)計要求方位。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)。起動英格索蘭空壓機(jī)，操控潛孔鉆機(jī)，電動機(jī)同時帶動鉆桿和套管風(fēng)壓鉆進(jìn)。抽動鉆桿用中風(fēng)壓清渣，吹凈后繼續(xù)鉆進(jìn)，到更換鉆桿時停止鉆機(jī)。

（4）依次循環(huán)往復(fù)，抽動鉆桿，鉆進(jìn)中風(fēng)壓清渣，保持套管無殘渣，逐節(jié)安裝鉆桿和套管，直至鉆到設(shè)計要求深度。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)計要求完成每一個鉆孔。

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，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)計要求角度，緊固鉆機(jī)。

（3）鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中應(yīng)及時調(diào)校鉆機(jī)所處狀態(tài)，按設(shè)計要求鉆孔直徑鉆進(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)計長度進(jìn)行下料，砂輪切割，保證鋼鉸線滿足錨索體設(shè)計要求。

（3）鋼鉸線剝皮段去除油污，清洗干凈。對于螺栓連接部分必須緊固。中架、隔離架務(wù)必符合設(shè)計要求。

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

在工程施工期間，要重視滑坡變形監(jiān)測預(yù)報工作，做到心中有數(shù)。本項目采用地表簡易觀測法和全站儀控制點監(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)滑坡整治工程項目部高度重視安全生產(chǎn)工作，設(shè)立專項安全生產(chǎn)資金和專職安全員，全員落實安全生產(chǎn)責(zé)任制，現(xiàn)場施工員既抓進(jìn)度、也抓質(zhì)量，同時又是安全生產(chǎn)責(zé)任人，責(zé)任明確，有獎有罰。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)措施落實到位，施工全過程安全事故為零。此外，項目每周安排安全文明生產(chǎn)例會，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。項目合理投入新設(shè)備，運用新工藝，取得進(jìn)度、質(zhì)量、效益多贏的局面。

6項目效益分析

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。

人工費：共有工人24人，按150元/人算，節(jié)約176400元。

機(jī)械費：共有空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)、鉆機(jī)7臺套，按每天700元/臺套算，節(jié)約機(jī)械費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和經(jīng)濟(jì)效益，樹立了項目品質(zhì)高的企業(yè)形象。由于六萬村地質(zhì)滑坡治理竣工時間不長，盡管現(xiàn)在處于穩(wěn)定狀態(tài)，但仍要對該地質(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)滑坡時有發(fā)生，尤其是山體滑坡、巖溶塌陷、崩塌等，對群眾生命財產(chǎn)安全造成極大的危害。因此，如何及時有效地處治地質(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錨索成孔新途徑。