淺談原型觀測儀器在軟基地質條件下的施工方法

◇黃河勘測規劃設計有研究院有限公司 熊麗娜 王 林 劉 丹

本文針對河南省西霞院反調節水庫左、右壩肩基礎部位原型觀測儀器在施工過程中的實際情況，闡述了在施工過程中遇到的施工難點及解決方法，并作出了特別說明、提出了自己的一些看法。

1 概述

小浪底水利樞紐配套工程—西霞院工程是一座以反調節為主，結合發電，兼顧供水、灌溉等綜合利用的大型水利工程，在左、右壩肩各布置一批滲壓計。其中在左壩肩布置了7套滲壓計、右壩肩布置了9套滲壓計，鉆孔的地質條件，主要以粘土、砂礫石層為主，該地層地質條件差，觀測儀器的造孔及安裝難度較高，在如此復雜的地質條件下進行原觀儀器的施工，在水利工程施工中也是較為少見。

2 儀器的施工特點

2.1 淺孔滲壓計

主要測量壩基礎地下水的揚壓力，儀器埋設在基礎開挖面以下0.5 m，鉆孔淺、采用鉆機鉆孔太浪費，人工挖孔開挖量較大，對基礎破壞大，如何能做到既經濟施工又保證基礎不被破壞成為淺孔滲壓計埋設的施工難點。

2.2 深孔滲壓計

測量壩基礎地下水在各高程的揚壓力。用地質鉆機泥漿護壁鉆孔，但滲壓計的測頭部分在安裝過程中又怕泥水進入而導致儀器無法正常工作，所以滲壓計的鉆孔清洗成為深孔滲壓計埋設的施工難點。

3 儀器的施工工藝

3.1 淺孔滲壓計施工

（1）造孔：①在儀器安裝位置挖一個深1 m的坑；②將一根直徑110 mm的PVC管用電鉆在管上鉆間距2 cm、直徑1 cm的孔（見圖1）；③將鉆好孔的PVC管纏上土工布垂直放入坑內（見圖2）；④人工回填并夯實的開挖原狀料（見圖2）。

圖1 PVC花管制作示意圖

（2）安裝：①將滲壓計前端的透水石取下在清水中浸泡24小時以上；②為了保證儀器進水口的通暢，防止污水泥漿進入進水口所以在滲壓計的前端用中細砂做成人工過濾層，人工過濾層外用多層紗布包裹；③先在PVC管中放入50 cm的洗凈中粗砂，然后將包裹好的滲壓計放入管中，滲壓計放好后繼續回填洗凈中粗砂，直至將PVC管填滿為止（見圖2）。

圖2 滲壓計安裝示意圖

3.2 深孔滲壓計施工

（1）造孔：①采用XY-Z鉆機按照鉆孔點位在基礎上鉆進至砂礫石層；② 將直徑168 mm的鋼管截成2 m一段，然后將鋼管兩端分別加工成絲扣（一端在鋼管內部加工成內絲，一端在鋼管外部加工成外絲），使鋼管首尾能夠連接；③將直徑127 mm的鋼管套入168 mm的鋼管中，使鋼管首尾能夠連接；④ 在鉆孔附近挖一個深坑做循環泥漿池；⑤ 鉆機繼續鉆進2 m后，將第二根鋼管與第一根鋼管用絲扣連接，繼續利用鉆機上的卷揚將鋼管放入孔內，以此類推，每鉆進2 m連接一根長2 m的鋼管，直至鉆孔鉆到設計深度（見圖3）；⑥ 鉆孔鉆到設計深度以后，用循環的清水對鉆孔反復清洗，直至將鉆孔內的循環泥漿全部清洗干凈為止。

圖3 深孔滲壓計鉆孔示意圖

（2）滲壓計的安裝：①將滲壓計前端的透水石取下在清水中浸泡24小時以上；②為了保證儀器進水口的通暢，防止污水泥漿進入進水口所以在滲壓計的前端用中細砂做成人工過濾層，人工過濾層外用多層紗布包裹；③在鉆孔內回填洗凈的中粗砂，回填的高程為滲壓計的安裝高程；④將滲壓計放入鉆孔內（見圖4）；⑤在滲壓計上部回填1 m高的洗凈中粗砂（見圖4）；⑥在中粗砂上部回填0.5 m高的膨潤土（見圖4）；⑦利用鉆機上的卷揚將鋼管拉出2 m，在絲扣處將鋼管卸下一節；⑧繼續回填洗凈的中粗砂（回填過程中根據回填的高度繼續將鋼管分節卸下來）；⑨最后封孔，保護電纜（見圖4）。

圖4 深孔滲壓計安裝埋設示意圖

4 施工中應注意的問題

（1）淺孔滲壓施工中應注意的問題。安裝儀器時要輕拿、輕放，嚴禁碰撞。用于回填滲壓計的中粗砂必須是洗凈的，人工回填并夯實的開挖原狀料時必須按照人工夯實的規范進行。

（2）深孔滲壓施工中應注意的問題。①安裝儀器時要輕拿、輕放，嚴禁碰撞；②對于已確定的儀器埋設斷面處的成孔質量（孔斜、孔深、孔徑）進行嚴格的控制；③成孔后對鉆孔進行清洗，直至返水清潔；④對機械設備進行全面檢查，保證在儀器下設過程中的安全；⑤在安裝儀器過程中電纜須拉緊；⑥回填濾料時應注意慢倒，使用填塞工具時特別要小心，避免損壞滲壓計的電纜；⑦起套管時，當套管能自由上下運動時，應起用輔助裝置套牢套管，避免套管突然下沉而損傷儀器電纜；⑧安裝完畢后，及時埋設孔口管保護電纜。

5 結語

根據西霞院工程較為復雜地質條件的情況，采取較為有效的施工技術措施方案，確保了所有原型觀儀器的施工質量，原型觀測儀器的安裝合格率100%，保證了今后觀測工作能順利有效的進行。