恶滩水电站左岸挡水坝土钉墙施工技术

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1、恶滩水电站左岸挡水坝土钉墙施工技术刘贵军徐跃斌毛勇（中国水利水电第七工程局基础分局，四川成都611130）摘要：本文结合恶滩水电站左岸挡水坝土钉墙工程施工实际，通过对施工技术难点的分析研究，介绍了在该工程中应用的新机具、新工艺，为超长土钉施工提供了借鉴。关键词：土钉墙造孔超长注浆螺旋钻头热压法1.概述1.1工程概况恶滩水电站扩建工程是红水河规划开发的第八个梯级水电站，坝址位于广西忻城县红渡镇镇府上游3Km，坝址上下游分别与已建的百龙滩水电站尾水和规划的桥巩水电站正常蓄水位衔接。该扩建工程是一座以发电为主，兼有航运、灌溉等综合

2、利用效益的水利水电工程。电站总装机容量600MW，多年平均发电量为34.95亿kW.h。1.2地质条件恶滩水电站左岸挡水坝土钉墙支护的范围为EL128.5~EL113，桩号坝上0+55m~坝下0+58.5m。根据2002年6月补勘钻探记录中钻孔ZK22和ZK23的地质资料以及现场开挖后出露的土层状况，结合施工钻孔资料分析，该工程地质条件如下：土坡上部2~3m为填土，由粘土混灰岩块石，砂土混碎石等组成，为新近未经碾压的填土，松散状。中部约6~11m为硬塑状含碎石粘土，断面粗糙，稍密~中密状，局部夹5~6mm硅质岩块石。下部为可

3、塑状含少量碎石粘土，厚约2~6m。基岩主要为灰岩，岩土相交面倾向基坑，倾角约30°。在基岩上覆有一层厚1.5~6m厚度不同的软塑状粘土，因含水量高达29.6%而呈流态存在。1.3主要施工技术参数本工程共施工土钉8排，352根（其中2根为测试钉），累计5842.42米。其中φ28mm1675.27米、φ32mm2040.01米、φ36mm2127.14米。土钉孔距2.0m，排距分为1.5m和2.0m两种，钻孔孔径为150mm，倾角15°，孔深多数为15~20m，最大孔深为36.2m，因下伏基岩面起伏，下部3排部分钻孔嵌岩，施工

4、中嵌岩孔均深入基岩3m。要求钻孔孔位偏差不大于10㎝，孔斜不大于5%，孔深误差控制在0.5m范围内。2.土钉墙施工本土钉墙支护的施工流程为：开挖工作面，修整边坡→土钉钻孔（土钉加工）→安装土钉→土钉注浆→铺设、固定表层钢筋网，设置排水孔→喷射砼面层150mm。2.1造孔施工本土钉墙工程在施工中面临的施工难点有：土钉超长（最大孔深达36.20m，为当前国内之最）、设备难以满足扭矩要求；土层松散、孔隙率大、含水率高成孔难度大；以及塌孔、缩径、等方面的困难。传统施工工艺因为孔深较浅，大多采用螺旋钻进造孔，这种工艺在孔深超出10.0

5、m以后，往往因为土体对钻具的摩擦和设备扭矩不足而钻进困难，在土体极松散的情况下，钻具拔出后也会因为塌孔而造成成孔率低的现象。本工程孔深频率见下表：序号孔深（m）数量(个)频率(%)备注1＜15.005315.05215.00~20.0023466.47320.00~25.004011.36425.00~30.00185.1超长5＞30.0071.99超长为此，我们从施工工艺、施工设备、施工技术等方面进行了探索和改进，根据施工进度要求结合施工工艺特点，我们采用一台20m3/min空压机供给风力，使用履带式全液压英格索兰钻机造孔

6、，钻孔开孔5.0m使用螺旋钻头钻进，以确保造孔施工时避免对边坡表层土体产生破坏，5.0m以后使用偏心钻头跟套管钻进，利用钻头的冲击、振动扰动孔壁周围土体，改变其密实度；利用套管跟进保证在流态粉质粘土层的成孔。针对钻孔深度大，钻进时在流态粉质粘土层和基岩界面极易产生错台，容易造成套管变形和增加土钉钢筋置入难度的情况，我们采取了在界面处使用低压、低速、反复扫孔的措施加大该部位孔径，以保证钻孔孔斜、消除错台的方法进行处理。实践证明，该项造孔工艺的改进在造孔施工进度、成孔率等方面较传统工艺均有很大提高，不仅顺利的完成了工程施工，确保

7、了工程质量，同时也为后续工程的施工在质量、工期上提供了可靠的保证。2.2土钉加工本工程土钉钢筋采用Φ28、Φ32、Φ36螺纹钢进行加工，使用φ10圆钢按每2~3m间距设对中支架，长度不低于50㎝，采用焊接的方法将其焊接在土钉钢筋上。加工时配备好注浆管、排气管、止浆袋。技术难点：本工程土钉最大长度为36.20m，单根钢筋长度为12.00m，土钉需进行加长连接，土钉设计强度为250KN，采用什么连接方式和如何确保连接强度是土钉加工的技术难题之一；另外，本工程地质条件为松散土体，成孔性差，常规的钉头和对中支架加工方法极易在置入时嵌

8、入孔壁土体中，如何保证土钉钢筋在置入时顺利施工就成了加工时的又一技术难点。加工时，我们采用热压法钢筋直螺纹连接技术对进行钢筋连接加长，使用SM－40等强度直流螺纹滚压机对钢筋进行螺纹加工，使用连接套筒进行加长连接。该连接方法与传统搭接、错结、对结等焊接加工工艺相比（特别是Φ32、Φ36等大