浅谈在砂卵砾石地层中跟管造孔工法的应用

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1、浅谈在砂卵砾石地层中跟管造孔工法的应用【摘要】在地质造孔施工中，对于穿透卵石层进行岩体灌浆施工的常规方法是采用跟管钻机造孔下设预埋钢管，再进行岩体钻灌施工。本文讲述穿透近30米深度卵石层的跟管造孔工法的成功应用，即解决了砂卵砾石层采用常规工法不成孔的难题，又缩短了工期，节省了投资，为今后解决类似地质情况的施工提供了范例。【关键词】砂卵砾石层；跟管造孔；工法应用1、工程简介岳城水库是一个防洪、灌溉为主，兼顾供水、发电的综合利用工程，总库容13.0亿m3,工程等别属I等大（1）型水库。岳城水库通过河北省民有渠和河南省漳南渠灌溉农田，设计

2、灌溉面积220万亩，并可为邯郸、安阳提供工业和城市生活用水。水库枢纽由拦河坝、溢洪道、溢洪洞、电站及渠首工程等组成。由于工程需要，主坝右岸需要进行基础防渗处理，按设计要求，加固方案为采用水泥粘土泥浆对坝基进行灌浆防渗。2、跟管造孔工法实施背景岳城水库除险加固主坝右岸基础防渗工程主要分为施工平台（包括平行段和垂直段）填筑及拆除的临时工程、平行段的帷幕灌浆工程和垂直段的帷幕灌浆工程。垂直段的帷幕灌浆位置处在水中，灌浆端点处水深达15米，依据招标文件，由设计及业主提供红土卵石料场进行施工平台的填筑。由于实际提供料场卵石含量（高达70%以上

3、）远超设计指标，卵石粒径较大，最大粒径达50厘米以上，且垂直段平台填筑为水中抛填，故垂直段施工平台实际填筑后基本为松散的砂卵砾石堆积体。招标文件中要求对填筑平台的碾压密实度及含水率进行试验，尽管增加了碾压变数，但其密实度仍然很低，工程需要穿透该填筑平台对水底以下地层进行帷幕灌浆防渗。帷幕灌浆孔段分为空钻段和灌浆段，在空钻段采用镶铸预埋钢管的方法保护孔壁。垂直段帷幕灌浆孔空钻段卵石层深度达25m以上，采用常规地质回转钻机施工极易塌孔、卡钻且不成孔。填筑土料的质量给帷幕灌浆空钻段造孔镶管造成了极大困难。为此，采用了重锤跟管法造孔与回转钻

4、进跟管法造孔两种工法进行施工。3、跟管造孔工法概念3.1重锤法跟管造孔本工程重锤跟管造孔施工是一种结合本工程卵石含量高且不密实、易塌孔的地层采用250kg重锤及几种不同管径的高硬度地质管在地质钻机钻掏的配合下成孔的一种跟管方法。3.2回转钻进跟管造孔本工程回转钻进跟管法施工是采用回转钻进跟管造孔由专用薄壁地质管材料的巾127钻具与(1)108钻具作为上部和下部护壁套管，同时采用巾127与巾108薄唇钻头钻孔并下设巾89预埋钢管的造孔施工。4、跟管造孔工法实现与应用的技术方案4.1重锤法跟管造孔4.1.1重锤法跟管造孔工艺流程重锤法跟

5、管造孔工艺流程详见“图1”。图1重锤法跟管造孔工艺流程图4.1.2重锤法跟管造孔施工全过程岳城水库主坝右岸基础防渗工程中，在垂直段施工平台上的帷幕灌浆孔开孔施工时，先用4)127金刚石钻头导孔l-2m,或者直接用配备好管靴的(13168地质管进行吊打及垂直度校正开孔l-2m,可根据地层需要进行开孔工艺选择，开孔后，采用250kg重锤对配备好管靴的4H68地质管进行冲击，巾168地质管长度为1・3旷2.8m,根据需要进行地质管的选择，d)168地质管之间采用专用d)187地质管箍相连，在重锤的锤击下进入到12m左右的深度时，将孔内浮石

6、用巾110-127金刚石钻头扫除，再在巾168地质管内下设d)127地质管，第一根巾127地质管底部同样连接配套的管靴，巾127地质管之间采用巾146专用地质管箍进行连接，采用同样的锤击方法将巾127地质管镶入24m-28m深度的地层中，之后采用巾91的金刚石钻头将巾127地质管内的浮石扫除后，继续造孔到设计镶管深度，下设并镶筑巾89钢管。镶筑巾89钢管后，采用250kg重锤及配套打杆与三角架进行吊打，先将巾127地质管完全取出，然后再采用同样方法将巾168地质管全部取出。通过现场试验，确定该种方法在本工程中的工效为：18小时完成一

7、个35m深度的空钻孔造孔及其预埋管镶筑，其中卵石深度为27m,粘土深度约为8m。详见图2与图3。4.1.3重锤跟管法施工质量控制(1)主要控制指标：孔位，孔深，垂直度应满足设计要求。(2)质量控制难点：造孔垂直度。垂直度控制方法：(导孔)开孔1-2m进行垂直度校正(采用水平尺)，并在孔口进行加固处理，在重锤跟进施工中随时进行垂直度校正，采用钢管或钻杆进行垂直度校正钻进，最终镶管时，孔口外预留至少lm钢管进行垂直度校正并在孔口及时将钢管固定，然后注入水泥浆待凝，孔口妥善防护，严防杂物落入孔中。4.1.4重锤跟管法施工注意事项(1)开孔

8、l-2m进行垂直度校正，对孔口进行加固处理,同时在造孔过程中随时进行垂直度的测量并及时校正。(2)在d)127地质管内钻孔扫孔时严防孔口返流出的浆液及杂物回流到巾127地质管和巾168地质管之间，在巾127地质管孔口外采取密封导流措施