近等直径冲孔法在深水、急流、漂石层钢护筒施工中应用

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1、近等直径冲孔法在深水、急流、漂石层钢护筒施工中应用［摘要］岷江河床地质以大型的漂卵石层为主，在这种地质情况下进行钢护筒施工，本来就存在一定的困难。而一旦该施工地点位于库区，那么其急流、深水的特点就更加增添了施工的难度。本文以实际施工情况为例，主要介绍采用一种新型的施工方法在保证钢护筒施工质量的同时大大提高了施工效率，加快了施工进度。［关键词］近等直径冲孔法；深水；急流；漂石层；钢护筒引言钢护筒是采用冲击钻机进行冲孔施工的前提条件，它主要起到保护孔口、定位导向，维护泥浆面，防止坍方等作用,钢护筒施工质量的好坏在一定程度上决定了钻孔质量的好坏。一般来说，钢护筒仅是冲

2、孔施工所采取的一项施工措施,在完成桩基浇筑后要进行拆除，可以重复使用，而在本文中所介绍的钢护筒地处深水库区，且与设计外包钢套管相结合，一旦施工完成后将不再进行拆除。因此钢护筒作为永久工程实体的一部分而非一般的措施工程，其施工质量更加需要提升到结构工程的质量要求。1.工程概况映秀至汶川高速公路玉龙岷江大桥，地处汶川县玉龙村福堂电站库区内，下游800m为福堂电站大坝。桥梁全长360m,9跨40m结构，为双向分离式T梁桥，桥梁下部结构为钢筋混凝土盖梁、双柱式桥墩、钻孔灌注摩擦桩基础。全桥设计共有8组32根圆柱桩，其中4〜7号墩为深水桩基施工，水位最深处达16m以上，桩

3、身直径2.5m,钢护筒直径2.8m,为了防止河流冲刷，设计外包钢套管。深水桩基采用全钢平台结合钢栈桥浇筑水下论的施工方式进行施工。由于玉龙大桥地处福堂电站库区，水位变化基本不受洪水涨落的影响，而主要受到电站蓄放水的影响，根据监测一日内水位高差变化达3m以上，施工常水位高程1267m：最低水位出现在7月份左右，为1258.239m,最高水位为1268m。对于整个岷江来说，水流十分湍急，特别是福堂电站大坝放水时，桥址处水流速度最高达到3-4m/so1.钢护筒施工难点分析(1)水流急，钢护筒在下沉施工时受到水流的冲击力较大，极易出现偏斜。(2)水位深，对钢护筒加工质量

4、要求高，否则一旦出现护筒内外液面高差较大形成压力差的情况下极易漏水、漏浆。(3)地质条件复杂，岷江河床以漂卵石地层为主，钢护筒很难直接打入至河床的设计深度。3•处置对策及原理3.1针对水流急的问题，施工方采取的对策及措施有：(1)采用水流测速仪器对岷江水流速度进行监测，同时加强与福堂电站大坝值班室的联系和沟通，尽可能将钢护筒的施工安排在流速小于lm/s的时间段进行，避免由于流速过大造成钢护筒竖直度偏差超出护筒长度3%。的允许值范围。(2)利用枯水季节或低水位时施工，因为水位低时水流速度慢，有利于施工质量控制。(3)选择施工方向，从映秀端逐渐向汶川端推进，从流速低

5、的一面逐渐向高的一面推进，有利于施工质量和安全的控制。(4)加高导向架，提高钢护筒下放时抵抗水流冲击的能力，减少竖直度偏差。1.2针对水位深，压力大的问题，施工方采取的措施有:(1)提髙钢护筒本身的加工质量，保证焊缝密实，护筒端头平整，筒身竖直，焊缝质量必须达到《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)中二级标准。(2)及时调整护筒内外液面差，在护筒内增加1台泥浆泵，悬吊设置，可根据护筒外水面的高低抽排泥浆调整泥浆面使之与河流面相匹配。3.3针对漂卵石地层钢护筒很难打入至设计深度的问题，施工方采用了近等直径冲孔法进行钢护筒下沉施工，大大提高了施工

6、效率，同时也完全达到了施工质量的要求。其原理就是先将钢护筒下放至河床表面，然后进行冲孔，掏空护筒正下方土体，依靠护筒自重或竖直外力作用克服护筒外壁与周围土体的摩阻力使钢护筒下沉至设计深度。前面两个问题所采取的措施均不难理解，下面主要针对近等直径冲孔法进行下沉钢护筒施工做一详述。1.近等直径冲孔法下沉钢护简4.1近等直径冲孔法定义近等直径冲孔法，就是采用直径与设计钢护筒内径非常接近的钻头在已放至河床表面的钢护筒内进行冲孔施工，依靠冲击钻孔存在有一定扩孔率的原理，致使钢护筒正下方的土体被逐渐掏空，造成钢护筒悬置的状态，在冲孔至护筒设计深度后，提出钻头，依靠护筒自重或

7、采用振动锤等设备在钢护筒上口施加竖直向下的外力作用，克服钢护筒外壁与周围土体的摩阻力，从而使钢护筒逐渐沉放至设计深度。达到预期的施工要求和目标。4.2近等直径冲孔法下沉钢护筒的施工准备在进行钢护筒下沉施工前除应准备钢护筒、冲击钻机、钻头、相应的施工人员、材料等外，还应确定最佳的钻头直径。4.2.1现场试验为了达到理想的冲孔效果和顺利的下沉钢护筒，施工方首先在岸上浅滩处进行了现场试验。试验目的：选择合适的钻头直径，在达到一定扩孔率的情况下，能够使钻出的孔径略大于钢护简直径，使钢护筒依靠自重或施加外力的作用下顺利下沉到位。试验设备及设施：一台冲击钻机、一枚下底圆锥直

8、径为2.5m的钻头、电焊