同心跟管钻孔技术在拱座基坑预应力锚索施工中的应用.pdf

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1、同心跟管钻孔技术在拱座基坑预应力锚索施工中的应用邵东辉(中铁十八局集团第--512程有限公司，河北唐山064000)摘要：在岩土钻掘工程中，跟管钻进技术是解决复杂地层钻进较有效的方法，本文结合工程实例简单介绍了全液压锚固钻机与同心跟管钻具的选择及锚索孔钻孔施工控制要点。关键词：全液压锚固钻机；同心跟管钻具；套管护壁钻孔中图分类号：U455．4文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)04—0157—021工程概况丘北南盘江特大桥为新建铁路云桂线控制性工程，昆明端位于云南省弥勒县境内，南宁端位于云南省丘北县境内，S305省道及南盘江由桥下穿过。该桥主桥

2、为416m上承式钢筋混凝土拱桥，一跨跨越南盘江。特大桥南宁侧拱座共五级永久边坡，为保证边坡稳定，在一级永久边坡上设置10根锚索抗滑桩。2锚索桩锚索设计情况锚索桩桩身横截面2X3(m)，每根锚索桩上设锚索3排，各长35m、33m、31m(不包括张拉段长度)。锚索均为单孔6束拉力型锚索，设计要求锚索自由段采用跟管钻进，锚固段采用波纹管防护，全孔范围内采用水泥砂浆灌注，孔底注浆，注浆压力0．6—0．8blPa。锚索采用qbl5．2nlln低松弛无粘结预应力钢绞线制作，抗拉强度不低于l860NPa。锚索钻孔范围岩层为灰岩及压碎岩。锚索桩设计纵断面见图1。一级永久平台3施

3、工方法图1锚索桩纵断面3．1锚索桩桩体施工锚索桩采用人工挖孑L方式，浇筑混凝土前在锚索相应位置采用预留钢管预埋锚索孔道同时兼做导向管，预埋时保证位置及角度正确，为防止预留孔道出现问题，各孔道上部1m位置各预埋一个备用孔道。3．2锚索孔施工机具选择锚索孔钻孔一般采用四种成孔方法：①潜孔钻成孔孔；②组合麻花钻成孔；③化学泥浆成孔；④跟套管成孔。潜孔钻成孔在上部锚索框架梁施工时发现成孔困难、卡钻、废孔较多、工效低。组合麻花钻和化学泥浆法成孔效果差，且图纸要求不得采用水钻。经过讨论，决定采用套管护壁钻孔技术。套管护壁钻孔是指必须采用套管跟进护壁的钻孔方式。套管护壁钻孔对

4、孔壁周边扰动小，可有效的防止钻孔时的塌孔现象，有利于保证注浆饱满度和注浆质量，提高孔壁地层与注浆体的粘结强度。锚索钻孔全套设备由钻机、组合钻具、拔管机及空气压缩机组成。钻机采用成都哈迈YXZ一50A全液压锚固工程钻机，钻机由主机，操作台和泵站三部分组成，可拆性好，便于安装和搬迁，施工场地适应性强。该钻机回转动力、推进动力及辅助动作均是以液压为动力，液压站由电机驱动。配合同心跟管钻具，风洗正循环出渣。钻机具有成孔快速、顺直，装管效果好的特点，缺点是粉尘污染较大。组合钻具由套管、套管靴、钻杆及同心跟管钻具组成。套管由外径dpl27mm、壁厚6mln，单根长1．5m，

5、连接丝扣为反丝。套管主要用于保护钻孔孔壁在钻进过程中不坍塌，随钻孔深度延伸，且在施工跟进过程中不易折断，在钻进成孔穿索后再拔出。套管靴与套管配套使用，主要起带动套管同步跟进的作用。钻杆用于钻进时随孔深接长。同心跟管钻具主要起破碎钻进岩体的作用。启动钻具时，钻具旋翼向四周打开，形成扩孔范围，从而带动管靴和套管往下跟进。到达设计深度时，将钻具反转，旋翼收拢后，可将钻具从套管内提出。同心跟管钻具原理见图2。图2同心跟管钻具原理图拔管采用YB一60型液压拔管机，额定起拔力600kN，油缸行程500mill，最大起拔速度680mm／min，该设备重量轻、起拔力大、可拆性好

6、、搬运迁移方便，适用于现场施工。压缩空气由阿特拉斯XAHS376E移动式空气压缩机提供，该机工作压力：12bar(1．2MPa)，气流量22．7m3／min。3．3锚索钻孔施工桩施工完后开挖一级永久边坡，然后进行锚索施工。锚索在脚手架钢管搭设的支架上进行施工。锚索施工流程见图3。图3锚索施工流程图(1)钻机就位。为使锚孔在施工工程中及成孔后其轴线的位置及角度符合设计要求，必须保证钻机就位的准确性和稳固性，确保开孑L钻具的轴线与设计轴线保持一致，否则必须进行整改直至达到要求方可开钻。准确性：调整钻机立轴线和钻杆轴线与钻孔中心设计轴线一致后方能开孑L，钻进5m后检查

7、钻具轴线、钻机的轴线与钻孔中心轴线的一致性。稳固性：用扣件将钻机与脚手架钢管固定在一起，钻进过程中随时检查钻机稳固性。钻机在支架上由人工进行拖拉到位，由钻机液压腿进行钻杆轴线角度调整。(2)安装组合钻具。安装时先将套管靴与一节套管通过反向丝扣连接，插入导向孔，放人组合钻具，操纵钻机，将组合钻具与钻机连接，连接时保证连接紧固。(3)钻进。钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2rain，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻进过程中，随着钻孔的延伸，随孔深增加接长钻杆

8、和套管。(4)穿索。锚索