岩溶地区人工挖孔改冲击钻成孔应用技术

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1、岩溶地区人工挖孔改冲击钻成孔应用技术　　岩溶地区人工挖孔改冲击钻成孔的应用技术龚平1华强21．2湖南省汝郴高速公路建设开发有限公司湖南省长沙市423000摘要：本文以汝郴高速公路赤石特大桥主8#墩桩基施工为实例，阐述了在岩溶发育地区的桥梁桩基施工中，人工挖孔不能满足正常施工需求时，改为机械冲孔施工的应用技术，施工中取得了很好的效果，为同类地质条件的施工提供了一种安全可靠、效益显著的施工方法。关键词：岩溶地区人工挖孔冲击钻成孔应用技术中图分类号：P642.25文献标识码：A一、工程概况6赤石特大桥为四塔双索面预应力混凝土斜拉桥，主跨径组成为165m+3×3

2、80m+165m，在目前同类型桥梁中排名世界第一的高墩多塔大跨径斜拉桥，主8号墩位于山坡靠近坡脚处，山体坡势较陡，桩基布置为5×6+4×1共34根，其中23根φ2.8m和11根φ3.1m，均按嵌岩桩设计，桩长21.5～68.5m，主要不良地质表现为溶沟，地下水侵蚀和流沙。根据基础地质特点及现场地形条件，原则上桩基拟全部采用人工挖孔方案，对于桩长超过50米地质情况较差的桩，人工挖孔时将护壁内径比设计直径加大20cm，如人工开挖不能满足施工进度及安全时则改冲击钻成孔。8#墩桩基布置见下图：二、施工工艺的改变原因该地区复杂多变的地质情况给挖孔施工带来极大的困难

3、，多孔挖进过程中遇到不同程度的地下水侵蚀，溶沟溶漕，流沙等不良地质。表现最为明显的是8-1#和8-4#两个孔，挖孔施工至40-55米深，突泥、流沙现象严重，虽然针对这种情况也采取了很多办法，例如加强护壁砼、沙袋，干水泥作“围堰”，井点降水、钢护筒等等，但收效甚微，正常施工无法进行。经统计每孔一个星期进尺仅仅1米，这样的进度远远低于我们的预期，而且在这样差的地质条件下孔下作业，给施工人员的安全带来极大的威胁，显然挖孔施工已经不能满足我们的要求了。综合考虑各种因素，决定迅速改变工法，8-1#，8-4#孔采用冲击反循环钻进成孔。1#、4#桩改变工艺前施工情况6

4、采用冲击钻有两点优势：对深孔，地下水泥沙丰富地层适应能力较强，进度较快；无需爆破，对周围孔桩施工影响较小。三、施工工艺流程四、冲击钻孔施工4.1准备工作4.1.1.钻机选型通过比选，选择1台对岩溶发育地层适应能力较强的JK12冲击钻机对1#，4#冲击成孔。平面尺寸为9mx2.5m，钻头重量为10t，主要参数见下表。JK12冲击钻机主要性能参数表：4.1.2.场地布置因8#主墩施工场地限制问题，处于山腰部位地势较高，采用冲击钻成孔时，泥浆池布置场地有限，根据1#，4#桩位置，泥浆池布置在承台左幅挡墙下，方便泥浆循环。挡墙下方的160mз水池可满足施工中补水

5、造浆的需求。1#孔施工前先将2#，4#孔内注入不少于20米的水头，保证孔壁稳定。钻孔施工示意图4.1.3.钻机安装定位6施工过程中的机械设备均通过100t履带吊吊到8#墩施工平台上。先施工1#桩，成孔后钻机移位施工4#桩。钻机就位时，先在5#孔上铺设钢板，防止钻机振动破坏孔口稳定。在钻机底部铺设枕木，固定好钢轨，利用100t履带吊将钻机吊装就位，立好钻架并调整，安设好起吊系统，将钻头吊入砼护壁内，利用护壁上引桩拉出中心点使钻头对中，用水平尺检查钻机水平度满足要求后，经验收合格后方可开钻。4.2、钻进成孔4.2.1.泥浆制备与循环开钻前向孔内回填膨润土及其

6、它辅助材料进行造浆，经检测泥浆指标到达要求后则开始钻进，在钻孔过程中，随时对泥浆指标进行检测，以防止发生扩孔、塌孔、缩径等现象，保持孔壁稳定。现场泥浆循环系统主要包括砂石泵、泥浆泵、泥浆池及连通管路。利用1台砂石泵直接抽泥浆至泥浆池，泥浆通过振动筛将小颗粒粉细砂在沉淀池有足够的沉淀时间，以确保循环泥浆指标优良，经沉淀后的泥浆用1台4PNL泥浆泵泵输入孔内。4.2.2.冲击钻成孔（a）溶岩层钻进6溶岩层中多为小溶沟，溶漕，需控制钻进速度，采用直径3.08米钻头，1米小冲程钻进，防止遇到溶洞塌孔埋钻，每2米进行一次泥浆循环排渣，并抽取渣样，判断地质的变化情况

7、，泥浆比重控制在1.3—1.5g/m3。溶岩层中钻进要时刻注意观察钢丝绳的偏位，检查钻机是否倾斜，以便及时调整，避免斜孔产生。出现偏锤适当回填片石及时纠正偏位。(b)基岩层钻进基岩层钻进采用直径3.1米钻头，1.5—2米冲程钻进，防止震动过大导致周围孔护壁坍塌，泥浆比重控制在1.2—1.4g/m3。每1米进行一次清渣，在钻进过程中及终孔时，要及时捞取渣样，与地质剖面图进行比较，若发现地质情况与设计资料出入较大时，应向设计单位反映。（c）清孔钻至设计标高后先通过砂石泵进行泥浆循环清渣，再配合掏渣桶下放直接掏渣，直至孔底沉渣厚度和泥浆性能指标满足设计及规范要

8、求。（d）钻渣与弃浆净化处理钻孔施工时，钻渣在沉淀池沉淀后，用反铲挖出，自卸汽车