孟華

摘 要：通過對(duì)廣渝高速公路華鎣至鄰水段4#、5#、6#高邊坡的處理，對(duì)施工過程中遇到的破碎、漏氣、潮濕粘土排渣不暢等問題，有針對(duì)性的引進(jìn)探礦工程的施工工藝，可快速、優(yōu)質(zhì)完成任務(wù)。

關(guān)鍵詞：破碎地層 潮濕粘性土層 施工工藝

中圖分類號(hào)：U417.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）009-006-02

1 工程簡(jiǎn)介

國(guó)家“九五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目——廣渝高速公路，其中華鎣至鄰水段，地處華鎣山脈，地形復(fù)雜，地勢(shì)險(xiǎn)要，高速公路穿過崇山峻嶺，出現(xiàn)多處隧道、橋梁及深挖路塹邊坡，在長(zhǎng)21.6公里的華鄰段上，共有大小高邊坡13處，由于坡高，地層破碎穩(wěn)定性差，邊坡開挖形成過程中出現(xiàn)多處滑坡、拉裂現(xiàn)象。

高邊坡加固處治由交通部重慶公路勘察設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)，根據(jù)坡高、地質(zhì)情況和邊坡的坡比不同，采用了多種穩(wěn)定土體和邊坡的治理方案，主要有：由預(yù)應(yīng)力錨索和框架梁組成的錨固體系，目的是通過主動(dòng)施加強(qiáng)大的預(yù)應(yīng)國(guó)，平衡邊坡臨空后的下滑力；壓力灌漿體系，增大邊坡土體的內(nèi)摩擦力，改善土體結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性能；軟式透水管泄水孔，排出邊坡內(nèi)的地下水，降低靜水壓力；網(wǎng)格加草皮護(hù)坡及坡面排水體系等。在設(shè)計(jì)方案中，涉及探礦工程的內(nèi)容多，技術(shù)要求高，能否達(dá)到設(shè)計(jì)目的，確保坡邊長(zhǎng)期穩(wěn)定。安全，發(fā)揮探礦工程的作用，解決工程技術(shù)的難題是非常重要的。

經(jīng)過四川省交通廳組織的公開招標(biāo)，重慶渝碚地質(zhì)工程施工公司承接了廣渝高速公路華鄰段4#、5#、6#高邊坡處治工程，是全線13個(gè)高邊坡中工程量最大，難度較高的，其中5#高邊坡垂直高度82米，是全線最高的高邊坡，1999年7月中旬，連續(xù)的爆雨造成邊坡自下而上牽引式滑坡，是一個(gè)搶險(xiǎn)工程，地層松散、破碎，地下水位高，施工中易造成鉆孔坍塌、排渣不暢、孔內(nèi)漏風(fēng)等情況，特別是有少量地下水時(shí)，易形成泥孔壁，降低錨索砂漿與孔壁的粘結(jié)力。4#高邊坡垂直高度65米，為全線第二高，地層軟硬不均，主要為灰?guī)r夾黃泥，坡度較陡。6#高邊坡垂直高度48米，地層堅(jiān)硬，為灰?guī)r夾少量黃泥，溶洞發(fā)育，坡度陡，坡比1：0.3。

2 施工工藝

設(shè)計(jì)要求鉆孔施工采用無水工藝，避免施工用水對(duì)邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生不良影響，因此，鉆進(jìn)采用空氣介質(zhì)為主的方法。

作為空氣鉆進(jìn)，是以高能耗來制取壓縮空氣，為了在生產(chǎn)中充分發(fā)揮空壓機(jī)的作用，降低生產(chǎn)成本，提高效率，從設(shè)備選型，鉆進(jìn)工藝、人員素質(zhì)和后勤保障幾方面作好工作，縮短輔助時(shí)間，延長(zhǎng)純鉆時(shí)間，避免空壓機(jī)無效工作。

設(shè)備主要是空壓機(jī)和鉆機(jī)，空壓機(jī)是空氣鉆進(jìn)的動(dòng)力，提供壓縮空氣，選擇好空壓機(jī)是非常重要的，我們根據(jù)自身?xiàng)l件，采用兩臺(tái)英格索蘭VHP700螺桿式空壓機(jī)，額定排氣壓力1.2MPa，排氣量20m3/min，性能穩(wěn)定、可靠，輸出的壓縮空氣可供三臺(tái)J100沖擊器工作，在孔內(nèi)潮濕或地層裂隙漏氣嚴(yán)重時(shí)，可集中供氣給一臺(tái)鉆機(jī)，強(qiáng)力排渣，取得了較好效果。

鉆機(jī)要求轉(zhuǎn)速、扭矩、液壓系統(tǒng)靈活性及速度等均要滿足需要，同時(shí)，鉆機(jī)要搬遷容易，固定方便，我們選擇重慶探礦廠新型鉆機(jī)GX-ITD，該機(jī)實(shí)現(xiàn)了卡盤，給進(jìn)和鉆機(jī)移動(dòng)的液壓操作給進(jìn)油缸的移動(dòng)速度很快，較舊型鉆機(jī)提高一倍以上，縮短了鉆進(jìn)中的倒桿時(shí)間，輸出扭矩較大，能滿足復(fù)雜情況下對(duì)扭矩的需要，鉆機(jī)搬遷、固定、鉆進(jìn)中增加鉆桿的速度快時(shí)間利用率較高。

鉆進(jìn)工藝采用潛孔錘鉆進(jìn)，對(duì)于干燥，堅(jiān)硬的地層，形成粉塵鉆進(jìn)，鉆速較常規(guī)鉆進(jìn)工藝有極大提高。在堅(jiān)硬的灰?guī)r地層，測(cè)定鈍鉆時(shí)效達(dá)50米，臺(tái)月效率1500米，同時(shí)，高鉆速成孔形成的孔壁粗糙，有利于錨索砂漿與孔壁的粘結(jié)，增加錨固力，潛孔錘施工為全面破碎，無提鉆、取心時(shí)間，根據(jù)主動(dòng)鉆桿的長(zhǎng)度，配備長(zhǎng)度2米左右的鉆桿，增加鉆桿所用的時(shí)間短，每個(gè)孔只在終孔后提一次鉆具，純鉆時(shí)間利用率較高。

3 施工難點(diǎn)及處理方法

在錨索施工中，主要有三個(gè)難題：

（1）遇到破碎、裂隙發(fā)育的地層，鉆進(jìn)過程中漏氣嚴(yán)重，造成鉆孔內(nèi)容氣上返流速下降，甚至沒有空氣返回，無法排出巖粉、巖屑，大量的巖屑滯留在孔內(nèi)，無法正常成孔。處理方法是首先采用大風(fēng)量送氣，強(qiáng)力排渣，效果不明顯時(shí)，采用跟管鉆進(jìn)的方法，堵塞漏風(fēng)的通道。

（2）遇到潮濕含粘性土地層，鉆進(jìn)中無法形成粉塵，常在孔內(nèi)形成泥包，粘糊鉆具及孔壁，造成排渣不暢，孔內(nèi)不清潔，特別是當(dāng)潮濕的粘性土附著孔壁形成松散泥皮后，會(huì)阻止錨固砂漿與孔壁結(jié)合，使錨固力下降，處理方法是在終孔后，延長(zhǎng)排渣時(shí)間，盡量排出潮濕巖屑，最后，為了破壞粘性土形成的松散泥皮，要對(duì)孔壁進(jìn)行清洗，向孔內(nèi)注入一定量的水，回轉(zhuǎn)鉆具的同時(shí)，用大風(fēng)量排渣，反復(fù)清洗，直到排渣干凈。

（3）地層軟硬不均，堅(jiān)硬的灰?guī)r與軟弱的粘土相間，施工中易造成沖擊器及沖擊鉆頭損壞，在軟質(zhì)地層中進(jìn)尺速度過快，大量巖屑不能排出孔外造成孔道堵塞，處理方法是在操作上進(jìn)行控制當(dāng)由硬地層進(jìn)入軟地層時(shí)，減低鉆壓，上下多活動(dòng)鉆具增強(qiáng)排渣能力，保持孔道暢通，由軟地層進(jìn)入硬地層時(shí)，不要立即增加鉆壓待進(jìn)入一段長(zhǎng)度后，再恢復(fù)正常的鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)。

泄水孔施工，要求鉆孔按一定的仰角深入邊坡內(nèi)部，孔道要直，安裝軟式透水管形成長(zhǎng)期的泄水通道，降低地下水的靜水壓力對(duì)邊坡穩(wěn)定造成的危害，潛孔錘施工此類鉆孔，由于沖擊器較短，重量較大，導(dǎo)向性能差，易造成鉆孔向下垂典，影響泄水效果，因此，解決鉆具定向，防止鉆孔彎曲是施工中的關(guān)鍵問題。

分析造成潛孔錘施工鉆孔彎曲的主要原因，是鉆具短，導(dǎo)向性能差，沖擊器后為￠50鉆桿，與孔徑￠130級(jí)差大，鉆桿無法對(duì)鉆頭軌跡進(jìn)行控制，因此，采用在沖擊器后增加導(dǎo)向鉆具的方法，延長(zhǎng)粗徑鉆具增加剛度，使鉆孔彎曲得到有效控制，導(dǎo)向鉆具用2.5米長(zhǎng)￠108巖心管作為心管，兩端通過異徑接頭連接鉆桿和沖擊器，在巖心管上焊接三處￠127導(dǎo)向段，導(dǎo)向段兩端均為斜面，留有排渣孔道。

泄水孔成孔后，向孔內(nèi)下入軟式透水管也有一定的困難，透水管管徑￠80，鉆孔直徑￠130，孔深20米，由于管體柔軟，無法直接下入孔底，經(jīng)過探索，采用牽引式下管取得滿意效果，將透水管前端綁扎在一起，管內(nèi)穿一根錨索用鋼絞線，利用鋼鉸錢的剛度牽引透水管下入孔內(nèi)，由于鋼絞線有一定彎曲能力，因此孔內(nèi)安裝操作也較方便，安裝好后，抽出鋼鉸線，制作孔口裝置即可。

4 錨索的監(jiān)測(cè)

我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治工程和巖土工程領(lǐng)域廣泛使用預(yù)應(yīng)力錨索，錨索在施加預(yù)應(yīng)力后，由于地質(zhì)、地下水、地震等自然因素和桿體材料的蠕變，錨具的效果損失、爆破振動(dòng)等人為的因素的影響，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，其鎖定的預(yù)應(yīng)力必然會(huì)發(fā)生變化，變化嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)工程的失敗。因此，在該項(xiàng)目施工時(shí)就考慮到了在錨索成型后一段時(shí)間內(nèi)的監(jiān)測(cè)，在施工過程中設(shè)置的數(shù)字式智能化錨索預(yù)應(yīng)力傳感器，它具有：（1）良好的自然性線；（2）較高的輸出靈敏性；（3）抗側(cè)向能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工和密封；（4）長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，能夠適應(yīng)野外長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的惡劣環(huán)境。

在工程完工近一年內(nèi)的監(jiān)測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，錨索運(yùn)行良好。

5 效果及體會(huì)

三個(gè)高邊坡治理工程的總造價(jià)1266萬元，共完成預(yù)應(yīng)力錨索孔400個(gè)，進(jìn)尺10837.78米，完成軟式透水管泄水孔58個(gè)，進(jìn)尺1160米，完成壓漿孔253個(gè)，進(jìn)尺2986.14米，完成非預(yù)應(yīng)力錨桿孔556個(gè)，進(jìn)尺3904.91米。

由于采用的施工工藝先進(jìn)，對(duì)工程中遇到的問題有針對(duì)性的技術(shù)措施，因而快速、優(yōu)質(zhì)地完成了任務(wù)，所有的錨索經(jīng)過張拉全部合格，泄水孔方向控制好經(jīng)檢測(cè)合格，泄水效果理想，壓漿孔，錨桿經(jīng)檢測(cè)，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

探礦工程是完成工程項(xiàng)目的重要手段，項(xiàng)目有各自的特點(diǎn)，對(duì)于每一個(gè)具體的工程，都要有與之配套的工藝措施，充分發(fā)揮探礦技術(shù)在施工中的作用，將技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，是我們探礦工作者的責(zé)任和追求的目標(biāo)。