杜榮權(quán)

(安徽省龍河口水庫管理處，安徽 舒城 231360)

龍河口水庫東大壩測壓管更新改造項目，在防滲墻下游后側(cè)布置測壓管(內(nèi)設(shè)滲壓計)29套，以監(jiān)測壩基滲流及繞壩滲流情況。

測壓管鉆孔孔徑130mm,設(shè)計持力層為Ⅲ級以上微、中風化巖，基巖完整取芯率大于85%，基巖之單軸抗壓強度不小于25MPa。單根測壓管長度10m～40m,實際嵌入巖石深度0.7m～5.57m，施工難度很大。應(yīng)予以解決。

1 空氣潛孔錘在跟管鉆進中的應(yīng)用

氣動潛孔錘跟管鉆具系統(tǒng)一般由潛孔沖擊器、導(dǎo)向鉆頭、(127)偏心鉆頭、擴孔鉆頭、套管靴及套管組成。

圖1 偏心跟管鉆具

圖2 排渣路線圖

跟管鉆具由鉆機提供回轉(zhuǎn)扭矩及推進動力，空壓機提供高壓空氣由鉆桿進入潛孔沖擊器沖擊跟管鉆具的導(dǎo)正器，并將沖擊波及鉆壓傳給中心鉆頭及環(huán)狀鉆頭破碎孔底巖石,同時鉆機帶動鉆桿回轉(zhuǎn)扭矩傳遞給沖擊器帶動導(dǎo)正器轉(zhuǎn)動使偏心鉆頭張開，使擴孔鉆頭及中心鉆頭跟隨導(dǎo)正器旋轉(zhuǎn)，鉆出大于套管外徑的孔，使套管在自重作用下隨鉆頭跟進。當自重小于套筒外壁的摩擦阻力時，內(nèi)層跟管鉆具繼續(xù)向前破碎巖石，直至導(dǎo)正器上的凸肩與套管靴的凸肩接觸，導(dǎo)正器將部分鉆壓和沖擊波傳遞給套管靴，迫使套管靴帶動套管與鉆具同步跟進,如圖1所示。導(dǎo)正器及導(dǎo)向鉆頭兩側(cè)開有吹巖屑的氣孔，周邊開有排除巖屑的氣槽。壓縮空氣經(jīng)沖擊器做功后經(jīng)導(dǎo)正器及鉆頭兩側(cè)到達孔底，沖刷巖屑、冷卻鉆頭并攜帶巖屑經(jīng)鉆頭中心及導(dǎo)正器的氣槽進入沖擊器、鉆桿與套筒之間的環(huán)狀空間排除孔外,如圖2所示。待鉆至地層預(yù)定深度或基巖時，鉆具慢速反向旋轉(zhuǎn)，使擴孔鉆頭收回從而將鉆具提出孔外，而套管則留在地層中保護孔壁。

2 潛孔錘在拔管中的應(yīng)用

拔管器具組合(由內(nèi)至外)：導(dǎo)管-導(dǎo)管接頭-組合式連接器-改進后的沖擊器。

將潛孔錘進行改進，利用潛孔錘的高頻振動沖擊原理進行導(dǎo)管起拔，將沖擊器下缸接頭重新進行改進加工成一打墊，沖擊器活塞直接作用于打墊上，打墊將沖擊作用傳遞給外缸，再通過外缸與沖擊器上接頭及導(dǎo)管的連接傳遞至導(dǎo)管上，導(dǎo)管在高頻的沖擊及振動作用下1節(jié)1節(jié)拔出套管，沖擊器工作后的氣體從打墊的中心孔排出。

3 實例-以繞滲管鉆孔為例

3.1 測壓管制作

測壓管為φ75鍍鋅鋼管?；ü苓M水孔φ6mm，呈梅花型布置，管周16排，交錯布置，縱距15mm，外纏φ2.5@80鍍鋅鋼絲，外包300g/m2土工布兩層，12#鉛絲@100捆扎；5mm厚鋼板焊接封管底。導(dǎo)管底部與花管段接頭采用外絲扣牢固連接。①管帽。φ260mm帶絲扣和止水墊圈管帽；②管蓋。φ75mm鍍鋅管堵頭，帶電纜穿線孔。

3.2 鉆孔施工

場地準備→測量定位→鉆機就位→校正、定位→檢查跟管鉆具等連接牢固、轉(zhuǎn)動靈活→跟管鉆進開孔→孔斜檢測→跟管鉆進造孔→每鉆進0.3m～0.4m強吹孔排屑→跟管鉆進至孔壁能自穩(wěn)處→反轉(zhuǎn)收斂鉆具、提鉆→換長鉆頭通過套管靴繼續(xù)鉆孔至設(shè)計基底→垂直度測試→安裝測壓管→孔內(nèi)回填料→邊填粘土球邊提升鋼套管→封孔。

首先吊裝套管放入定位裝置中，并用鉆機上的夾具固定，套管底端離地面約30cm。跟管鉆具系統(tǒng)吊入套管內(nèi)，調(diào)整鉆機使驅(qū)動馬達中心對準孔中心位置，并用水平尺等儀器檢查套管的垂直度符合規(guī)范要求。

鉆孔開孔時要采取慢速沖擊防止偏孔。在鉆進過程中根據(jù)地質(zhì)情況隨時調(diào)整機械及設(shè)備的各項參數(shù)，以確保鉆孔時能夠經(jīng)濟有效的進行。并每鉆進3m就檢查1次套管的垂直度，確保不超出規(guī)范要求。當已鉆至基巖面時應(yīng)繼續(xù)向下鉆進，使套管底端嵌入基巖約0.5m，然后反向旋轉(zhuǎn)鉆頭使擴孔鉆頭收回，將整個沖擊器及跟管鉆具提出，并更換普通鑿巖鉆頭進行巖層鉆孔，與跟管鉆具相比，鑿巖鉆頭的鉆進速度是跟管鉆具的四倍左右。

待鉆進至設(shè)計要求的嵌巖深度后，鉆孔設(shè)備提出孔外，進行鉆孔垂直度測試，符合規(guī)范要求后，切割套管確保頂端至少高出地面約0.5m，防止地面上的廢渣及污水進入孔內(nèi)，以待測壓管安裝。

氣動潛孔錘工作時單次沖擊功在瞬間即可生產(chǎn)極大作用力，適用軟層沖擊擠密不排土鉆進，有效防止土層、砂礫石層及砂層中鉆進中塌孔，順利鉆至巖石層。

3.3 測壓管安裝

測壓管鉆孔深度應(yīng)比設(shè)計測壓管管底稍低，以防止局部坍塌而影響測壓管埋設(shè)高程。①組裝測壓管：按照管底蓋→外箍接頭→沉淀管→進水管→外箍接頭→導(dǎo)管→外箍接頭→管頂蓋的順序逐節(jié)組裝放入孔內(nèi)，管路安裝連接做到緊固、嚴密、無滲漏。②測壓管及鉆孔回填：測壓管周圍的填充料應(yīng)與原土料相同，即與粘土心墻、壩后鋪蓋接觸部分用5mm～10mm膨脹土風干泥球填實；與壩體砂殼接觸部分回填粗砂；砂礫石層內(nèi)回填φ1～3砂礫；巖層內(nèi)花管段回填粗砂或細礫反濾料，導(dǎo)管段宜用水泥砂漿或水泥膨潤土漿封孔回填，反濾料與封孔料之間可用200mm厚細砂過渡；回填料應(yīng)逐層夯實，回填前需洗凈、風干，緩慢入孔。下管前應(yīng)先在孔底填約200mm厚反濾料。

測壓管安裝封孔完成后采用高壓水槍沖洗測壓管，將測壓管內(nèi)沖洗干凈后進行靈敏度檢驗。

4 結(jié)束語

采用“空氣潛孔錘取心鉆進技術(shù)”和“潛孔錘跟管鉆進及跟拔管技術(shù)”，具備鉆進速度快、成孔率高、鉆孔深度大、環(huán)境污染小及能有效防止塌孔等特點，經(jīng)濟效益顯著?？諝鉂摽族N跟管鉆進技術(shù)是一種鉆進、排渣和護壁同時進行，具有地層適應(yīng)性強，可以在粘土、淤泥質(zhì)、卵石地層、砂層或流砂地層鉆進，也可以在松散、破碎、堆石體等巖石地層中鉆進。但存在巖層鉆進時噪音高、震動強、對周邊土層擾動較大等問題。如果工地周邊建筑物離工地過近或建筑物比較老舊，采用氣動潛孔錘跟管鉆進技術(shù)進行鉆孔施工時應(yīng)對上述問題進行充分的考慮并需采取有效的措施加以防治。