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偏心跟管技术在预应力锚索施工中的应用

文档名称:偏心跟管技术在预应力锚索施工中的应用
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内容摘要:
普资讯hlp
,wcqvip, con
2006年第11期
探矿工程(岩土钴掘工程)
偏心跟管技术在预应力锚素施工中的应用
张杰,周宏
(中铁十ー局集团第一工程有限公司,湖北襄樊441103)
摘要:通过对破碎岩层中锚索成孔施工的设备和技术参数等进行分析,总结出设备选型配食的方法,快速、高效
的完成不良地质条件下预成力错索的钻孔施J
关键词;破碎岩层;跟管钴进;预应力锚索;地质灾害防治
中图分类号:417.1:16文献标识码:B文章编号:1672-7428(2006)11-0035-03
随着我国国民经济的发展和施工技术的不断进320~640段。
步,越来越多的大型基建工程在山区修建。在水电
本段范围内地势陡峭,自然横坡45°-~60°,总
站、铁路和高速公路等施工领域,涉及到了大量的地趋势东北高、西南低,地形起伏很大,施工开挖揭露
质灾害防治、山体加固等岩土工程施工。在这些工后发现岩体破碎,出露的基岩为二叠系下统的砂岩
程的施丁过程中经常会遇到坚硬、破碎、松散等复杂夹泥岩,以紫红色一浅灰色砂岩为主,细粒结构,岩
地层的钻孔问题,如果采用常规的钻进工艺方法往质坚使;泥岩为泥质结构,中、薄层砂岩夹漸层泥岩
往难于保证钴孔的质量和施工效率,有时甚至使工.状构造,局部夹中层石灰岩,伴有小型溶槽。岩体受
程施工难于实施,直接影响到钴孔施工的效率、成本构造活动影响严重,节理裂隙非常发育,切割呈破碎
和质量。
状,以风化岩为主,局部强风化呈碎石状,o。=700
在这些不良地质条件下进行钻孔施工,常采用kPa。K34+378处有一次生断层,其下盘地层有不
的方法有两种:一是预注浆固结孔壁法,即在钻孔过良地质颀层现象,揉皱扭曲现象发育,K34+378以
程中遇到塌孔地层、破碎带采用钻一段,固结灌浆一前主要分布2组张节理:N60~65?W/60~65?S、
段,再透孔针进一段的方法钴进,这种方法适用于岩N40?E/75?N,K34+378以后主要分布3组张节
层裂隙不太发育,岩层局部破碎坍塌的地层,可以减理:N89?W/75?S、N30?W/76?S、NS0?F:/70
少注浆和反复冲孔的次数,节省成本、提高成孔效S,受2及其次生断层等构造活影响,岩体节理
率;二是潜孔锤跟管钴进法,即在钴孔过程中,通过裂隙发育,破碎呈块状,粒径约10~40cm
机械联动装置,将钢套管随钻头一起带入孔内,钢管1.2设计方案概述
起到护壁的作用,确保成孔顺利,这种方法可以一次
不工点路堑岩石边坡防护高度达73m,共分6
性钻进成孔,提高施工效率,而且利用套管的刚性导级边坡,下部采用预应力锚索柱板墙收坡,上部5级
向作用,还可以抑制钻孔弯曲,保证钴孔的直线度,边坡采用预应力锚索加锚杄格构梁防护。每根桩板
适用于大范围的破碎、松散地层的工程钴孔施工。墙采用2根10015.2mm锚索,锚萦全长28m和3
我们在金沙江溪洛渡水电站对外交通专用公路m,锚固段长度为12m,描孔直径为150m;边坡格
F标段的火焰山高边坡防护工程施工中,采用偏心构梁尺寸为2m(高)×3m(宽),在每4mx6m节
銀管钴进方法,取得了良好效果。
点上布置5015.2mm锚索,锚索全长25m,锚固段
长度为8m,错孔直径为130mm。所有错索张拉吨
1工程概况
位均为600kN。
1.1工程地质概况
金沙江溪洛渡水电站对外交通专用公路配标2钴孔方案
段的火焰山高边坡防护工.程,位于专用公路K34+
本工点于2005年4月开始边坡の130mm/25m
收稿日期:2006-11-01
作者简介:张杰(1976-),男(汉族),湖北襄樊人,中铁十ー局集团第…エ程有限公司项目总工程帅、工样师,铁道工:程专业,从事大跨度连
绫刚构桥梁施工.山区地质灾害处理等工作,湖北省襄樊市航空路43号,13578098473,4/.163.com:周宏(1975-),男(汉族),湖南常德
人,中铁十一局集团第一工程有限公司项目副经理、道桥专业,从事桥梁施工工作。
普资讯hu
Ip. com
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探矿工程(岩土钻掘工程)
2006年第11期
锚索施工.。在施工初期由于对该T点的破碎岩层认低于启动风压与潜孔锤工作风压之和,一般为0.7
识不足,依照原定方案,采用了常规的锚固钻机直接
冲击成孔工艺。在钻孔施工中遇到了极大的困难,3.3钻压
主要表现为塌孔、掉块,钻孔过程中频繁出现卡钻
应根摒地层硬度、钻头类型和规格尺寸来合理
埋钻等事故,历时近1个月未能钻成一孔。后经深选择。应使钻头与孔底岩石紧密接触,压力不能过
入的技术分析,针对本工点大范围的破碎岩层,决定大,并禁止钻头在孔底空转(无冲击作用)。一般直
采用偏心跟管法成孔工艺。
径200mm的潜孔锤,其钻压为16~18kN。其他规
格潜孔锤参照此值来增加或减小。
3钻进设备的选型及配套
3.4转速
跟管钻具钴进时破碎岩石的能量及驱动套管跟
般以18~30r/min为宜,但可在钻进中根据
进的能量主要来源于潜孔锤输出的冲击功,要获得具体情况适当调整,以钻机转动平稳为好。转速的
良好的跟管钻进效果,必需使钻机、空压机设备的输确定应考虑的因素是针头直径、岩性和冲击频率。
出性能以及潜孔锤性能与跟管钻具加以匹配。
可按下式计算确定
在设备选型配套上,钻进技术参数可根据以下
n=Kd//(MD)
公式加以确定。
式中:n一钻机转速,r/min;K一-岩石破碎系数,
3.1风量
一般为0.8;d一钻头上硬质合金柱齿直径,mm;
排渣通道上的上返速度<16m/s、一般潜孔锤f-神击频率,次/min:D一钻头直径,mm。
进所需风量要比其澘孔锤额定风量大20%左右
计算得出钻机最小转速为27r/min。
确定风量大小应考虑的因素是:钻孔直径、钴杆
在实际钻孔过程中,各钻进参数需在理论计算
外径和排渣通道上的上返风速(15~25m/s)等。的基础之上进行适当的调整。
可按下式计算确定
3.5选择的设备及器具
Q=47.1K1K2(D2-2)V
首先根据钻孔直径和岩性,确定澘孔锤的规格
式中:Q一送风量,m/min;K1孔深修正系数,再通过理论计算,得出配套设备的所需理论输出风
K1=1~-1.1;K2孔内涌水系数,K2=1~1.5;量、输出风压、钻头给进压力、钴速等,并综合各种设
D一钻孔直径,m;d一钻杆外径,m;V一排渣备、备件的经济性,初步确定设备配置方案,并选定
通道上返风速,m/s。
3根130mm边坡销索作为试验孔。
计算得出所需最小理论排气量为6.7m'/min。
通过试钻和钻孔工艺摸索,最终完成空压机、钻
3.2风压
机、潜孔锤、偏心钴具和钢套管等主要设备的选型、
为保证潜孔锤在孔内正常工作,其送风压力不配套(见表1)。
表1所需设备一览表
序号设备名称设备号
性能参数
备注
F600排气量17m/mia,排气气压0.7MPa
满足最低排气量和气压要求
螺杆式空压机VHP750排气量21m3/nin,排气气压1.3MPa
中风上
HP0排气址25.5f/min,排气气圧1.03MPe
中风压
2锚固钻机
YG-60
动力头输
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