在高边坡处治工程中发挥探矿工程作用

1、在高边坡处治工程中发挥探矿工程作用摘要：通过对广渝高速公路华蓋至邻水段4#、5#、 6#高边坡的处理，对施工过程中遇到的破碎、漏气、潮湿粘 土排渣不畅等问题，有针对性的引进探矿工程的施工工艺， 可快速、优质完成任务。关键词：破碎地层潮湿粘性土层施工工艺中图分类号：u417. 1文献标识码：a文章编号：1007-3973 (2013) 009-006-021工程简介国家"九五”重点建设项目一一广渝高速公路，其中华 蓋至邻水段，地处华蓋山脉，地形复杂，地势险要，高速公 路穿过崇山峻岭，出现多处隧道、桥梁及深挖路堑边坡，在 长21. 6公里的华邻段上，共有大小高边坡13处，由于坡高, 地层

2、破碎稳定性差，边坡开挖形成过程中出现多处滑坡、拉 裂现象。高边坡加固处治由交通部重庆公路勘察设计所设计，根 据坡高、地质情况和边坡的坡比不同，采用了多种稳定土体 和边坡的治理方案，主要有：由预应力锚索和框架梁组成的 锚固体系，目的是通过主动施加强大的预应国，平衡边坡临 空后的下滑力；压力灌浆体系，增大边坡土体的内摩擦力， 改善土体结构和物理力学性能；软式透水管泄水孔，排出边 坡内的地下水，降低静水压力；网格加草皮护坡及坡面排水 体系等。在设计方案中，涉及探矿工程的内容多，技术要求 高，能否达到设计目的，确保坡边长期稳定。安全，发挥探 矿工程的作用，解决工程技术的难题是非常重要的。经过四川省交通

3、厅组织的公开招标，重庆渝碍地质工程 施工公司承接了广渝高速公路华邻段4#、5#、6#高边坡处治 工程，是全线13个高边坡中工程量最大，难度较高的，其 中5#高边坡垂直高度82米，是全线最高的高边坡，1999年 7月中旬，连续的爆雨造成边坡自下而上牵引式滑坡，是一 个抢险工程，地层松散、破碎，地下水位高，施工中易造成 钻孔坍塌、排渣不畅、孔内漏风等情况，特别是有少量地下 水时，易形成泥孔壁，降低锚索砂浆与孔壁的粘结力。4#高 边坡垂直高度65米，为全线第二高，地层软硬不均，主要 为灰岩夹黄泥，坡度较陡。6#高边坡垂直高度48米，地层 坚硬，为灰岩夹少量黄泥，溶洞发育，坡度陡，坡比1： 0.3o2

4、施工工艺设计要求钻孔施工采用无水工艺，避免施工用水对边坡 稳定产生不良影响，因此，钻进采用空气介质为主的方法。作为空气钻进，是以高能耗来制取压缩空气，为了在生 产中充分发挥空压机的作用，降低生产成本，提高效率，从 设备选型，钻进工艺、人员素质和后勤保障几方面作好工作, 缩短辅助时间，延长纯钻时间，避免空压机无效工作。设备主要是空压机和钻机，空压机是空气钻进的动力， 提供压缩空气，选择好空压机是非常重要的，我们根据自身 条件，采用两台英格索兰vhp700螺杆式空压机，额定排气 压力1. 2mpa,排气量20m3/min,性能稳定、可靠，输出的 压缩空气可供三台j100冲击器工作，在孔内潮湿或地层

5、裂 隙漏气严重时，可集中供气给一台钻机，强力排渣，取得了 较好效果。钻机要求转速、扭矩、液压系统灵活性及速度等均要满 足需要，同时，钻机要搬迁容易，固定方便，我们选择重庆 探矿厂新型钻机gx-itd,该机实现了卡盘，给进和钻机移动 的液压操作给进油缸的移动速度很快，较旧型钻机提高一倍 以上，缩短了钻进中的倒杆时间，输出扭矩较大，能满足复 杂情况下对扭矩的需要，钻机搬迁、固定、钻进中增加钻杆 的速度快时间利用率较高。钻进工艺采用潜孔锤钻进，对于干燥，坚硬的地层，形 成粉尘钻进，钻速较常规钻进工艺有极大提高。在坚硬的灰 岩地层，测定钝钻时效达50米，台月效率1500米，同时， 高钻速成孔形成的孔壁

6、粗糙，有利于锚索砂浆与孔壁的粘 结，增加锚固力，潜孔锤施工为全面破碎，无提钻、取心时 间，根据主动钻杆的长度，配备长度2米左右的钻杆，增加 钻杆所用的时间短，每个孔只在终孔后提一次钻具，纯钻时 间利用率较高。3施工难点及处理方法在锚索施工中，主要有三个难题：(1) 遇到破碎、裂隙发育的地层，钻进过程中漏气严 重，造成钻孔内容气上返流速下降，甚至没有空气返回，无 法排出岩粉、岩屑，大量的岩屑滞留在孔内，无法正常成孔。 处理方法是首先采用大风量送气，强力排渣，效果不明显时, 采用跟管钻进的方法，堵塞漏风的通道。(2) 遇到潮湿含粘性土地层，钻进中无法形成粉尘， 常在孔内形成泥包，粘糊钻具及孔壁，造

7、成排渣不畅，孔内 不清洁，特别是当潮湿的粘性土附着孔壁形成松散泥皮后， 会阻止锚固砂浆与孔壁结合，使锚固力下降，处理方法是在 终孔后，延长排渣时间，尽量排出潮湿岩屑，最后，为了破 坏粘性土形成的松散泥皮，要对孔壁进行清洗，向孔内注入 一定量的水，回转钻具的同时，用大风量排渣，反复清洗， 直到排渣干净。(3) 地层软硬不均，坚硬的灰岩与软弱的粘土相间， 施工中易造成冲击器及冲击钻头损坏，在软质地层中进尺速 度过快，大量岩屑不能排出孔外造成孔道堵塞，处理方法是 在操作上进行控制当由硬地层进入软地层时，减低钻压，上 下多活动钻具增强排渣能力，保持孔道畅通，由软地层进入 硬地层时，不要立即增加钻压待进

8、入一段长度后，再恢复正 常的钻进技术参数。泄水孔施工，要求钻孔按一定的仰角深入边坡内部，孔 道要直，安装软式透水管形成长期的泄水通道，降低地下水 的静水压力对边坡稳定造成的危害，潜孔锤施工此类钻孔， 由于冲击器较短，重量较大，导向性能差，易造成钻孔向下 垂典，影响泄水效果，因此，解决钻具定向，防止钻孔弯曲 是施工中的关键问题。分析造成潜孔锤施工钻孔弯曲的主要原因，是钻具短， 导向性能差，冲击器后为050钻杆，与孔径c 130级差大， 钻杆无法对钻头轨迹进行控制，因此，采用在冲击器后增加 导向钻具的方法，延长粗径钻具增加刚度，使钻孔弯曲得到 有效控制，导向钻具用2.5米长108岩心管作为心管，两

9、 端通过异径接头连接钻杆和冲击器，在岩心管上焊接三处0 127导向段，导向段两端均为斜面，留有排渣孔道。泄水孔成孔后，向孔内下入软式透水管也有一定的困 难，透水管管径c80,钻孔直径c130,孔深20米，由于管 体柔软，无法直接下入孔底，经过探索，采用牵引式下管取 得满意效果，将透水管前端绑扎在一起，管内穿一根锚索用 钢绞线，利用钢钱钱的刚度牵引透水管下入孔内，由于钢绞 线有一定弯曲能力，因此孔内安装操作也较方便，安装好后, 抽出钢钱线，制作孔口装置即可。4锚索的监测我国地质灾害防治工程和岩土工程领域广泛使用预应 力锚索，锚索在施加预应力后，由于地质、地下水、地震等 自然因素和杆体材料的蠕变，

10、锚具的效果损失、爆破振动等 人为的因素的影响，在相当长的一段时间内，其锁定的预应 力必然会发生变化，变化严重时甚至会导致整个工程的失 败。因此，在该项目施工时就考虑到了在锚索成型后一段时 间内的监测，在施工过程中设置的数字式智能化锚索预应力 传感器，它具有：(1)良好的自然性线；(2)较高的输出灵 敏性；(3)抗侧向能力强，结构简单，易于加工和密封；(4) 长期稳定性好，能够适应野外长期监测的恶劣环境。在工程完工近一年内的监测，各项指标均达到设计要 求，锚索运行良好。5效果及体会三个高边坡治理工程的总造价1266万元，共完成预应 力锚索孔400个，进尺10837. 78米，完成软式透水管泄水 孔58个，进尺1160米，完成压浆孔253个，进尺2986. 14 米，完成非预应力锚杆孔556个，进尺3904. 91米。由于采用的施工工艺先进，对工程中