潛孔錘跟管鉆進在卵石中的應用

摘 要：針對卵石層（飄石層）鉆進過程中采用傳統的施工方法即巖心鉆機造孔穿越卵石層難度大、進尺慢的技術難題，經科技創新取得了卵石層—潛孔錘跟管鉆進技術。由于潛孔錘跟管鉆進技術在處理卵石層鉆進時具有成孔質量好、鉆進速度快、技術先進在卵石層鉆進中采用潛孔錘跟管鉆進技術是一種較好的方法。

關鍵詞：止水帷幕；卵石層；潛孔錘；跟管鉆進；擺噴注漿

由于潛孔錘跟管鉆進技術具有一定的重要性，在諸多巖土工程領域，從基礎勘察、城市建筑的基坑支護到水電工程的帷幕注漿，從公路的高邊坡和高填方處理，到鐵路建設隧道塌方的處理，特別是在卵石層（含漂石）施工都會運用到潛孔錘跟管鉆進技術。

一、潛孔錘跟管鉆進技術特點

潛孔錘跟管鉆進施工工藝改變了傳統的研磨與切削鉆進機理，使卵石及礫石成體積破碎，提高了鉆進速度和成孔質量。在該工藝中，空氣既為碎巖提供力又作為排渣的介質使巖屑及時排出孔外，保證了鉆孔的清潔和垂直度和灌漿質量，避免了泥漿及其他化學介質對灌漿通道的堵塞和環境的污染。

二、施工工藝流程及操作要點

（一）高壓噴射注漿施工工藝流程

施工準備→放線定位→鉆孔施工→插管（PVC管）→三重管噴射施工→沖洗→靜壓充填灌漿→搬遷。

（二）操作要點

1.施工前準備。施工前應做好準備工作，包括工程現場調查，收集工程地質和水文地質資料。對施工隊伍進行本工程的技術培訓和技術交底，設備的檢查與維修，臨時設施的搭設等。根據工程的地質情況選擇合適的鉆孔設備，現場的布置應盡量集中，設備安放位置以距噴射孔不超過150m為宜，當距離過大時應考慮管路壓力損失，適當提高壓力參數。

2.就位。將施工鉆機平穩安置在測量已放好的設計孔位上，鉆機就位后，校正機身，使鉆桿軸線對準鉆孔中心位置，以確保鉆機的垂直度達到設計要求?？孜黄畈淮笥凇?cm。

3.鉆孔。在該工藝方法中，空氣既為碎巖提供力又作為排渣的介質使巖屑及時排出孔外，保證了鉆孔的清潔和垂直度、灌漿質量，避免了泥漿及其他化學介質對灌漿通道的堵塞和對環境的污染。該施工工藝在砂卵石地層進行灌漿施工，經我公司長期實踐證明是非常成功的。鉆孔達到設計要求深度后，將特制PVC塑料管放入孔內后，再起拔導管，避免鉆孔對導管的占用和其他事故的發生。

4.插管。高噴臺車就位后，將噴管插入到孔內預定深度，在插管過程中為防止泥、砂堵塞噴嘴，可采用包扎塑料布或膠布的防護措施，也可邊低壓送水、氣邊下管。

5.噴射。噴射管下到設計深度后，先輸入符合要求的水、氣、漿靜噴1～3分鐘，待灌入漿液從孔口返出后，按設計定好的提升、擺頻速度自下而上進行高噴作業，直到設計高程方可停止送氣、漿、水，提出噴漿管。噴射過程中，必須時刻注意檢查氣、漿、水的壓力、流量以及擺頻、提升等參數是否符合要求，并隨時做好記錄。

6.靜壓充填灌漿。噴射結束后，由于漿液的凝固析水，樁頂部位會出現凹陷，應及時在噴射孔內進行靜壓充填灌漿，直至孔內液面不再下降為止。

三、注意事項及處理

（一）注意事項

施工前先進行場地平整，挖好排漿溝，做好鉆機定位。要求鉆機安放保持水平，鉆桿保證垂直，其傾斜度不得大于1%。鉆進過程中如遇大漂石等特殊情況而發生鉆孔偏斜時，應重新開孔鉆進，控制鉆進速度和增設扶正裝置。鉆機成孔（φ130mm）后，將三重噴射管插入孔內，按擺噴的工藝要求，由下而上進行噴射注漿。在插入噴射管前應先檢查高壓水、氣噴射情況，各部位密封圈是否封好，插入后先做好高壓射水試驗，合格后方可噴射漿液。如因塌孔插不到底時，可先用低壓水沖洗孔，但必須把高壓水噴嘴用塑料布包裹好，以免泥土堵塞。噴射時，開始先送高壓水，再送水泥漿和壓縮氣。在一般情況下，壓縮空氣可遲送30秒，在樁底部不提升擺噴1～3分鐘，再進行提升噴射。噴射時應先達到預定的壓力和漿量，且在孔口冒出漿液后，再逐漸提升噴射管。中間發生故障時，應停止提升，以防發生斷樁，同時立即進行檢查，排除故障，搭接段應進行復噴，搭接長度不得小于0.5m。

（二）特殊情況的處理

在施工過程中，當發現漿液噴射不足或參數未達到設計要求，可能影響到施工質量要求時，應進行復噴。當發現大量漏漿和冒漿時，應查明原因并采取相應措施，在擺噴過程中，往往有一定數量的土、砂粒隨著一部分漿液沿著噴射管管壁冒出地面，通過對冒漿的觀察，可以及時了解地層情況，擺噴的大致效果和擺噴參數的合理性等，根據經驗，冒漿量小于注漿量的20%為正?，F象，超過20%或完全不冒漿，應及時查明原因并采取相應的措施。鉆進時如遇大漂石或其他特殊情況，應認真做好鉆孔記錄，在漂石底部及上部改進噴射參數，以保證噴漿效果。

四、應用實例

宜昌某廣場為解決深基坑地下水問題采用了落底式豎向止水帷幕隔水，利用高壓噴射注漿技術對透水的粉砂及卵石層進行處理，與支護樁一起形成一體的止水帷幕。噴射采用180°擺噴，三重管法施工。由于施工中需穿越較厚的卵石層（含漂石），因工程量較大且工期緊，若采用傳統的施工方法即巖心鉆機造孔穿越卵石層難度大進度慢，因此必須解決這一技術難題。

湖北省地質勘察基礎工程公司相關技術人員為止水帷幕鉆孔穿越卵石層具有難度大進度慢這一問題開展了科技創新，取得了“卵石層—潛孔錘跟管鉆進技術”這一新成果。同時，形成了卵石層潛孔錘跟管鉆進的施工方法。由于潛孔錘跟管鉆進技術在處理卵石層鉆進時具有成孔質量好、鉆進速度快、技術先進，故有明顯的社會效益和經濟效益。

（一）工程概況

擬建的宜昌某廣場分A、B兩區，A區為住宅區，B區為商業區。A區基坑位于宜昌市江海路和勝利一路之間，B區基坑位于江海路和萬壽橋之間，均為2層地下室基坑?？拥自O計標高為黃海高程43.0m，現地面標高約53.5～55.0m，基坑深度為自然地面下12.0m，基坑總周長約1558m（A區672m、B區886m）。設計支護樁約800根（A區314根、B區486根），長度最大16.5m；預應力錨桿1668根（A區688根、B區980根）、長度最大22.0m；土釘墻約2666m2；樁間止水帷幕樁約800根。建筑物擬采用機械成孔樁，持力層為基巖，支護結構設計使用年限為1.0年。

（二）具有應用

本基坑南北東三面采用排樁結合預應力錨桿的支護形式（樁錨支護）；西面采用土釘墻結合預應力錨桿的形式支護。

樁錨支護：采用d=1000mm機械成孔灌注樁和預應力錨桿支護，支護樁樁頂設冠梁。支護樁采用C30砼，HPB235級和HRB335級、HRB400級鋼筋；冠梁采用C30砼，HPB235級和HRB335級鋼筋；預應力錨桿采用預應力鋼絞線^1^US^U15.20（1×7-15.20-1860-GB/T5224），M25水泥砂漿，成品錨具；樁間土采用50厚M20噴射水泥砂漿掛鐵絲網片支護，插筋采用HPB235級鋼筋。

土釘墻結合預應力錨桿支護：土釘墻面層為100厚C25噴射混凝土，鋼筋網片采用HPB235級鋼筋，土釘鋼筋采用HRB400級鋼筋，土釘錨固體采用M25水泥砂漿；預應力錨桿采用HRB400級鋼筋，錨固體采用M25水泥砂漿，螺母錨頭。

地下水控制：沿基坑周圍采用高壓噴射注漿止水帷幕隔水，在基坑頂部設200×300（凈距）環狀截水溝，并在坑底設排水溝和降（集）水井排水。

采用潛孔錘跟管鉆進工法，施工速度為每臺機1天鉆孔10個以上，進尺240m左右；而采用傳統的巖心鉆機造孔穿越卵石層，施工速度為每臺機3～4天鉆孔1個，平均進尺不足10m.因此在穿越較厚卵石層造孔時采用本工法無論是施工進度、施工效率或施工成本都具有很大的先進性和實用性。

五、結語

帷幕施工潛孔錘跟管鉆進+PVC三重管擺噴注漿施工技術在卵石層中的應用實例中，采用潛孔錘跟管鉆進技術改變了傳統的研磨與切削鉆進機理，使巖石及礫石成體積破碎，大大提高了鉆進速度和成孔質量，且在碎巖的同時導管同步跟進，避免了鉆孔垮塌和重復破碎，提高了施工效率。經過對比，比普通巖心鉆機鉆進的效率至少快10倍以上，工程進度快，止水效果好，確保了工期和質量，社會效益和環境效益明顯。潛孔錘跟管鉆進技術與類似工程的傳統工法相比，若完成相同的工程量，投入的設備比傳統工法要少投入10倍以上，且本工法在成孔過程中在碎巖的同時導管同步跟進，避免了鉆孔垮塌和重復破碎，降低了材料消耗，進而降低了施工成本。因此經濟效益十分明顯。用潛孔錘跟管鉆進成引導孔在砂卵石地層進行施工，經我公司長期實踐證明是非常成功的，可為類似工程施工提供一定的參考。

參考文獻

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作者簡介：熊昌銀，湖北省地質勘察基礎工程公司。