不良地質條件下錨索成孔及埋深監測儀器成孔的施工方法
2023-12-10 01:12:36
專利名稱：不良地質條件下錨索成孔及埋深監測儀器成孔的施工方法
技術領域：
本發明涉及錨索成孔及埋深監測儀器成孔工程，尤其是一種在不良地質條件下錨索成孔 及埋深監測儀器成孔的施工方法。適用於各種水利水電工程、交通、礦山等開挖邊坡錨索深 層支護、埋深監測儀器成孔的工程中。
背景技術：
錨索施工中，處於崩坡積塊碎石土、錯動帶十分發育、巖體強烈鬆弛、裂隙張開度大的
IV、 v類巖體等地質條件極差的圍巖部位，常會出現卡鑽、掉鑽頭等成孔十分困難的問題，
且在成孔過程中須採用對圍巖進行固結灌漿(低壓、限速、濃漿、粗砂漿、旋噴、間歇、停 灌待凝、摻早強劑等灌漿措施)或採取逐段跟管的方法防止塌孔，這不僅嚴重影響工期(曾
成一個60m深的錨索孔用時競超過15天)，更重要的是固結灌漿耗漿量特大(據統計在小 灣、官地等部分邊坡錨索孔的灌漿量競達到80t 200多t)，針對這一嚴重製約工期、投資 目標實現的難題，截至目前國內外還沒有產生出一種高效且節能省工期的工法解決上述問 題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是為有效解決不良地質條件下錨索及埋深監測儀器成孔困難 的問題，本發明提供一種不良地質條件下錨索成孔及埋深監測儀器成孔的施工方法，旨在通 過簡單、實用、高效的施工方法，以最小代價在風化嚴重、巖體破碎、裂隙張開度大等有嚴 重地質缺陷的開挖邊坡體上，順利完成上述造孔，保證對圍巖深層的及時支護和監測。
本發明所採用的技術方案是 一種不良地質條件下錨索成孔及埋深監測儀器成孔的施工 方法，其特徵在於步驟如下 '
1) 當出現卡鑽且再難以鑽進情況時，應及時停止鑽進，將柔性材料，如施工現場的彩 條布或牛皮紙，裁成寬為孔周長的4/5左右，並順接成長為孔深的長條帶，再將長條帶的一 頭摺疊成帽形堵頭，可用紙或水泥袋片充填成立體狀，保持入孔後不至於塌陷；
2) 就地取材，用單根竹條板頂住帽形堵頭，平順貼底將長條帶慢慢頂送入錨索孔直達
孔底，如單根竹條板不夠長，可採用在孔口綁紮搭接的方法保證竹條長度滿足孔深要求；
3) 將已拌制好的水泥淨漿，比重為1.97以上，順沿鋪襯的長條帶表面注入孔內，此時 可在孔口將粗砂順水泥淨漿一起衝拌入孔內，注意竹條板在注入幾十升槳液後應及時抽出， 灌漿過程不宜間歇， 一氣注滿完成，待凝固30 40h後即強度超過3Mpa時則進行掃孔達到孔壁襯砌效果；
4)按照在完好巖體上成孔方法，完成接下來的錨索穿索和灌漿工序。 上述施工方法中，當巖體裂縫寬度大於4cm以上時，則採取在大裂縫部位搭橋鋪底灌 漿成孔的方法解決利用頭部呈6(T圓弧的探頭或頭部呈倒L形的探頭，採用長度足夠的鋼 筋彎制而成，探頭長5-7cm，用鉛絲將所述探頭綁紮固定在足夠長竹條板端頭，沿錨索孔一 直深入至有大裂縫部位， 一旦出現探頭遇裂縫阻陷後不能繼續推進時，當即採取推拉竹條板 帶動探頭在裂縫中來回移動的方式，在孔口量出裂縫的具體位置及寬度，並根據量出裂縫所 處孔深部位的尺寸，在鋪襯長條帶的相應部位將長度為100-150cm的3-5根細木條或細樹枝 順孔軸向並排間隔的綁紮在長條帶中央部位形成搭接橋，並使長條帶入孔後該搭接橋正好順 擔在裂縫的兩端。
所述長條帶的寬度在裂縫嚴重的情況下應大於周長20-30cm，並將兩側邊搭接後用釘書 機每間隔15-20cm段釘一下，製成頂部仍可洩漏砂漿的長筒。
本發明在進行大裂縫架空巖體孔口注漿衝拌粗砂入孔的選材上，可採用鋸末、穀殼、鍘 碎的稻草或粗砂填充。
本發明的有益效果是本發明採用了簡單、實用、有效的周邊防漏鋪襯工藝，成功地解 決了在不良地質條件下的深層造孔問題，徹底改善了以往只能通過費時、大量耗能且成功率 低的造孔、固結灌漿成孔的低效做法。本發明通過在含有多種複雜地質缺陷的圍巖中造孔試 驗，其效果十分理想，成功率均為100%,無疑是以最小代價獲取最大工程績效的一項重大技 術突破，若能在全國水電、道路等建設領域中推廣應用本發明技術，必將帶來巨大的經濟、 工期、能源、環保等綜合效益。
圖1是本發明錨索孔孔口的立面圖。 圖2是本發明錨索孔孔身有裂縫部位的仰視圖。 圖3是本發明中帶探頭竹條板的立體圖。 圖4是本發明實施例2在大裂縫處搭接橋的示意圖。
具體實施例方式
實施例l、本例適用於在裂縫較小的巖體上成孔。
凡是在地質缺陷嚴重的巖體1上施工錨索孔2時，若一旦出現卡鑽且再難以鑽進時，不 應強行施鑽，這樣往往會因鑽頭被徹底卡死取不出來導致廢孔，則應及時停下來，然後對這段錨索孔進行孔內襯砌灌漿處理，具體步驟是
l)將柔性材料，如施工現場的彩條布或牛皮紙等均可，裁成寬為孔周長的4/5左右，並順接成長為孔深的長條帶5，再將長條帶的一頭摺疊成帽形堵頭，可用紙或水泥袋片充填成 立體狀，保持入孔後不至於塌陷；
2) 就地取材，用單根竹條板3頂住帽形堵頭(注意用力適當)，平順貼底將長條帶5 慢慢頂送入錨索孔2直達孔底，如單根竹條板不夠長，可採用在孔口綁紮搭接的方法保證竹 條長度滿足孔深要求；
3) 將已拌制好的水泥淨漿，比重為1.97以上，順沿鋪襯的長條帶5表面注入孔內，此 時可在孔口將粗砂順水泥淨漿一起衝拌入孔內，注意竹條板在注入幾十升漿液後應及時抽 出，灌漿過程不宜間歇， 一氣注滿完成(一般35m左右深的孔根據裂縫程度大約用時5min 左右)，待凝固30 40h後即強度超過3Mpa時則可進行襯砌(掃孔)，完成後的孔壁效果，相 當於對錨索孔壁進行了水泥砂漿襯砌支護，達到不漏漿、不塌孔的效果；
4) 按照在完好巖體1上成孔的方法，完成接下來的錨索穿索和灌漿工序。 整套流程達到了省時省漿的目的，顯然上述操作也可用於埋深監測儀器垂直成孔的工程
中，只需將長條帶5做成筒帶狀即可。在實際操作中，有可能會碰上要經過一次以上的上述 反覆工序過程，最終才能成孔，這也只是將上述步驟重複進行幾次而已，但這種情況很少出 現。應注意的是在二次灌漿時，不必對已經掃孔(襯砌)段再灌注(可用竹條極易探出深度)。 實施例2、本例適用於在裂縫寬度大於4cm以上的巖體上成孔。
在實際施工中也會遇見巖體地質條件十分差，裂縫較寬且深，如巖體1裂縫2-1大於 4cm以上時，對於這種情況可採取在大裂縫部位搭橋鋪底灌漿成孔的方法解決，以免出現因 承載力不夠而發生注入的砂漿將柔性長條帶壓入裂縫(甚至使整個長條帶受壓墜入裂縫)中， 具體步驟是
1 )將柔性材料，如施工現場的彩條布或牛皮紙等均可，裁成寬度大於錨索孔周長20-30cm 的帶狀，再順接成滿足孔深要求的長條帶5;
2)利用頭部呈6(T圓弧的探頭4或頭部呈倒L形的探頭，用以探明錨索孔內裂縫的具 體位置和寬度，探頭採用長度足夠的鋼筋彎制而成(可用05-10的圓鋼)，觸角長5-7cm， 用鉛絲將所述探頭綁紮固定在足夠長竹條板3的端頭，沿錨索孔2 —直深入至有大裂縫部位， 一旦出現探頭遇裂縫阻陷後不能繼續推進時，當即採取推拉竹條板帶動探頭在裂縫中來回移 動的方式，在孔口量出裂縫的具體位置及寬度，並根據量出裂縫所處孔深部位的尺寸，在鋪 襯長條帶5的相應部位將長度為100-150cm的3-5根細木條或細樹枝順孔軸向並排間隔的用 鉛絲7綁紮在長條帶中央部位形成搭接橋6，並使長條帶入孔後該搭接橋正好順擔在裂縫的 兩端。成功解決了鋪襯的長條帶因自身承載強度不夠而導致灌入的砂漿將其全部壓墜脫空於 大裂縫從而不能達到襯砌效果的特殊問題。3)將已綁有搭接橋6的長條帶5兩側邊搭接後用釘書機每間隔15-20cm段釘一下，制 成頂部仍可洩漏砂漿的長簡，再將長簡的一頭摺疊成帽形堵頭，可用紙或水泥袋片充填成立 體狀，保持入孔後不至於塌陷；
4)將固定在竹條板3頭部的探頭取下，直接用竹條板頂住帽形堵頭(注意用力適當)， 平順貼底將長筒慢慢頂送入錨索孔2直達孔底，如單根竹條板不夠長，可採用在孔口綁紮搭 接的方法保證竹條長度滿足孔深要求；
5) 將已拌制好的水泥淨漿，比重為1.97以上，順沿鋪襯的長筒注入孔內，此時可在孔 口將粗砂順水泥淨漿一起衝拌入孔內，在進行大裂縫架空巖體孔口注漿衝拌粗砂入孔的選材 上，還可採用鋸末、穀殼或鍘碎的稻草等填充，注意竹條板在注入幾十升漿液後應及時抽出， 灌漿過程不宜間歇， 一氣注滿完成(一般35m左右深的孔根據裂縫程度大約用時5min左右)， 待凝固30~40h後即強度超過3Mpa時則可進行襯砌(掃孔)，完成後的孔壁效果，相當於對 錨索孔壁進行了水泥砂漿襯砌支護，達到不漏漿、不塌孔的效果；
6) 按照在完好巖體l上成孔的方法，完成接下來的錨索穿索和灌漿工序。 本例中由於採用長筒代替長條帶，並且長筒周長大於孔周長，在注漿後極易嵌入巖體裂
縫部位並形成褶皺，更有利於護壁襯砌效果。同時，在進行大裂縫架空巖體孔口注漿衝拌粗 砂入孔的選材上，如採用鋸末、穀殼或鍘碎的稻草與粗砂混在一起作為充填材料對大裂縫漏 漿封堵更為有利，因不利地質條件情況往往出現在距圍堰表面深度2 30m的張拉段，而此 段目的旨在成孔，又由於當充填水泥漿混合物的強度要大於3Mpa時才進行掃孔，完成孔壁 的襯砌即可，因此不必追究上述充填材料的強度問題。
本發明與傳統施工工藝在投資、進度方面的比較如下
根據云南小灣電站2弁、6#山梁、四川官地電站變形體、滑坡體、大孤石及左右岸纜機 平臺部分錨索孔採用傳統工藝和採用本發明工藝注漿、成孔的數據比較，在採用傳統工藝時， 1個錨索孔須固結灌漿耗水泥40 200t以上(小灣電站2#、 6#山梁部分錨索單孔有灌200多 t的)，而在使用本發明工藝後， 一般只需灌入4 10t之間即可(和孔深、巖體缺陷程度有關)， 在用時上由於此灌漿不需間歇控制， 一鼓作氣灌滿，之後在等待30h左右即可掃孔完成部分 裂縫孔段的襯砌成孔，同時在等待掃孔期間仍可繼續以同樣的工藝進行其他孔的施工，各臺 鑽自然形成流水作業，據官地電站4#變形體及左右岸纜機平臺實際完成的錨索孔統計證實， 在有明顯地質缺陷圍巖中採用新工藝造1個孔(孔深50 60m)往往只需4 6天時間即可 成孔且具備穿索條件，若採用傳統工藝同樣地質條件下造1個孔，則須H天以上時間，而 且要花費大量的水泥、套管、人工等代價，甚至還會出現最終廢孔的結果。常常導致處於關 鍵線路上的工程因其深度支護施工的延誤而出現被迫調整工期目標的問題。
權利要求
1、一種不良地質條件下錨索成孔及埋深監測儀器成孔的施工方法，其特徵在於步驟如下1)當出現卡鑽且再難以鑽進情況時，應及時停止鑽進，將柔性材料，如施工現場的彩條布或牛皮紙，裁成寬為孔周長的4/5左右，並順接成長為孔深的長條帶(5)，再將長條帶的一頭摺疊成帽形堵頭，可用紙或水泥袋片充填成立體狀，保持入孔後不至於塌陷；2)就地取材，用單根竹條板(3)頂住帽形堵頭，平順貼底將長條帶慢慢頂送入錨索孔(2)直達孔底，如單根竹條板不夠長，可採用在孔口綁紮搭接的方法保證竹條長度滿足孔深要求；3)將已拌制好的水泥淨漿，比重為1.97以上，順沿鋪襯的長條帶(5)表面注入孔內，此時可在孔口將粗砂順水泥淨漿一起衝拌入孔內，注意竹條板在注入幾十升漿液後應及時抽出，灌漿過程不宜間歇，一氣注滿完成，待凝固30～40h後即強度超過3Mpa時則進行掃孔達到孔壁襯砌效果；4)按照在完好巖體(1)上成孔方法，完成接下來的錨索穿索和灌漿工序。
2、 根據權利要求1所述的施工方法，其特徵在於當巖體(1)裂縫寬度(2-1)大於 4cm以上時，則採取在大裂縫部位搭橋鋪底灌槳成孔的方法解決利用頭部呈60。圓弧的探 頭(4)或頭部呈倒L形的探頭，採用長度足夠的鋼筋彎制而成，探頭長5-7cm，用鉛絲將所 述探頭綁紮固定在足夠長竹條板(3)端頭，沿錨索孔(2) —直深入至有裂縫部位， 一旦出 現探頭遇裂縫阻陷後不能繼續推進時，當即採取推拉竹條板帶動探頭在裂縫中來回移動的方 式，在孔口量出裂縫的具體位置及寬度，並根據量出裂縫所處孔深部位的尺寸，在鋪襯長條 帶(5)的相應部位將長度為100-150cm的3-5根細木條或細樹枝順孔軸向並排間隔的綁紮 在長條帶中央部位形成搭接橋(6)，並使長條帶入孔後該搭接橋正好順擔在裂縫的兩端。
3、 根據權利要求1或2所述的施工方法，其特徵在於所述長條帶(5)的寬度在在裂 縫嚴重的情況下應大於周長20-30cm，並將兩側邊搭k後用釘書機每間隔15-20cm段釘一下， 製成頂部仍可洩漏砂漿的長筒。
4、 根據權利要求1或2所述的施工方法，其特徵在於在進行大裂縫架空巖體孔口注漿衝拌粗砂入孔的選材上，可採用鋸末、穀殼、鍘碎的稻草或粗砂填充。
全文摘要
本發明涉及一種不良地質條件下錨索成孔及埋深監測儀器成孔的施工方法。本發明要解決的技術問題是提供一種施工方法，以最小代價在風化嚴重、巖體破碎、裂隙張開度大等有嚴重地質缺陷的開挖邊坡體上順利完成造孔。解決該問題的技術方案是1)當出現卡鑽且再難以鑽進情況時，將彩條布或牛皮紙製成長為孔深的帶有堵頭的長條帶；2)用單根竹條板頂住帽形堵頭，將長條帶頂送入錨索孔底；3)將已拌制好的水泥淨漿順沿長條帶表面注入孔內，待凝固30～40h後即強度超過3MPa時則進行掃孔達到孔壁襯砌效果；4)按照在完好巖體上成孔方法，完成接下來的錨索穿索和灌漿工序。本發明用於水利水電工程、交通、礦山等開挖邊坡錨索深層支護工程中。
文檔編號E21B7/00GK101408089SQ20081016210
公開日2009年4月15日 申請日期2008年11月11日 優先權日2008年11月11日
發明者任林軍, 峰 餘, 李新春, 艾建平, 袁月龍 申請人:中國水電顧問集團華東勘測設計研究院;浙江華東工程諮詢有限公司