大岗山水电站大坝边坡锚索造孔技术的试验研究

大岗山水电站大坝边坡锚索造孔技术的试验研究

大岗山水电站大坝边坡锚索造孔技术的试验研究_曩鼍圈大岗山水电站大坝边射一坡～一缸锚觚一索造孔技术的试验研究蛰李睿黄永贵尚德福／(武警水电第十支队)况，选择5个不同岩石类型的典型坡面进行了预应力锚1工程概况索试验。大岗山水电站大坝两岸山体雄厚，谷坡陡峻，基岩4预应力锚索现场造孑L试验裸露，自然坡度一般为4O。～65。，边坡岩体风化卸荷较强烈，边坡开挖设计坡度在1：0．75～1：0．3之间，边4．1锚索试验孔基本情况坡高约5lOm。锚索造孔试验基本情况见表1。高边坡工程的加固支护处理，预应力锚索是一种4．2主要成孔设备、’：I几具的选择有效的支护技术，已在国内外高边坡工程加固支护处(1)钻机：YXZ一70型全液压锚固钻机、YXZ一70A理中广泛使用。大岗山水电站大坝两岸边坡预应力锚型全液压锚固钻机。索共6000余束，锚索支护在边坡支护措施中占有重要(2)空气压缩机：中风压空气压缩机，风压地位。1．2MPa，风量20．3m3／rain。(3)钻杆：郯9mm高强度钻杆。2试验目的(4)风动冲击器：CIR110型、CIR150型。(5)钎头：l15、,~130、~140mm直钎钎头及68mm大岗山工程地质条件复杂，岩体风化卸荷严重，边偏心钎头。坡覆盖层、全风化岩体深厚，高边坡工程稳定性问题较(6)套管：168、姐46、~127mm高强钢管。突出。设计拟采用预应力锚索进行边坡加固支护，为了使预应力锚索加固支护效果满足边坡开挖施工期和运行4．3成孔工艺期的安全稳定要求，在设计边坡上进行了生产性的预应本次锚索试验针对不同岩体采用了不同的成孔工艺，力锚索试验，以期获得合理的预应力锚索造孔参数，为分别如下。优化锚索施工工艺、加快施工进度，并为大规模施工生4．3．1覆盖层成孔产积累经验。采用单级偏心跟~168rnm套管方式钻进，用套管固壁，以保证成孔，进入新鲜完整岩体后换直钎钻进，成3试验场地以及布置孔效果较好。但由于坡面覆盖层松散，起拔套管时没有有效的着力点，且拔管时坡面很容易垮塌，致使套管均针对大岗山水电站坝肩不同地质情况，结合现场情不能拔出，被埋于孔内，造成套管损失。·33·n圈一ZKN；~T2010·第3期总第120期表1锚索造孔试验基本情况试验区孔深孔径倾角液压潜孔跟管深度锚索数量工效备注(m)(Tr江n)(。)钻机型号(m)(束)(m／台班)覆盖层区5O．411510YXZ一7OAl5312．6覆盖层需要跟管全风化区5O～8O11510YXZ一70A35～606l_6需要跟管、成孔难、易卡钻5O～6011510YXZ一70A2O～25413．5需要跟管5O～701301OYXZ一70A1O～3048．5需要跟管、跟管长度增加强风化区50～601151OYXZ一702O～2521O需要跟管5O～7013010Y)(Z一702O～2526．3需要跟管6014010YXZ一7OAO323．1不需要跟管弱风化上段区6014010YxZ一7OO318．8不需要跟管6014010YXZ一70AO22O．7不需要跟管弱风化下段区6014010YXZ一7OO219．1不需要跟管覆盖层松散、强度低，开孔时容易造成方位角、倾角(1)覆盖层、全风化、强风化区锚索孔清洗。覆盖层、偏移，故在采用跟管钻进开孔钻进时，应采用低风量、零全风化、强风化区锚索孔道岩体强度差，孔壁岩体遇水后压力、零钻速缓慢钻进，直至套管跟进较深，套管已嵌入容易垮塌，不适宜采用风水联动方式进行孔道清洗。清孔牢固后再采用正常钻速、压力、风量进行钻进。在采用跟采用高压风吹孔，即用高压风将孔壁岩粉全部吹出。管钻进时还应注意排渣，由于跟管钻进部分孔壁均为松散(2)弱风化上段、弱风化下段区锚索孔清洗。弱风化体，容易漏风，使得岩渣不易排出，容易造成埋钻事故，上段、弱风化下段区锚索孔道岩体强度高，孔壁岩体遇因此在钻进过程中应随时注意排渣，保证孔道通畅。水不会垮塌，洗孔采用风水联动方式进行。4．3．2全风化成孔钻孔时选用了单级跟~168mm套管钻进，套管跟进5结束语至35~40m，均未进入新鲜完整岩体，后采用直钎钻孔、灌浆固壁成孔工艺，但由于是全风化岩体，固壁效果差，(1)本次锚索试验钻机选用的锚固钻机、钻具及针对最深钻进至58m后孔道垮塌，造成埋钻事故。由于表层不同的地层选用的成孔工艺是可行的，能够满足锚索成岩体松软，拔套管时坡面不能提供着力点，致使套管均孔需要，可在施工中采用(见表1)。不能拔出，所有套管全埋于孔内。后调整成孔工艺，选(2)通过对钻孔工效的统计分析，我们可以了解针对用变径跟管方式进行，采用此工艺后的锚索孔钻进至各类地层采用的钻孔工艺及机具配制的合理性，为今后82m，仍未进入完整岩体。锚索施工提供一定的参考依据。此次锚索试验工效根据4．3．3强风化成孔地层完整性的不同而有高有低，从表1可以看出，岩体成孔工艺同覆盖层成孔工艺措施，施工中可以结合的完整性越好，工效越高；反之，完整性越差，工效灌浆固壁方式共同进行，这样可以减少套管损失。越低。4．3．4弱风化上段、下段岩体成孔(3)在造孔施工中要注意：在跟管钻进时，要注意对选用中风压空气压缩机、CIR110型冲击器、~140mm套管质量、丝扣进行检查，保持孔内畅通，减少和避免直钎钻具、7O型锚固钻机作为成孔机具。采用直钎钻进，孑L内事故发生。成孔效果好。(4)施工中遇到深厚全风化岩层时，建议使用变径跟4．4锚索孔清洗管方式进行成孔施工。(5)对于跟管成孔工艺，为了尽量减少对锚墩基础的锚索孔完成后，应对锚索孔道进行清洗，将孔壁上破坏，建议采用不拔管的埋管施工工艺。的岩粉冲洗干净。(上接第32页)(2)试验锚索破坏时，钢绞线材料强度未得到充分发5结束语挥，说明影响锚索强度发挥的因素主要有：①水泥结石体与岩体的黏结力；②预应力钢绞线受力不均匀；③孔(1)通过现场试验，本次锚索试验在5个试区内进道摩阻；④锚夹具等。行，各试验区岩体在岩性、岩类、构造形式上均具有较(3)建议在施工中加强对锚索应力及边坡变形的监测好的代表性；所拟定的锚索结构设计参数满足规范要求，工作，及时掌握锚索应力改变情况和边坡变形情况，为地层适应性强，满足规范要求，对今后的设计、施工具工程安全提供及时、准确的基础资料。有重要的指导意义。·34·