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1、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坡锚索造孔技术的 试验研究 1 工程概况 大岗山水电站大坝两岸山体雄厚，谷坡陡峻，基岩 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1：0751：03之间，边 坡高约5lOm。 高边坡工程的加固支护处理，预应力锚索是一种 有效的支护技术，已在国内外高边坡工程加固支护处 理中广泛使用。大岗山水电站大坝两岸边坡预应力锚 索共6000余束，锚索支护在边坡支护措施中占有重要 地位。 2试验目的 大岗山工程地质条件复杂，岩体风化卸荷严重，边 坡覆盖层、全风化岩体深厚，高边坡工程稳定性问题较 突出。设计
2、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 期的安全稳定要求，在设计边坡上进行了生产性的预应 力锚索试验，以期获得合理的预应力锚索造孔参数，为 优化锚索施工工艺、加快施工进度，并为大规模施工生 产积累经验。 3试验场地以及布置 针对大岗山水电站坝肩不同地质情况，结合现场情 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 索试验。 4预应力锚索现场造孑L试验 41锚索试验孔基本情况 锚索造孔试验基本情况见表1。 42主要成孔设备、：I几具的选择 (1)钻机：YXZ一70型全液压锚固钻机、YXZ一70A 型
3、全液压锚固钻机。 (2)空气压缩机：中风压空气压缩机，风压 12MPa，风量203m3rain。 (3)钻杆：郯9mm高强度钻杆。 (4)风动冲击器：CIR110型、CIR150型。 (5)钎头： l15、,130、140mm直钎钎头及 68mm 偏心钎头。 (6)套管： 168、姐46、127mm高强钢管。 43成孔工艺 本次锚索试验针对不同岩体采用了不同的成孔工艺， 分别如下。 431覆盖层成孔 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 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
4、均 不能拔出，被埋于孔内，造成套管损失。 33 射 缸觚 一一一 圈一 ZKN；T 2010第3期 总第120期 表1 锚索造孔试验基本情况 孔深 孔径 倾角 液压潜孔 跟管深度 锚索数量 工效 试验区 备 注 (m) (Tr江n) (。) 钻机型号 (m) (束) (m台班) 覆盖层区 5O4 115 10 YXZ一7OA l5 3 126 覆盖层需要跟管 全风化区 5O8O 115 10 YXZ一70A 3560 6 l_6 需要跟管、成孔难、易卡钻 5O60 115 10 YXZ一70A 2O25 4 135 需要跟管 5O70 130 1O YXZ一70A 1O30 4 85 需要跟管
5、、跟管长度增加 强风化区 5060 115 1O YXZ一70 2O25 2 1O 需要跟管 5O70 130 10 Y)(Z一70 2O25 2 63 需要跟管 60 140 10 YXZ一7OA O 3 231 不需要跟管 弱风化上段区 60 140 10 YxZ一7O O 3 188 不需要跟管 60 140 10 YXZ一70A O 2 2O7 不需要跟管 弱风化下段区 60 140 10 YXZ一7O O 2 191 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 偏移，故在采用跟管钻进开孔钻进时，应采用低风量、零 压力、零钻速缓慢钻进，直至套管跟进较深，套管已嵌入 牢固
6、后再采用正常钻速、压力、风量进行钻进。在采用跟 管钻进时还应注意排渣，由于跟管钻进部分孔壁均为松散 体，容易漏风，使得岩渣不易排出，容易造成埋钻事故， 因此在钻进过程中应随时注意排渣，保证孔道通畅。 432全风化成孔 钻孔时选用了单级跟168mm套管钻进，套管跟进 至3540m，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， 最深钻进至58m后孔道垮塌，造成埋钻事故。由于表层 岩体松软，拔套管时坡面不能提供着力点，致使套管均 不能拔出，所有套管全埋于孔内。后调整成孔工艺，选 用变径跟管方式进行，采用此工艺后的锚索孔钻进至 82m，仍未进入完整岩体。
7、433强风化成孔 成孔工艺同覆盖层成孔工艺措施，施工中可以结合 灌浆固壁方式共同进行，这样可以减少套管损失。 434弱风化上段、下段岩体成孔 选用中风压空气压缩机、CIR110型冲击器、140mm 直钎钻具、7O型锚固钻机作为成孔机具。采用直钎钻进， 成孔效果好。 44锚索孔清洗 锚索孔完成后，应对锚索孔道进行清洗，将孔壁上 的岩粉冲洗干净。 (1)覆盖层、全风化、强风化区锚索孔清洗。覆盖层、 全风化、强风化区锚索孔道岩体强度差，孔壁岩体遇水后 容易垮塌，不适宜采用风水联动方式进行孔道清洗。清孔 采用高压风吹孔，即用高压风将孔壁岩粉全部吹出。 (2)弱风化上段、弱风化下段区锚索孔清洗。弱风化
8、上段、弱风化下段区锚索孔道岩体强度高，孔壁岩体遇 水不会垮塌，洗孔采用风水联动方式进行。 5结束语 (1)本次锚索试验钻机选用的锚固钻机、钻具及针对 不同的地层选用的成孔工艺是可行的，能够满足锚索成 孔需要，可在施工中采用(见表1)。 (2)通过对钻孔工效的统计分析，我们可以了解针对 各类地层采用的钻孔工艺及机具配制的合理性，为今后 锚索施工提供一定的参考依据。此次锚索试验工效根据 地层完整性的不同而有高有低，从表1可以看出，岩体 的完整性越好，工效越高；反之，完整性越差，工效 越低。 (3)在造孔施工中要注意：在跟管钻进时，要注意对 套管质量、丝扣进行检查，保持孔内畅通，减少和避免 孑L内事
9、故发生。 (4)施工中遇到深厚全风化岩层时，建议使用变径跟 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 破坏，建议采用不拔管的埋管施工工艺。 (上接第32页) 5结束语 (1)通过现场试验，本次锚索试验在5个试区内进 行，各试验区岩体在岩性、岩类、构造形式上均具有较 好的代表性；所拟定的锚索结构设计参数满足规范要求， 地层适应性强，满足规范要求，对今后的设计、施工具 有重要的指导意义。 34 (2)试验锚索破坏时，钢绞线材料强度未得到充分发 挥，说明影响锚索强度发挥的因素主要有：水泥结石 体与岩体的黏结力；预应力钢绞线受力不均匀；孔 道摩阻；锚夹具等。 (3)建议在施工中加强对锚索应力及边坡变形的监测 工作，及时掌握锚索应力改变情况和边坡变形情况，为 工程安全提供及时、准确的基础资料。
