浅谈坝基帷幕灌浆钻孔偏斜的成因、预防与处理措施

浅谈坝基帷幕灌浆钻孔偏斜的成因、预防与处理措施
[摘  要]:本文较详细的论述了帷幕灌浆钻孔偏斜的成因、对灌浆质量的影响、钻孔偏斜的预防及处理措施。
[关键词]:帷幕灌浆  钻孔  孔斜 
1、前言
大坝基础帷幕灌浆,孔深一般为十几米到几十米,有些孔深可达一百多米。
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常规的施工方法是,在结合槽或心墙基础盖板混凝土浇筑完成后,先固结灌浆,再帷幕灌浆,最后填筑大坝。但也有特殊情况,如黑河水利枢纽金盆大坝,为了加快工程总体进度,经专家论证后决定河床部分先进行帷幕灌浆后开挖,再浇混凝土盖板和填坝。河床部位帷幕灌浆就要穿过8~18m厚的强透水覆盖层和风化岩等开挖层,结构松散,粒径大小不均,钻孔成孔非常困难。首先采用泥浆护壁法钻孔,选择土料场,准备好泥浆搅拌机和泥浆池,拌制泥浆进行钻孔,效果不理想,孔壁不稳,易塌孔;随后改为干砸套管,用φ152、壁厚10mm的无缝钢管一边砸一边用φ110钻头中间掏,这种办法解决了问题,就是孔斜不好控制,工人
劳动强度大。
在进行帷幕灌浆工程钻孔,特别是深孔钻孔时,因多种原因造成实际钻孔方向与设计方向产生或大或小的偏斜。钻孔时产生偏斜度小的则影响不大;偏斜度大的就直接降低灌浆质量,严重影响防渗标准帷幕连续性的形成,甚至使灌浆质量不能达标,从而影响工程成本。
2、孔斜的成因
(1)地质条件的影响
该工程地层岩性为前震旦系宽坪大镇沟组变质岩,主要代表岩石有:钙质石英岩、绿泥石片岩、云母石英片岩、云母片岩等,可钻性一般为6~10级;部分石英岩及石英脉达11~12级;部分片岩、断层泥水冲即散,变成小块、细砂或粉末。
区内构造复杂,断层片理发育、风化较强、裂隙多、岩性软硬互层,硬度相差悬殊、局部活动水非常强烈、岩石破碎,属特别复杂地层。钻孔特另容易编斜。
开孔时风化层和覆盖层校多,由于二者都粒径大小不一、多有架空现象且结构比较松散,导致其移动性比较强,很容易改变钻孔方向,形成偏斜。
在岩层较破碎带进行钻进时,由于钻具与岩壁间隙时大时小,容易产生晃动,改变钻进方向,形成偏斜。
在砂卵石层中钻进时,因为它的松散和圆滑容易使钻头产生偏滑而改变钻进方向,形成偏斜。
在钻进中遇到溶洞时,由于钻具所受周围的阻力的不同会改变钻进方向使其不能因自重垂直落下,造成偏斜。
在流砂层中钻进时,由于地下水压力的长时间作用而使钻头长时间受到向下的作用力而改变方向,导致钻孔发生偏斜。
钻进由软岩层进入硬岩层或由硬岩层进入软岩层时,由于软硬岩层的介面不可能总是水平的,因此在钻进过程中,钻头所受到的阻力大小不均,因此钻孔容易产生偏斜。
(2)配材选用的影响
在开孔钻进时,需选用0.3m~1.0m长的岩心管,钻进后再逐渐加长,因防止开孔钻具过长给操作带来不便而使开孔不正造成孔斜。
钻机立轴不能太长或磨损严重,否则容易在钻进时摆动较大,立轴及钻杆配材不稳定而改变钻进方向。
钻杆、岩心管必须笔直,避免其连接后不正,在钻进时改变钻进方向,造成偏斜。
钻进时所用钻头的(金刚石、胎体,钻头体)做工必须达标。金刚石和胎体必须均匀,这样它对岩石的磨削才不会发生偏差;钻头体端头三棱形牙镶式必须等高,以便于胎体压实后承受的扭距等同。
mntp(3)操作技术的影响
0204电话录音在开孔钻进时,钻机立轴与钻孔必须在同一中心线上,否则会因开孔不正造成偏斜;钻进时必须勤检查钻机有无移动,以免错位造成钻孔偏斜。氮化铝烧结炉
每一回次操作人应正确掌握孔内情况,合理进行配材的选用;细心准确的了解地层的变化(地层较破碎带应减速进行钻进)灵活进行给压力的调整。
钻进较深时要特别注意钻压的调整。
3、孔斜对灌浆质量的影响
钻孔发生偏斜,特别是先导孔,岩石的厚度就会发生差异,这给地质勘探资料会带来误导,对随后的施工方案造成影响。
钻孔产生偏斜破坏灌浆的孔距,偏斜方向相反的相邻灌浆孔浆液不能彼比衔接,破坏防渗标准的“帷幕连续性”;偏斜方向相同的孔会造成工作的重复循环。
钻孔偏斜会使钻孔孔壁不平整,钻头和岩心管会发生晃动,影响岩心的采取率。
钻孔偏斜会造成钻孔孔壁弯曲,在灌浆时特别是浓浆灌注时,会发生钻杆凝固现象,给操作带来不便,影响工作效率。
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4、钻孔偏斜的预防措施
钻场地基要求坚实、水平,周围挖好排水沟道;钻场位于斜坡时,其填方部分不能大于场地面积的三分之一,对于塔脚及钻机地枕木在填方的部位要采取加固措施,如打桩、加垫
卧枕等。
钻机的地枕木必须挖槽埋设,以增加钻机的稳定性。钻机的安装要求稳固、周正、水平。各种联接螺栓要加垫拧紧。选用端直的主动钻杆,立轴不能有晃动。钻孔中心与立轴和天车前沿必须在同一条直线上。
覆盖层、风化层尽量采用出刃小的硬质合金钻头开孔钻进,能不用钢粒名头就不用。冲洗液尽量采用优质泥浆,以慢转速小压力为宜,保证钻孔的垂直度。
钻孔开始用短钻具,随钻孔加深而逐渐加长岩心管的长度。如:0.5m、1.0m、2.0m、3.0m直止5.0m~6.0m。正常钻进的粗径钻具不能小于5.0m。当钻进到硬岩盘或要求深度时,可下入套管,下套管前必须用小一径带导正的钻具打下1m~2m,方可下套管,套管下部必须用泥球封闭。
砸φ152厚壁套管应注意的几个问题:
(1)套管必须上有管帽,下有管靴;管端螺纹中心线与管体中心线不同心度不大于0.16mm。
(2)打套管应遵循“三勤一浅”的方法,即:勤校正管身、勤上管子丝扣、勤掏钻孔、浅打管(即每次少打进)。
(3)套管和掏心钻具应配套,根据工地情况加工外肋骨导向钻具,专门进行掏心钻进。
变径时应采用导向钻具:如φ152套管下到基岩后,改用φ110钻具钻进时应配φ127的导正器。小径钻具应随着钻孔加深而增长,开始用1.0m~1.5m长的粗径钻具。
每次下钻前应详细检查钻杆,粗径钻具有无弯曲现象,一旦发现,必须及时更换。
微型压力传感器芯片采用“钻铤”进行孔底加压,以提高钻具的稳定性(钻铤可用φ70×20的钻铤料加工,长5.0m,两头接头的内部应加工成锥形,以便卡岩心的卡料容易通过)。
采用合理的钻进参数;开始钻进的压力应采用自动压力钻进;钻进遇到由硬变软,或由软变硬等情况时,应采用低转速、轻钻压钻进。
在容易偏斜的钻孔孔段,应增加测斜次数,以每2.0m~5.0m测一次为宜,当发现孔斜钻过规定数值时,应研究采取措施进行处理,不可“秋后算帐”。

本文发布于:2024-09-22 03:40:03,感谢您对本站的认可!

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