【關(guān)鍵詞】大壩；造孔；斜孔；塌孔 

　　一、工程概況 

　　某水電站混凝土拱壩為3級(jí)建筑物，建基面高程470.00m，壩頂高程578.50m，最大壩高108.5m。體型采用拋物線型變厚雙曲拱壩，壩軸線長(zhǎng)284.123m，共分16個(gè)壩段。壩頂厚4.5m，底厚20.0m，厚高比0.18。壩體內(nèi)設(shè)灌漿廊道、交通廊道、集水井、抽水泵和放空管等，壩外設(shè)灌漿平洞、排水洞、交通橋、壩后橋和電梯井等。 

　　二、大壩造孔施工技術(shù) 

　　（一）壩頂造孔 

　　本工程壩體上部厚度為20～50m卵礫石層，根據(jù)本工程地質(zhì)條件造孔擬采用金剛石單管導(dǎo)向管柱鉆進(jìn)。本工程擬采用φ430mm金剛石鉆頭開(kāi)孔，鉆孔深度等于孔口導(dǎo)向管長(zhǎng)度，下入φ377mm孔口導(dǎo)向管（長(zhǎng)2m左右），管外用水泥砂漿固結(jié)，再以φ330mm、φ280mm金剛石單管鉆進(jìn)，以φ220mm終孔；必要時(shí)，可變徑以φ180mm金剛石鉆頭鉆進(jìn)至終孔。造孔施工中，其粗徑鉆具長(zhǎng)度不小于10m，以保證倒垂孔的垂直精度。 

　　1、鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)的確定 

　　為保證鉆孔的垂直精度，為防止鉆孔偏斜，必須嚴(yán)格控制并隨時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)�？椎足@壓控制在2～2.5Mpa，轉(zhuǎn)速65～95r/min，沖洗液量80～110L/min，鉆速控制為0.5cm/min，以控制鉆速來(lái)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，嚴(yán)格控制回次進(jìn)尺。 

　　2、鉆機(jī)的安裝與調(diào)整 

　　鉆機(jī)的安裝是倒垂孔鉆機(jī)的重要環(huán)節(jié)之一，必須認(rèn)真對(duì)待。鉆機(jī)安裝在基臺(tái)木上，再以三根18#槽鋼作壓梁，通過(guò)預(yù)埋的螺桿，將鉆機(jī)基臺(tái)牢固固定在壩臺(tái)面上，保證鉆機(jī)安裝穩(wěn)固，水平，周正，同時(shí)當(dāng)松開(kāi)螺桿時(shí)鉆機(jī)又可前、后、左、右四個(gè)方向自由移動(dòng)，以適應(yīng)鉆孔糾斜時(shí)鉆機(jī)的平面位移。鉆機(jī)安裝后，應(yīng)采用兩臺(tái)經(jīng)緯儀校正鉆機(jī)立軸，使其上、下死點(diǎn)與孔口中心偏差控制在1mm以?xún)?nèi)。 

　　3、孔口導(dǎo)向管的安裝與調(diào)整 

　　孔口導(dǎo)向管下入時(shí)，應(yīng)使孔口導(dǎo)向管距孔底20cm左右，使導(dǎo)向管懸吊于孔內(nèi)，并對(duì)其垂直精度進(jìn)行嚴(yán)格細(xì)致的調(diào)整。其垂直精度高于倒垂孔精度，其中心偏差控制在2mm以?xún)?nèi)，調(diào)整后灌入水泥砂漿使其與孔壁固結(jié)。 

　　4、成孔 

　�。�1）鉆進(jìn)多采用減壓鉆進(jìn)，即孔底的鉆壓不超過(guò)鉆桿、錘頭、壓塊重力之和的80%（扣除浮力），以避免或減少斜孔、彎孔和擴(kuò)孔現(xiàn)象。不同地層采用不同類(lèi)型的鉆頭和鉆壓，土層采用普通旋挖鉆頭，進(jìn)巖層或孤石后采用鑿巖錘頭。 

　�。�2）在不同的地層采用不同的鉆速，一般螺旋桿的轉(zhuǎn)數(shù)為12～16/每分鐘。當(dāng)空壓機(jī)供氣時(shí)，以適合轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋桿，從而開(kāi)始鉆孔，當(dāng)接觸到巖石時(shí)，潛孔錘開(kāi)始工作；在水下鉆巖3孔時(shí)，在供氣正常后逐漸將潛孔錘放下，當(dāng)它接觸到巖石時(shí)，潛孔錘開(kāi)始工作。這時(shí)回轉(zhuǎn)的螺旋鉆桿將碎石和泥土排出。 

　�。�3）潛孔錘和它的螺旋桿停留在孔內(nèi)時(shí)不能終止鉆孔，因?yàn)橥恋膲毫��?huì)阻止它們轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可能使鉆機(jī)被粘留在所鉆的孔內(nèi)（卡鉆）；在鉆孔時(shí)，不準(zhǔn)將螺旋桿反轉(zhuǎn)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)體和頂端體的螺紋連接可能被松開(kāi)，這會(huì)使得鉆具和潛孔錘掉落在孔內(nèi)。 

　　（4）按鉆孔深度要求，螺旋鉆桿可通過(guò)連接加長(zhǎng)桿來(lái)加長(zhǎng)鉆孔深度，但用加長(zhǎng)桿來(lái)接長(zhǎng)的螺旋鉆桿，不準(zhǔn)超越樁架底盤(pán)的最大負(fù)荷；當(dāng)潛孔錘浸入水內(nèi)時(shí)，不能將加長(zhǎng)桿連接到螺旋鉆桿上，如果此時(shí)分離螺旋鉆桿，水和其他東西會(huì)倒流，若要分離螺旋鉆桿，應(yīng)先將潛孔錘提離地面，從螺旋鉆桿上清除泥沙和雜物，釋放孔內(nèi)的殘余壓力，安裝定位圈，然后再將加長(zhǎng)桿連接到螺旋鉆桿上。 

　　（二）土層成孔方法 

　　1、上部土層成孔方法 

　　上部土層成孔方法主要包括左右壩肩，右岸防滲墻部分埋設(shè)儀器鉆孔的成孔方法。這些部位的鉆孔開(kāi)孔就是土層，孔深一般是20～40m，地層主要有人工回填土、原狀土及部分卵石、基巖。根據(jù)質(zhì)量要求，主要采用沖擊法成孔。 

　　沖擊成孔法使用的主要設(shè)備包括XY-2型300鉆機(jī)及卷?yè)P(yáng)機(jī)，配φ9mm鋼絲繩，φ108mm簡(jiǎn)易式?jīng)_擊鉆具，長(zhǎng)度為4～6m。操作時(shí)先用300型鉆機(jī)升降系統(tǒng)提拉沖擊鉆具，然后松動(dòng)手把，自由落體，沖擊地層，取心并反復(fù)沖擊到設(shè)計(jì)孔深后進(jìn)行清孔。一般每小時(shí)可進(jìn)尺3～6m，正常時(shí)僅需2人操作。 

　　2、下部土層成孔方法 

　　下部土層主要指卵礫石覆蓋層下厚20～50m的土層。該土層由人工回填土和原狀土壤組成，大部分在水位以下，水已飽和。從表面看，下部土層松軟成孔很容易，但實(shí)際上由于其縮徑膨脹、層厚、孔徑要求大、孔斜度要求高、不準(zhǔn)帶水作業(yè)等原因，成孔非常困難。經(jīng)過(guò)反復(fù)摸索總結(jié)采用綜合成孔法。綜合成孔法就是根據(jù)孔內(nèi)的實(shí)際情況分別采用沖擊成孔、無(wú)泵鉆進(jìn)、套管跟進(jìn)、砸套管等多種辦法，成孔后將φ108mm護(hù)壁管下到預(yù)定的深度，并進(jìn)行清孔。無(wú)泵鉆進(jìn)所用的合金鉆頭外徑比正常大4～6mm。 

　　采用綜合成孔法應(yīng)注意的事項(xiàng)包括：實(shí)施前，對(duì)設(shè)備及各種鉆具進(jìn)行全面的檢查、修理，準(zhǔn)備好現(xiàn)場(chǎng)所要用的各種管材、用料；對(duì)所用套管的絲扣、彎曲度進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，保證內(nèi)壁規(guī)格、光滑；配備足夠的1.5～2.0m的短套管，套管的外壁均要涂潤(rùn)滑劑。套管下孔前對(duì)套管的根數(shù)、每根的長(zhǎng)度、序號(hào)都要進(jìn)行認(rèn)真的丈量、記錄，并由技術(shù)人員復(fù)測(cè)。對(duì)于每根套管在孔內(nèi)的位置，深度都要丈量準(zhǔn)確，記錄在案。 

　　三、水利大壩造孔常見(jiàn)問(wèn)題與控制 

　　（一）鉆頭脫落 

　　1、原因分析 

　　鉆頭由于使用周期過(guò)長(zhǎng)，沒(méi)有對(duì)上面受到較大程度磨損的鋼絲繩進(jìn)行及時(shí)的更換。鉆頭用鋼絲繩進(jìn)行連接，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼絲繩子夾子抬動(dòng)而造成嚴(yán)重抽脫。沒(méi)有按照要求安裝保護(hù)繩以及不干凈孔底等都會(huì)造成嚴(yán)重坍塌，最終導(dǎo)致埋鉆的事故發(fā)生。 

　　2、控制措施 

　　經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置，保證靈活，經(jīng)常檢查鉆桿、鋼絲繩及聯(lián)結(jié)裝置的磨損情況，及時(shí)更換磨損件，防止掉鉆。用低沖程時(shí)，隔一段時(shí)間要更換高一些的沖程，使沖錐有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，避免形成梅花孔而卡鉆。 

　　對(duì)于掉鉆，宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈。對(duì)于埋鉆，較輕的是糊鉆，此時(shí)應(yīng)對(duì)泥漿稠度，鉆渣，進(jìn)出口，鉆桿內(nèi)徑大小，排渣設(shè)備進(jìn)行檢查、計(jì)算，并控制適當(dāng)?shù)倪M(jìn)尺。如是坍孔或其他原因造成的埋鉆，應(yīng)使用空氣吸泥機(jī)吸走埋鉆的泥砂。提出鉆頭。 

　�。ǘ�）斜孔 

　　1、原因分析 

　　很多問(wèn)題都可能導(dǎo)致斜孔的出現(xiàn)，如孔內(nèi)有鉆渣、鉆頭嚴(yán)重磨損、不當(dāng)?shù)乃衫K等問(wèn)題都有可能導(dǎo)致鉆頭無(wú)法垂直下落以及不妥當(dāng)變層處理等。 

　　2、控制措施 

　　首先，孔內(nèi)的泥漿粘稠度要合適，同時(shí)也要一直保持孔內(nèi)干凈。其次，隨時(shí)糾正鉆頭補(bǔ)焊的過(guò)程和方法。再次，松繩的時(shí)候要適當(dāng)，鉆頭在孔內(nèi)工作的時(shí)候要保持鉆頭的穩(wěn)定性，更不能打空錘。為了能夠?qū)κ┕みM(jìn)程進(jìn)行及時(shí)的掌握以及保證施工的安全，要求每個(gè)工作小組要多檢查、勤檢查。 

　�。ㄈ�）孔底沉淤 

　　1、原因分析 

　　在鉆孔成孔，拆除鉆桿泥漿，停止循環(huán)至吊放鋼筋籠，澆灌水下混凝土的全過(guò)程中，施工環(huán)節(jié)多，時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)在孔底淤積較厚的淤泥而影響成樁質(zhì)量.靜置的時(shí)間越長(zhǎng)，淤積的淤泥越多。 

　　2、控制措施 

　　一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥漿性能，延長(zhǎng)清孔時(shí)間等進(jìn)行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過(guò)規(guī)范要求，應(yīng)進(jìn)行二次清孔，二次清孔可利用導(dǎo)管進(jìn)行，準(zhǔn)備一個(gè)清孔接頭，一頭可接導(dǎo)管，一頭接膠管，在導(dǎo)管下完后，提離孔底0.4m，在膠管上接上泥漿泵直接進(jìn)行泥漿循環(huán)。沉渣厚度達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后，應(yīng)盡快進(jìn)行水下混凝土灌注。 

　　參考文獻(xiàn) 

　　[1]周祥.水利大壩造孔施工中常見(jiàn)問(wèn)題的處理分析[J].新材料新裝飾，2014年5期. 

　　[2]王長(zhǎng)武.水利大壩造孔施工研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013年18期.