水利工程施工技术造孔水电工程施工技术Word文档下载推荐.docx

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图7-6-1钻劈法钻进槽孔示意图

1-主孔；

2-副孔；

3-冲击钻机；

4-钻头；

5-接砂斗

由于钻头是圆形的，在主、副孔钻完之后，其间会留下一些残余部分，称作“小墙”。

这需要找准位置，从上至下把它们清除干净（俗称“打小墙”）。

至此就可以形成一个完整的、宽度和深度满足要求的槽孔。

钢绳冲击钻机在钻进软弱地层时要“轻打勤放”，即采用小冲程（500～800mm）、高频次（45次／min）、勤放少放钢绳的钻进方法；

对于坚硬地层，可采用加重平底十字钻头，高冲程（1000mm）、低频次（40次／min）的重打法，配合采用高密度泥浆或向孔内投放粘土球，以及勤抽砂等综合办法，以加大钻头的冲击力和泥浆的悬浮力，并使钻头能经常冲击到地层的新鲜层面。

1.2纯抓法成槽

使用抓斗直接挖槽，可以单抓成槽，也可以多抓成槽。

纯抓法一般适用于细颗粒软弱地层。

（1）单抓成槽。

此法即一次抓取一个槽孔。

如抓斗最大开度为B，则一期槽长为B，二期槽长一般为（B-2×

S）m。

S为抓二期槽时把一期槽已经浇筑的混凝土两端面切去的长度，以保持一、二期墙段的可靠连接（参见第九节）。

当端面为平面时，S=0.1～0.2m；

当端面为弧面时，S=0.3～0.5m。

（2）多抓成槽。

此法分主、副孔施工，每个槽孔由三抓或多抓形成。

主孔的长度等于抓斗的最大开度，副孔的长度小于主孔的长度。

1.3钻抓法成槽

这是目前水利水电工程防渗墙施工中广泛使用的造孔成槽方法。

此法一般使用冲击钻机钻凿主孔（也称导孔），抓斗抓取副孔，可以两钻一抓，也可以三钻两抓、四钻三抓形成长度不同的槽孔。

这种方法能充分发挥两种机械的优势；

冲击钻机的凿岩能力较强，可钻进不同地层，先钻主孔为抓斗开路；

抓斗抓取副孔的效率较高，所形成的孔壁啼平整。

抓斗在副孔施工中遇到坚硬地层时，随时可换上冲击钻机或重凿克服。

此法一般比单用冲击钻机成槽提高工效1～3倍，地层适用性也较广。

主孔的导向作用能有效地防止抓斗造孔时发生偏斜。

两钻一抓的主、副孔划分和成槽工艺见图7-6-2。

应注意副孔长度一定要小于抓斗的最大开度，一般要求不大于抓斗最大开度的2/3，否则可能出现漏抓的部位，而且抓取困难。

当地层为粘土或砂土层时，主孔宜采用回转钻机钻进，以提高钻进工效。

1.4液压铣槽机成槽

用双轮液压铣槽机成槽，一般是先铣两个主孔，再铣中间的副孔形成一期槽孔。

二期槽孔为一钻成槽，以便于两期墙段搭接，其槽长比铣槽机的长度小2×

0.20m，如图7-6-3所示。

需要时一期槽孔也可以一钻成槽。

1.5其它成槽方法

在小型水利水电工程中还有使用射水成槽机、链斗式挖槽机、锯槽机等成槽的施工方法。

射水成槽的主、副孔安排与液压铣槽机基本相同。

链斗挖槽和锯槽形成的是连续的沟槽，然后用模袋混凝土等特制的隔离装置将其分隔为单元槽孔，再进行混凝土浇筑。

图7-6-2钻抓法成槽工艺图

1-用冲击钻机钻凿的主孔；

2-副孔，用抓斗挖掘；

3-抓斗

图7-6-3液压铣槽机造孔成槽示意图

（a）铣掘主孔；

（b）铣掘副孔；

（c）一期槽孔完成；

（d）铣掘二期槽孔

2连锁桩柱

此法所形成的墙体是由一列连锁的桩柱组成（图7-6-4）。

相邻桩孔间搭接一部分，先钻凿一期孔（奇数号孔），钻完后随即浇筑混凝土，然后再施工二期孔（偶数号孔）。

一、二期桩柱可以直径相同，也可不同（图7-6-4e）。

桩柱中如需下设钢筋，则应布置在二期桩柱中，否则不便施工。

连锁桩柱防渗墙的有效厚度小于钻孔直径，接缝较多，而且对钻孔的垂直度要求较高；

故在水利水电工程的防渗墙中很少采用，但在城市建筑工程的深基坑支护地下连续墙工程中仍有应用。

图7-6-4连锁桩柱施工法示意图

a-正循环造孔；

b-一期桩柱施工；

c-二期桩柱施工；

d、e、f-连锁桩柱平面

为了获得等厚度的连锁桩柱墙，也可以将二期桩孔施工成“双反弧形”（图7-6-4f）。

每个一期孔造孔完毕后即浇筑混凝土先成独立桩柱。

二期桩柱施工时，开始用圆形钻头钻孔，之后用双反弧钻头扩孔成断面为双反弧形状的桩孔，并将露出的一期桩柱侧面清理干净，再将这些桩柱孔浇筑混凝土，即成为连续的墙体。

用此法施工的墙体连续性很好，能有效地避免深部分叉的现象，只要两侧一期桩柱的垂直度符合设计要求，那么双反弧桩柱总会夹在其间。

因此此种工艺可用于深墙的施工。

加拿大的马尼克3#坝的深墙就是用这种双反弧型的桩柱连接起来形成墙体的。

我国在城市工民建深基坑支护墙中也有应用。

3复杂地层的造孔

3.1粉细砂层的钻进

冲击钻机在粉细砂层中造孔的进度很慢。

使用冲击反循环钻机钻进时进度虽快，但易造成局部孔径过大。

该种地层用抓斗施工较好，进尺快，孔形也好。

用冲击钻机钻进细砂层时，可采取下列措施防止发生流砂和加快钻进速度：

（1）向孔内投放加有石子的粘土球，石子含量约34%～40%，石子粒径可为50～60mm、30～40mm和20mm三种，粘土球直径约200mm，也可做成立方块。

主孔钻进时投放5～6块即可，待5min后用钻头慢放轻打几下即可正常钻进。

钻进时每班投土球2～3次，抽渣2～3次，抽渣完毕后立即投放粘土球。

（2）掏槽扩孔法，此法在投放粘土球的同时，用φ400mm小钻头快速钻进，先钻透粉细砂层，再扩大至全断面。

这对于较薄（如1m左右）的粉细砂层很有效。

粘土球要勤投、少投，投球后要少抽渣重冲击。

用此方法可以达到0.8～1.2m/台班的钻进工效。

3.2漂石层钻进

防渗墙施工，常常会遇到漂石层或含有大孤石的漂石层，给钻进带来很大的困难，冲击钻机的钻孔速度很慢，抓斗等设备更是无能为力。

在这种情况下常用的措施是：

（1）重锤冲凿。

此法比较简便，多用于孤石埋藏较浅、不宜爆破的部位。

具体作法是：

将重5～10t、带有底齿的特制重锤吊起，然后使其自由下落，以巨大的冲击力将大漂石击裂、击碎。

可使用专用的ZCZ型重锤冲击式钻机（见图7-6-5）或履带式起重机吊挂重锤。

对于较大的孤石，可先用岩芯钻或液压冲击回转钻机在孤石上钻出很多孔洞，破坏岩石的完整性，然后再用重锤击碎，这样可以大大加快施工进度。

（2）地面钻孔预爆。

此法多用于大漂石比较集中的部位。

防渗墙施工以前，在防渗墙轴线上采用岩芯钻机或冲击回转钻机钻出间距1～2m、直径90～130mm的爆破孔，在孔内放置炸药对大漂石进行预爆破，之后再开始钻凿槽孔。

但这种方法一般仅适用大漂石埋深较小（10～15m以内）的情况，当漂石埋深较大或位置难以判断时不宜采用此方法。

此方法无槽孔坍塌之虑，爆破孔直径和装药量均可比孔内爆破适当加大。

（3）水下定向聚能爆破。

在钻进过程中遇到巨型块石或悬于孔壁的探头石，可使用特制的爆破筒置于巨石表面进行爆破。

为了减少对孔壁稳定的影响，并使炸药爆炸的能量集中对准块石，爆破筒可设计成如图7-6-6所示的形式。

爆破筒的外壳可用钢管或厚1mm的铁皮制作，外壳与炸药之间填满密实的粘土。

用此法爆破粒径小于1m的块石效果较好，装药量一般为1～3kg。

实施爆破前，应尽量将孔底的沉积物清理干净，搅动孔内泥浆，加大泥浆密度。

图7-6-5ZCZ型重锤冲击式钻机（图中尺寸单位：

mm）

1-底盘；

2-卷扬机；

3-钻架；

4-顶滑轮组

图7-6-6定向聚能爆破筒（图中尺寸单位：

（4）水下钻孔预爆。

钻进至较深部位遇到直径较大的块石时，采用钻孔爆破比定向聚能爆破效果更好。

钻孔可采用岩芯钻机或冲击回转式钻机，孔径Φ75mm～Φ90mm。

钻进前一般先下套管到块石表面，然后在套管周围投放粘土封闭套管底口，以便钻碴能返出孔外，并避免稀释泥浆（见图7-6-7）。

爆破装置如图7-6-8所示。

装药量一般每1m钻孔3～5kg。

装药后应至少将套管提起1.5m再起爆，以免损坏套管。