西江特大桥锚索钻孔倾斜度控制对策论文_马丽琴

马丽琴(广州市市政职业学校,广东,广州,510000)

【摘 要】锚索钻孔倾斜的控制是岩锚体系顺利实施的基础。从施工、人为、设备、地质等方面通过对西江特大桥锚索钻孔倾斜度产生的原因分析,得出钻孔倾斜的要因,针对各项因素,提出合理可行的对策解决方案。经实施检验,可使锚索施工质量得到控制。为同类锚索钻孔倾斜度施工控制提供借鉴。

【关键词】锚索;钻孔倾斜;对策

1.工程概况西江特大桥为新建南广铁路的标志性和控制性工程,桥梁全长618.3m。主跨为中承式钢箱提篮拱桥,拱脚中心距450m,矢跨比1/4,桥面距拱顶71.7m。钢箱拱肋,桥面为钢砼结合梁体系。西江特大桥扣缆塔后锚碇为预应力岩锚体系,主要由混凝土锚碇体和预应力锚索组成。扣塔锚碇锚索布置为斜向锚索7 列(间距2m)4 排(间距1.5m),竖向锚索6 列(间距2m)2 排(间距3.8m);缆塔锚碇为斜向锚索7 列(间距2m)3 排(间距2.25m),竖向锚索6 列(间距2m)2 排(间距3.8m)。在同一锚碇中锚索长短间隔布置。加强对锚索钻孔倾斜度控制,能保证锚索施工质量,减短施工工期。锚索钻孔深度最长为66m,最短为26m,布置横向最小间距为2m,竖向最小间距为1.5m。

2.锚索钻孔施工偏位原因分析结合现场调查结果,对影响锚索钻孔施工偏位的原因进行分析,结果如图所示:

3.对策实施

3.1 要因确定联系现场施工,对锚索钻孔中出现的问题进行深入的分析和研究后,找出了产生钻孔倾斜的主要原因包括以下方面:(1)支架不稳导致钻孔过程中支架发生晃动;(2)钻速、转速及钻压控制不好,导致冲击产生较大颗粒引起冲击器摆动;(3)倾角及方位角不准确,初步定位差从而使钻孔倾斜;(4)吹孔不彻底,孔深增加时岩渣不能及时排出,从而改变冲击器出力方向;(5)受钻杆自重影响,沿轴向产生挠度而偏位;(6)钻杆直径及材质影响;(7)岩层分界致使钻头受力不均匀引起偏位;(8)岩层倾斜裂隙局部出现坍塌,钻头接触点多使受力不均引起偏差。

3.2 解决措施针对上述要因,采取如下针对性措施以解决锚索钻孔施工偏位:(1)在浇筑混凝土背墙及锚碇垫层时预埋20mm钢筋,外露25cm,在搭设锚索钻孔钢管脚手架时,将钢管支架与预埋钢筋焊接牢靠,另外在钻机摆放处对杆件进行加强,另在支架临空面增设剪刀撑以增强其稳定性;钻进过程中经常检查钻机紧固件的紧固程度及支架的稳定性,如发现松弛随时进行紧固。

(2)在全风化强风化泥质粉砂岩和泥质页岩中钻进时,钻孔浅,降低钻压提高钻速,降低风压,以使岩渣为粉尘;在中风化石英砂岩和微风化变质石英砂岩钻进时,钻孔深,基本保持一致钻速及钻压,提高风压,使岩渣为粉尘。

(3)按设计坐标将锚索孔位位置精确放样到背墙上,并将锚索方向投影到垫层上,钻机定位时,利用地质罗盘测量初步定位钻机倾角,吊铅垂线初步定位钻机方向,然后由全站仪测出前后视点精确定位,待钻机加固好后,再次使用全站仪对钻机就位进行校核调整。

(4)为防止因岩渣未能及时排出而导致孔斜,在钻孔时,缓慢钻进,及时清孔,增加来回吹渣次数,另外加大供风量,使孔中岩渣全部被清出。

(5)因钻孔较深,钻杆自重下挠而引起孔斜,为减小重力影响,钻孔时自上而下施工,并对于同一列锚索采取同一钻机及配套钻杆进行施工。

(6)钻杆则选用φ89mm优质钻杆以使钻杆刚度满足施工需要,钻杆使用前需进行同轴性检查,如局部偏差较大需进行更换;开钻前对钻机进行全面检查以保证钻孔顺利进行。

(7)锚碇区岩层分布不一,风化程度不一样,在岩层交界处,因岩层软硬程度不一样导致钻头受力不均而往软岩偏,钻孔时自上而下施工,对于同一列锚索采取同一种钻机及配套钻杆进行施工,并减小钻压及钻速,放缓钻进速度。

(8)在倾斜裂隙岩体中钻进时,降低钻压及钻速,减小每循环进尺,由原来一根标准1.5m钻杆为一循环改为0.5m一循环,并在钻杆上设定标记,缓慢钻进,及时清孔,将岩渣清出,以利平稳钻进。

3.3 控制效果对策实施后,对GS1、GS2及GX3锚碇锚索钻孔倾斜偏位情况进行检查(抽检30%),其成孔倾角及方位角偏差均未超过1°,从而使锚索施工质量得到控制。

4.结语锚索施工是岩锚体系成败的关键,也是锚索在实际施工中的一种拓展应用,相对于锚索用于边坡支护方面,锚碇锚索布置间距小,受力更大,对施工控制要求更高。锚索钻孔倾斜的成功控制,为预应力岩锚体系的实施提供了强有力的依据,通过对锚索钻孔倾斜度控制进行分析总结,可为以后同类施工提供经验借鉴与参考。

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论文作者:马丽琴

论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿

论文发表时间:2015/9/11

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