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造孔成槽的技术条件及机械设备选择

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:造孔成槽的每一槽段长度与墙厚、地质、水文地质条件、槽深及机械等条件有关,同时还应考虑进度要求和墙段接头的工艺等问题。常采用回转式钻机造孔,如图2-34所示,分层成槽时,槽孔两端应领先钻进导向孔。

造孔成槽的技术条件及机械设备选择

1.造孔准备

造孔前必须根据防渗墙的设计要求和槽孔长度的划分,做好槽孔的测量定位工作,并在此基础上设置导向槽。导向槽沿防渗墙轴线设在槽孔上方,用以控制造孔的方向,支撑上部孔壁,它对于保证造孔质量、预防塌孔事故有很大的作用。导向槽可用木料、条石、灰拌土或混凝土制成,净宽一般不小于防渗墙的设计厚度,高度以1.5~2m为宜,为了维持槽孔的稳定,要求导向槽底部高出地下水位0.5m以上;为了防止地表积水倒流和便于自流排浆,其顶部高程应比两侧地面略高。

导向槽安设好后,在槽侧铺设造孔钻机轨道,安装钻机,修筑运输道路,架设动力和照明路线以及供水供浆管路,做好排水排浆的系统,并向槽内充灌泥浆,保持泥浆液面在槽顶以下30~50cm。做好这些准备工作以后就可以开始造孔了。

2.造孔成槽

造孔的成槽工序约占防渗墙整个施工工期的一半,槽孔的精度直接影响防渗墙的质量。用于防渗墙开挖槽孔的机具,主要有冲击钻机、回转钻机、钢绳抓斗液压铣槽机等,它们的工作原理因适用的地层条件及工作效率不同而有一定的差别,对复杂多样的地层,一般要多种机具配套使用。

进行造孔挖槽时,为了提高工效,通常要先划分槽段。造孔成槽的每一槽段长度与墙厚、地质、水文地质条件、槽深及机械等条件有关,同时还应考虑进度要求和墙段接头的工艺等问题。

一般沿防渗墙轴线方向可以分段,间隔分期成槽筑墙,以便墙段结合紧密,每个墙段长度应满足混凝土浇筑能力大于混凝土墙体浇筑强度的要求,即

式中 B——墙厚;

   L——墙段长度;

   v——规定的混凝土浇筑上升速度;

   Q——混凝土生产能力。

工程实践中,槽段长度通常取6~12m。

图2-32 钻劈法造孔成槽

1—钢丝绳;2—钻头;3—主孔;4—接砂斗;5—副孔(www.xing528.com)

槽孔划分好后,然后在一个槽段内划分主孔和副孔,采用钻劈法、钻抓法或分层钻进等方法成槽。

(1)钻劈法。又称“主孔钻进、副孔劈打”法,如图2-32所示,它是利用冲击式钻机的钻头自重,首先钻凿主孔,当主孔钻到一定深度后,就为劈打副孔创造了临空面。使用冲击钻劈打副孔产生的碎渣有两种出渣方式:①利用泵吸设备将泥浆连同碎渣一起吸出槽外,通过再生处理后,泥浆可以循环使用;②用抽砂筒及接砂斗出渣,钻进与出渣间歇性作业,这种方法一般要求主孔先导8~12m,适用于砂砾石等地层。

(2)钻抓法。又称“主孔钻进、副孔抓取”法,如图2-33所示,它是先用冲击钻或回转钻钻凿主孔,然后用抓斗抓挖副孔,副孔的宽度要求小于抓斗的有效作用宽度。这种方法可以充分发挥两种机具的优势,抓斗效率高,而钻机可钻进不同深度地层;具体施工时,可以两钻一抓,也可以三钻两抓、四钻三抓,形成不同长度的槽孔。钻抓法主要适合于粒径小的松散软弱地层。

(3)分层钻进法。常采用回转式钻机造孔,如图2-34所示,分层成槽时,槽孔两端应领先钻进导向孔。这种方法是利用钻具的重量和钻头的回转切削作用,按一定的程序分层下挖,用砂石泵经空心钻杆将石渣连同泥浆排出槽外,同时不断地补充新鲜泥浆,维持泥浆液面的稳定。分层钻进法适用于均质细颗粒的地层,使碎渣能从排渣管内顺利通过。

图2-33 钻抓法成槽过程

1—主孔;2—副孔;3—抓斗

图2-34 分层钻进成槽法

1~13—分层钻顺序;14—端孔;15—分层平挖部分

(4)铣削法。采用液压双轮铣槽机,先从槽段一端开始铣削,然后逐层下挖成槽。液压双轮铣槽机是目前比较先进的防渗墙施工机械,它由两组相向旋转的铣切刀轮,对地层进行切削,这样可抵消地层的反作用力,保持设备的稳定。切削下来的碎屑集中在中心,由离心泥浆泵通过管道排出至地面,如图2-35所示。

3.孔底沉渣清理

在用冲击钻施工时,通常抽筒出渣,尽管施工验收时一般都满足孔底泥浆含砂率小于12%的要求,但当混凝土浇筑进度较慢,而槽孔又较深时,泥浆中的砂粒就会沉积到混凝土的表面,而随着混凝土面的上升,这些泥沙就有可能被裹入混凝土中,形成夹泥,或推向两边与相邻槽孔的连接处,形成接缝夹泥,这对防渗墙来说是致命的缺点。近年来,由于冲击循环采用泵吸法并经泥浆处理装置去除了孔内泥浆中大于0.075mm的颗粒,这一问题得以解决。在单独使用冲击钻和抓斗施工时,也开始采用一种可置于孔底的潜水泵抽吸孔底泥浆,使防渗墙的质量大大提高。

图2-35 液压铣槽机的工艺流程

1—铣槽机;2—泥浆泵;3—除渣装置;4—泥浆罐;5—泥浆泵;6—筛除的钻渣;7—补浆泵;8—泥浆搅拌机;9—膨润土储料罐;10—水源

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