河池市六万村地质滑坡套管跟进钻孔技术的应用

何炯翔

摘要：文章结合六万村滑坡地质情况，分析了滑坡的成因，提出了套管跟进钻孔技术方案，介绍了该技术施工要点与质量控制措施，并阐述了该技术应用的效益。

关键词：套管跟进钻孔技术;支护;滑坡;应用

中图分类号：U416.163 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.015

文章编号：1673-4874（2019）07-0046-03

0引言

金城江区九圩镇六万村滑坡区属构造侵蚀，山体属丘陵地貌，冲沟较深，山体高低不平，坡度大约25°～45°，山高大约为410m。地质滑坡体座落山体东南面，滑坡体前缘是刁江河流，滑坡处河道弯曲，滑坡体前缘受到河流正面冲刷。五圩至九圩二级公路经过滑坡下部，该山体常年累月蠕滑变形，居民房屋毁坏严重，1975年有滑动迹象，2008-06-14前16户居民全部搬离。灾情引起了国土部门、公路部门及自治区政府的高度重视，为确保当地人民群众生命财产安全和尽快恢复323国道的正常通行，最终确定该滑坡治理方案以抗滑桩、清坡土方、锚杆、锚索、混凝土格构框架梁为主。

该滑坡为老滑坡，结构松散，钻孔直接成孔容易垮塌，钻具卡死、埋钻、漏风严重，成孔困难，工程进度受到较大的影响。经项目技术人员反复研究，确定采用套管跟进钻孔技术，解决钻机成孔技术难题，从而加快施工进度，降低施工成本，取得了较好的经济效益，对同类的地质滑坡防护有指导作用。本文结合工程实际，就套管跟进钻孔技术在边坡防护施工中的应用提供参考。

1支护方案的选择

六万村滑坡为一复活的老滑坡，国道323线五圩至九圩二级公路通过滑坡体，公路下面有刁江从滑坡前缘经过。地质滑坡沿山体呈狭窄长方形，基本平行左右两侧山体界线，山体起伏不平特征明显，前缘受修建二级公路及刁江影响呈一字形。山体常年受到雨水冲刷，高低不平，形成不规则的错台。滑坡体分布高程大约在200～365m，平均厚度约为14m，最大厚度约为30m，总面积为2.9万m，体积约为37万m。根据稳定计算要求及地区锚固经验，锚索单索锚固力设计值可取为600～800kN，对应的极限锚固力为1600～2200kN，计算可得锚固段长度为12～15m。因此，取35m、30m两种锚索长度类型，对应设计值分别为800kN、600kN的单索锚固力，两种锚索交错布置，有效避免群锚效应的影响。经反复测算，坡面上设置18排锚杆、锚索，锚杆锚索垂直，设置混凝土格构梁，水平间距均为3.5m，锚索304根，锚杆169根。护坡面积为3500m，护坡段高程为219～274m。对于如此复杂的地质，项目技术人员反复试验论证，确定锚索成孔采用新工艺套管跟进钻孔技术。

2施工技术要点

2.1施工工艺流程

施工准备（全站仪测量放样）→搭设脚手架→安设潜孔钻机→校核孔位和方位→采用套管跟进钻孔→高压空气冲渣→钻到设计深度→成孔内放入锚索→一次注入水泥浆后拆除套管→二次注入水泥浆→格构梁现浇一张拉锚索和锁定→封闭锚头。

2.2套管跟进钻孔技术基本原理

套管跟进钻孔是扩底钻具和潜孔冲击器同时钻进的成孔方法，通过冲击器强烈高频冲击套管，将套管跟入孔内护孔。此技术在松散泥层、流沙和破碎岩体应用较多，机具主要包括跟管钻具、套管靴、冲击器和套管等，与液压拔管机配套。有偏心跟管和同心跟管两种钻具。偏心跟管钻孔是偏心钻头在套管靴前偏出，冲击岩体，钻出比套管靴外径大的钻孔，同步跟进套管，孔壁受到保护;同心跟管是通过中心钻头外的同心套及中心钻头冲击岩体成孔，利用同心套的扩孔作用带套管进入。偏心跟管比同心跟管减小一个等级套管，相比能耗和材料也小，且偏心跟管钻具在锚索工程采用率在90%以上，故本项目采用偏心跟管成孔技术。

2.3材料与设备（见表1）

2.4钻孔

套管跟进钻孔是通过偏心钻头及套在偏心钻头外的同心套冲击破碎泥砂、岩石成孔，是老地质滑坡成孔特殊钻进方法。其利用偏心钻的扩孔作用将套管带入孔内，套管护壁防止破碎体滑塌，适用于钻进老滑坡松散地层，有效缩短成孔时间，避免常规钻孔难以成孔及常见塌孔引起埋钻头、钻杆现象。

（1）安设潜孔钻机。安装脚手架平台，调校潜孔钻机到设计要求方位。安设中风压空气压缩机，将进气管与空压机接通，将管路电线连接好，确保安全牢固。

（2）钻杆套管前端镶有钻头，后端为丝扣，钻杆钻头用丝扣连接，把钻杆放入套管中，操控潜孔钻机，钻杆套管同时跟进，冲击回旋清渣。专人负责，确保施工现场安全。

（3）中压空气钻进。起动英格索兰空压机，操控潜孔钻机，电动机同时带动钻杆和套管风压钻进。抽动钻杆用中风压清渣，吹净后继续钻进，到更换钻杆时停止钻机。

（4）依次循環往复，抽动钻杆，钻进中风压清渣，保持套管无残渣，逐节安装钻杆和套管，直至钻到设计要求深度。中压空气清孔，清渣干净，关停钻机，检查成孔质量。

（5）拆卸钻杆。将钻杆逐节拉出拆除。钻孔过程要安排专人负责，以便按设计要求完成每一个钻孔。

3工程质量控制

3.1锚索成孔控制

（1）潜孔钻机安装时，确保钻机稳固，用水平仪调校钻机平直。

（2）钻机开孔角度用地质罗盘调校至设计要求角度，紧固钻机。

（3）钻机钻进过程中应及时调校钻机所处状态，按设计要求钻孔直径钻进，确保钻孔质量。

3.2锚索体的制作及安装控制

（1）严格控制钢铰线材料质量，从钢铰线进场抓起，确保施工现场产品全部合格。

（2）根据每组钢铰线按设计长度进行下料，砂轮切割，保证钢铰线满足锚索体设计要求。

（3）钢铰线剥皮段去除油污，清洗干净。对于螺栓连接部分必须紧固。中架、隔离架务必符合设计要求。

3.3注浆质量控制

水泥浆要严格按照水灰配合比。浆液要搅拌均匀，随拌随用。注浆用M40纯水泥浆，水灰比控制在0.45～0.55，选用普通硅酸盐42.5R水泥。灌浆设备安装好后要认真检查，防止中途灌浆机损坏。注浆压力控制在0.25～0.35MPa。注浆直至新鲜浆液溢出孔口，1h后再次注浆，确保孔口浆体充满。

3.4施工变形监测与预报

在工程施工期间，要重视滑坡变形监测预报工作，做到心中有数。本项目采用地表简易观测法和全站仪控制点监测法，每天巡检3次，做好数据记录，确保施工安全并且直接检验工程效果。为保证工程质量及安全，使用网络进行滑坡体监测。

4安全生产及文明施工

六万村地质滑坡整治工程项目部高度重视安全生产工作，设立专项安全生产资金和专职安全员，全员落实安全生产责任制，现场施工员既抓进度、也抓质量，同时又是安全生产责任人，责任明确，有奖有罚。在施工期内，晚上不施工确保不影响附近居民的正常生活。由于安全生产措施落实到位，施工全过程安全事故为零。此外，项目每周安排安全文明生产例会，做好员工政治思想工作，讲文明、讲礼貌，尊重当地民风民俗，与当地百姓相处融洽，避免环境污染，做到文明生产、文明施工。

5新技术应用情况

六万村地质滑坡治理工程采用了套管跟进钻孔技术，有效地加快了工程施工进度。采用全站仪测量钻孔放样，数据准确规范。项目合理投入新设备，运用新工艺，取得进度、质量、效益多赢的局面。

6项目效益分析

六万村地质滑坡采用套管跟进钻孔技术有效提高成孔质量，加快施工进度，共提前工期49d，预估节约钻杆350延米，合计节省成本556500元。具体分析如下：

（1）提前工期49d，创造了良好的效益，大幅降低人工及机械费。

人工费：共有工人24人，按150元/人算，节约176400元。

机械费：共有空压机、发电机、钻机7台套，按每天700元/台套算，节约机械费240100元。

（2）采用套管跟进钻孔技术不仅提高了成孔率，而且塌孔现象得到有效控制，节省了350余延米钻杆、钻头等材料，共节约成本140000元。

7结语

套管跟进钻孔技术是一项新技术，是广西交通科学研究院有限公司缩短地质滑坡治理时间的研究方向，它有效地解决老滑坡破碎岩体锚索施工难以成孔的难题，钻孔工作效率得到极大的提高，减轻了工人劳动强度，加快了施工进度，大幅度降低工程成本。目前六万村地质滑坡的施工已经完成，監测从未间断，网络监测的数据显示滑坡体处于稳定状态。该工程取得了良好的社会和经济效益，树立了项目品质高的企业形象。由于六万村地质滑坡治理竣工时间不长，尽管现在处于稳定状态，但仍要对该地质滑坡进行长期有效的网络监测。广西雨水充沛，地质滑坡时有发生，尤其是山体滑坡、岩溶塌陷、崩塌等，对群众生命财产安全造成极大的危害。因此，如何及时有效地处治地质滑坡，是摆在地质人员面前的新课题。锚索套管跟进钻孔技术为广西地质滑坡治理带来了一个锚索成孔新途径。