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XX水电站左岸挡水坝土钉墙施工工法

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摘要：本文结合XX水电站左岸挡水坝土钉墙工程施工实际，通过对施工技术难点的分析研究，介绍了在该工程中应用的新机具、新工艺，为超长土钉施工提供了借鉴。

关键词：土钉墙造孔超长注浆螺旋钻头热压法

1.概述

1.1工程概况

XX水电站扩建工程是XX河规划开发的第八个梯级水电站，坝址位于广西XX县XX镇镇府上游3Km，坝址上下游分别与已建的XX水电站尾水和规划的XX水电站正常蓄水位衔接。该扩建工程是一座以发电为主，兼有航运、灌溉等综合利用效益的水利水电工程。电站总装机容量600MW，多年平均发电量为34.95亿kW.h。

1.2地质条件

~XX水电站左岸挡水坝土钉墙支护的范围为EL128.5~EL113，桩号坝上0+55m

~

坝下0+58.5m。根据2002年6月补勘钻探记录中钻孔ZK22和ZK23的地质资料以及现场开挖后出露的土层状况，结合施工钻孔资料分析，该工程地质条件如下：

土坡上部2~3m为填土，由粘土混灰岩块石，砂土混碎石等组成，为新近未经碾压的填土，松散状。中部约6~11m为硬塑状含碎石粘土，断面粗糙，稍密~中密状，局部夹5~6mm硅质岩块石。下部为可塑状含少量碎石粘土，厚约2~6m。基岩主要为灰岩，岩土相交面倾向基坑，倾角约30°。在基岩上覆有一层厚1.5~6m厚度不同的软塑状粘土，因含水量高达29.6%而呈流态存在。

1.3主要施工技术参数

本工程共施工土钉8排，352根（其中2根为测试钉），累计5842.42米。其中φ28mm1675.27米、φ32mm2040.01米、φ36mm2127.14米。土钉孔距2.0m，排距分为1.5m和2.0m两种，钻孔孔径为150mm，倾角15°,孔深多数为15~20m，最大孔深为36.2m，因下伏基岩面起伏，下部3排部分钻孔嵌岩，施工中嵌岩孔均深入基岩3m。要求钻孔孔位偏差不大于10㎝，孔斜不大于5%，孔深误差控制在0.5m

范围内。

2.土钉墙施工

本土钉墙支护的施工流程为：开挖工作面，修整边坡→土钉钻孔（土钉加工）→安装土钉→土钉注浆→铺设、固定表层钢筋网，设置排水孔→喷射砼面层150mm。

2.1造孔施工

本土钉墙工程在施工中面临的施工难点有：土钉超长（最大孔深达36.20m，为当前国内之最）、设备难以满足扭矩要求；土层松散、孔隙率大、含水率高成孔难度大；以及塌孔、缩径、等方面的困难。传统施工工艺因为孔深较浅，大多采用螺旋钻进造孔，这种工艺在孔深超出10.0m以后，往往因为土体对钻具的摩擦和设备扭矩不足而钻进困难，在土体极松散的情况下，钻具拔出后也会因为塌孔而造成成孔率低的现象。本工程孔深频率见下表：

序号

孔深（m）

数量(个)

频率(%)

备注

1

＜15.00

53

15.05

2

15.00~20.00

234

66.47

3

20.00~25.00

40

11.36

4

25.00~30.00

18

5.1

超长

5

30.00

7

1.99

超长

为此，我们从施工工艺、施工设备、施工技术等方面进行了探索和改进，根据施工进度要求结合施工工艺特点，我们采用一台20m3/min空压机供给风力，使用履带式全液压英格索兰钻机造孔，钻孔开孔5.0m使用螺旋钻头钻进，以确保造孔施工时避免对边坡表层土体产生破坏，5.0m以后使用偏心钻头跟套管钻进，利用钻头的冲击、振动扰动孔壁周围土体，改变其密实度；利用套管跟进保证在流态粉质粘土层的成孔。针对钻孔深度大，钻进时在流态粉质粘土层和基岩界面极易产生错台，容易造成套管变形和增加土钉钢筋置入难度的情况，我们采取了在界面处使用低压、低速、反复扫孔的措施加大该部位孔径，以保证钻孔孔斜、消除错台的方法进行处理。

实践证明，该项造孔工艺的改进在造孔施工进度、成孔率等方面较传统工艺均

有很大提高，不仅顺利的完成了工程施工，确保了工程质量，同时也为后续工程的施工在质量、工期上提供了可靠的保证。

2.2土钉加工

本工程土钉钢筋采用Φ28、Φ32、Φ36螺纹钢进行加工，使用φ10圆钢按每2~3m间距设对中支架，长度不低于50㎝，采用焊接的方法将其焊接在土钉钢筋上。加工时配备好注浆管、排气管、止浆袋。

技术难点：本工程土钉最大长度为36.20m，单根钢筋长度为12.00m，土钉需进行加长连接，土钉设计强度为250KN，采用什么连接方式和如何确保连接强度是土钉加工的技术难题之一