青藏铁路净水河大桥钻孔贯注桩施工

公布�>###检察次数：2567

    [择要]介绍了青藏铁路净水河特大桥在高原多年冻土区施工钻孔贯注桩时遇到的难及接纳的一系列有针对性的步伐。

    [要害词]桩基凯发；冻土区施工；钻孔贯注桩；桥梁

     青藏铁路净水河特大桥位于楚玛尔河高原地域，是介于可可西里天然掩护区不冻泉掩护站和索南达杰天然掩护站之间的青藏铁路上最长的1座以桥代路特大桥。该桥全长11690m，设计桩数4000余根，无效桩长18-28m，设计桩径1000、1250mm。凯发承接该大桥局部桩底子施工，于2002年4月20日正式开工，然后9月10日竣工，合计完成6000延米桩基施工。

    1、凯发地质条件

    依据勘探陈诉该地域地层散布如下：①粉质砂土层 埋深0-5m；②粉质粘土、粉土层 埋深2-7m；③含土冰层 埋深5-9m；④泥质灰岩层 埋深7-11m；⑤冰层 埋深11-16m；⑥泥质灰岩层 埋深16-21m；⑦富冰冻土层 埋深21-25m；⑧泥质灰岩层 埋深25-30m。

孔口标高一样平常为4450-4600m,属青藏高原多年冻地皮带。寒季施工时距净水河100m以外地区地下埋深约21m，暖冬施工时受多年冻土消融影响，地下水位抬升至10m左右。

    2、成孔工艺及次要施工机具

    净水河特大桥正式开工时仍属寒季，因其施工10月份才干完毕，故要综合思索寒季、暖季施工接纳的差别工艺步伐。

    ⑴ 施工机器 依据地质材料反应的地层状况及岩土的凯发性子，接纳旋挖钻机成孔。施工接纳德国宝峨公司消费的BG22旋挖钻机2台。

    ⑵ 钻具装备 按惯例装备桶式钻头、桶式清渣钻头外，针对青藏铁路多年冻土区冻土层较厚、冰层广泛散布、入岩深度较深的特别要求，增长装备螺旋钻头、锥式螺旋钻头、岩芯钻头。

    ⑶ 泥浆处置体系 因净水河特大桥处在可可西里天然掩护区东边沿，生态情况相称软弱，泥浆处置不克不及以捐躯情况为价钱，故装备挪动式泥浆箱，以备在暖季需泥浆护壁成孔时利用。

    ⑷ 成孔工艺 净水河特大桥寒季接纳干作业成孔，暖季视冻土消融水平接纳泥浆护壁成孔。

    3、施工中呈现题目及办理措施

    3.1 泥质灰岩层钻进难的处置

    在多年冻土区的泥质灰砂岩，因其层理和裂隙不甚发育,且在地层中呈透镜体状散布,进尺历程中会呈现以下状况：①钻进进尺难；②因岩层散布不均招致钻偏离桩中心。

    在施工中接纳下列步伐办理以上题目：①对进尺难，接纳锥式螺旋钻钻进，并将锥式螺旋钻底部“一”字型分列的双向四齿组合锥头改为等边三角形三齿组合，并依据施工状况响应改动螺旋片上齿的分列切削角度，从而到达了抱负的结果。改良后，泥质灰岩钻进工夫从5-6h/m延长至1h/m。②仔细研讨地质陈诉，在穿越泥质页岩扑灭区或邻桩呈现孔斜地段时，接纳岩芯钻钻进，使用岩芯钻的线切割将孔引正，之后再接纳响应钻具钻进。

    3.2 冻土钻进时的“糊钻”处置

    在钻进历程中，因钻头于切削土体的摩檫，发生肯定的热量，这局部热量虽不克不及所有消融冻土层，但会形成随钻头带下去的土体局部消融而粘附于钻头上。

    在干作业成孔历程中多接纳螺旋钻施工，消融粘附岩屑会招致进尺服从低下，影响成孔速率。为此，凯发依据施工状况，对螺旋钻头接纳以下步伐，办理了这一题目：①将双向进土螺旋钻改为单向进土螺旋钻；②增长螺距，减小成孔历程中的挤密效应；③提钻前多反转，使挤密在螺旋片中的岩土体松懈；④制造公用刮土器，起钻后螺旋钻叶片在刮土器作用下疾速刮除。

    3.3 含冰土层、冰层钻进时滑钻的处置

    含土冰层、冰层在场区均有散布，且部分冰层达10m厚，冰层在施工时常有钻头滑钻的状况。

在施工历程中接纳中空的岩芯钻先对冰体举行切割，然后再用桶式钻头或螺旋钻头将其取出孔外的措施举行处置。在局部土层施工时，只管即便增加反转，可用岩芯钻间接将切割冰柱体取出孔外。

    3.4 有地下水涌出时岩层的钻进

    在地下水涌出时，螺旋钻不克不及将所钻岩屑带出孔，必要螺旋钻、桶式钻头共同利用。桶式钻头因其有精良的密封功能，可将钻孔中岩屑全部取出，并在施工中具有泥浆置换功效。

    3.5 热融坍塌的处置

    受气温及人为运动影响，在暖季多年冻土热均衡形态遭到毁坏。施工步伐不妥，会形成钻孔上部坍孔，严峻的还会形成串孔，影响邻桩施工，更有甚者会招致机毁人亡的宁静变乱。

    为避免成孔历程中的热融坍塌和成桩后的冻胀，净水河特大桥在设计时就设计要安顿永世护筒。永世护筒为钢护筒，直径较桩径大100mm、长4000mm，核心涂抹改性沥青防冻层。

    但在实践施工中，护筒的长度不克不及满意暖季最大消融深度的要求，因而，在施工历程中凯发充实思索了温度影响形成的多年冻土最大消融深度的变革趋向，联合园地差别地段的地质条件，接纳加长护筒的办法来防备热融坍塌对成孔形成的不良影响。详细护筒的加长长度视差别地段地质条件确定，最深达12m。

    钢护筒的埋入方法，接纳旋挖钻演习力头加压波动下压或边钻进边跟进护筒的方法埋设，减小了对低温不波动区多年冰土层的扰动。

    3.6 混凝土温度的控制

   净水河特大桥桩基凯发是接纳掩护多年冻土准绳设计的，混凝土入模温度对净水河多年冻土热均衡形态的影响至关紧张，因而，严厉控制混凝土入模温度是可否坚持多年冻土区的热均衡形态不遭毁坏的要害。

    混凝土搅拌接纳专门为青藏铁路研制的实用于多年冻地皮段混凝土凯发施工必要的DZ-1和DZ-3型高温早强高功能混凝土外加剂，该系列产品兼具促使混凝土高温（负温）早强、耐腐化、耐风蚀、高抗冻、高抗渗等功能。

    DZ-1和DZ-3型外加剂的掺量为内掺10%，划定温度为-20℃时桥梁底子贯注。在最低气温凌驾混凝土外加剂划定温度时，接纳响应步伐，使混凝土养护时期的温度不低于外加剂的划定温度。

    暖季施工时，为低落入模混凝土温度，可选择早晨较冷时施工，在8-9月混凝土贯注一样平常在早晨6时至越日上午8时举行，混凝土在制备时接纳冰低落水温，凉风机吹冷骨料等步伐低落制备温度。

    寒季施工时，为进步混凝土入模温度，接纳搭设暖棚蒸汽加热石料，炒砂加热砂温，加热施工用水和在运输车上掩盖保温罩，延长灌溉工夫等步伐来包管混凝土的入模温度。

    3.7 断桩的处置

    在混凝土灌溉历程中，因混凝土供给不实时，混凝土功能不克不及满意水下浇注的需求时，会招致断桩变乱，现将处置断桩的几项步伐介绍如下：

    ⑴干孔浇注时断桩 ①拔出导管，清算导管内残留混凝土；②对初灌混凝土尚未初凝的桩，将清算过的导管重新拔出混凝土面以下1m左右，用大料斗持续贯注，直至贯注完毕；③对初灌混凝土已初凝的桩,要敏捷集合钻机,接纳小钻头将钢筋笼中混凝土取出,重新下导管贯注。还可接纳人工清算混凝土面至全断面均为奇怪混凝土，并将混凝土面凿毛，沿钢筋笼内侧设压浆管，管底在接桩界面，然后再重新贯注混凝土，待混凝土达7d龄期落伍行压浆凝结密实。

    ⑵泥浆护壁桩孔断桩 ①拔出导管，用钻机接纳小钻头掏空钢筋笼中混凝土后，将钢筋笼搅出，重新安顿钢筋笼，举行后续工序施工；②用打击钻将混凝土及钢筋笼重新打击成孔，之落伍行后续施工；③接纳大料斗事后装满砂浆后打击拔出已贯注混凝土中，待浇注正常后持续浇注混凝土的办法接桩处置。

    此文已在建立部良好科技期刊《施工技能》2004年5期上宣布。