图6.9.6.5-2 偏心跟管钻进示意图
① 偏心跟管钻具下孔前应逐一检查风动潜孔锤、偏心钻头、套管及套管靴。 a)风动潜孔锤应工作正常,并加注机油润滑;
b)偏心钻头应能灵活张开和收拢,张开时钻头偏心外缘应大于套管靴,联接销及锁紧机构应牢固;
c)钻头与潜孔锤联接应可靠;
d)套管靴、套管有无裂纹,凡有影响强度的缺陷切勿使用。 ② 开孔
a)用CIR110冲击器配Φ140常规钎头先造孔1m左右,为跟管钻进提供定位和导向作用。 b)开钻前,将连接好的潜孔锤及钻头放入带有套管靴的套管内,让偏心钻头伸出套管靴,将组装好的钻具就位于预先凿好的导向浅孔内。开动钻机,正转速度达到一定时,偏心钻头张开,方可进行钻进。
③ 跟管钻进过程中,边加钻杆边加接套管。
a)每钻进0.3~0.5m强风吹孔排粉一次,保证孔底清洁,遵循“短进尺、强排渣”的基本原则。
b)每钻进2~3m,提钻检查钎头与冲击器的联接状况、偏心钻头联接机构及锁紧机构状况,更换销子等。
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c)钻进结束或需更换中心钻具时,先将孔底残渣吹尽,脱开中心钻具的回转动力,停止回转,缓慢提升中心钻具至偏心钻头后背与套管靴前端接触为止,用管子钳卡持钻杆,作反时针方向回转,同时缓慢试提中心钻具。
当中心钻具可顺利提升时,表明偏心钻头已顺利收拢,这时可按照常规方法提升中心钻具,直至全部提出中心钻具。
有时会因孔底残留岩渣过多,偏心钻头回转部分被岩渣卡住而影响偏心钻头的收拢。当试提几次仍不能奏效时,应开动空压机重新对钻孔进行清洗,并使潜孔锤作短时间工作,然后再进行试提,如此作法直至提出中心钻具。
④ 在跟管过程中,如遇到大孤石难以穿过时,采用小口径潜孔锤超前钻孔穿过大孤石,为后续跟管钻具钻进提供阶梯临空面,再下入跟管钻具继续跟套管。
⑤ 跟管钻进至预定深度后,即可将跟管钻头、冲击器、钻杆提升出孔外,换用常规钎头继续钻进直至设计深度。
⑥ 根据招标文件,下入预应力锚索后,所跟钢管不再拔出。 3)成孔措施
① 开孔前,清除孔口附近松动岩块。必要时,可填筑混凝土等强后开孔。
② 开孔时,在设计孔位上,人工或用风钻凿出与孔径相匹配的10cm左右深的槽(孔),以利于钻具定位及导向;再次复核钻机钻具轴线倾角与方位角。
③ 根据需要在钻杆上安装扶正器、防卡器等器具。
④ 严格遵循“小钻压、低转速、短回次、多排粉”原则。每钻进0.3~0.5m强风吹孔排粉一次,以保持孔内清洁。
⑤ 每钻进≧1m,缓慢倒杆>1m,往返不少于2次,直至孔口无岩粉返出,以利充分吹粉排渣,避免卡钻及重复破碎。
⑥ 勤检查钻杆、钻具磨损情况,对磨损严重的钻杆、钻具应予以更换,尽量避免孔内事故的发生。
⑦ 在钻孔过程中,如遇岩体破碎或地下水渗漏严重使钻进受阻时,采取固结灌浆等措施。 ⑧ 在钻进过程中,不宜一个钎头打到底,否则终孔孔径与开孔孔径相差过大,使得下锚时困难。可备3个钎头,每个钎头打10~15m左右,就轮换一个。
⑨ 在钻进过程中,认真、真实地做好钻孔记录,为分析判断孔内地质条件提供依据。记录中要详细标明每一钻孔的尺寸、返风颜色、钻进速度和岩芯记录等数据。
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造孔过程中做好锚固段始末两处的岩粉采集,若在锚固段发现软弱岩层、出水、落钻等异常情况,通知监理工程师,必要时会同业主共同研究补救措施,以确保锚固段位于稳定的岩层中。若在其它部位发现软弱岩层、出水、落钻等异常情况,作好采样记录,并及时报告监理工程师。 6.9.6.6 破碎岩体锚索造孔及固结灌浆
对于破碎或渗水量大的岩体,安装锚索之前应通过锚索孔对岩体进行固结灌浆处理。灌浆结束标准可参照固结灌浆标准执行。待浆液强度超过5MPa后,再进行扫孔。
具体施工参见前述相关部分。 6.9.6.7 清孔
钻孔完毕,用压缩风冲洗钻孔,直至孔口返出之风,手感无尘屑,延续5~10min,孔内沉渣不大于10cm。 6.9.6.8 钻孔检测
钻孔清孔完毕,进行钻孔检测,合格后进行下锚工作。
6.9.7 预应力锚索体制作与安装
6.9.7.1 锚索体型式
根据工程锚固需要,选用设计要求的锚索型式,如左岸岸坡防护采用压力分散性无粘结预应力锚索。
6.9.7.2 钢绞线材质规格及束数
1)钢绞线母材使用经检验符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003的Φ15.20mm(美国标准ASTM A416-98的Φ15.24mm)、1860MPa(270级)高强度低松弛钢绞线。钢绞线的基本材料是碳素钢。钢绞线技术指标见表6.9.7.2-1。 表6.9.7.2-1 钢绞线技术指标
级别 270 公称抗拉公称直公称面最小破断屈服力(kN) 强度(MPa) 径(mm) 积(mm2) 力(kN) 1860 15.20 140.00 260.0 234.0 延伸率% ≥3.5 松弛率 % ≤2.5(最小荷载的70%) ≤4.5(最小荷载的80%) 无粘结锚索采用专业厂家生产的高强度低松弛无粘结预应力钢绞线。无粘结预应力钢绞线用防腐润滑脂及护套材料满足《无粘结预应力筋用防腐润滑脂》JG3007-93、《无粘结预应力钢绞线》JG161-2004标准要求。
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2)预应力钢绞线检验
对运达工地的每批钢绞线作100%的外观检查和10%抽样拉力试验。抽样结果和出厂产品质量证书、标志、说明书等报批后使用。
3)预应力钢绞线使用前存放在离开地面的清洁、干燥环境中放置,并覆盖防水帆布。 4)不同吨位锚索钢绞线束数及钢绞线强度利用系数见表6.9.7.2-2,满足“控制最大张拉力不得超过预应力钢材强度标准值的75%”的要求。
表6.9.7.2-2 钢绞线束数及钢绞线强度利用系数(参考)
设计工作载荷(KN) 钢绞线数量(束) 1000 2000 7 12 设计荷载时钢绞线强度利超张拉时钢绞线强度利用用系数(%) 系数(%) 55 64 60(超张拉力110%P) 70(超张拉力110%P) 6.9.7.3 预应力锚索体制作
1)锚索制作在有防雨、防污染设施的加工厂完成。雷雨时不进行室外作业。 2)钢绞线备料要求
① 下料前检查钢丝或钢绞线的表面,没有损伤的钢丝或钢绞线才能使用。
② 将钢绞线放在平坦干净的水泥地面上或木制工作平台上,摊开理直,根据实际钻孔深度、锚具长度、锚索结构及张拉工艺操作需要,用钢尺丈量,使用砂轮切割机(图6.9.7.3-1)下料,严禁电弧切割。
图6.9.7.3-1 高速砂轮切割机
③ 单根钢绞线在全长范围内不允许有接头或连接器。 3)无粘结预应力锚索体制作(图6.9.7.3-2)
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图6.9.7.3-2 拉力型无粘结预应力锚索示意图
① 根据锚索的设计尺寸及张拉工艺操作需要下料,每根钢绞线等长。 钢绞线长度:L=钻孔深度+锚墩厚度+锚具厚度+测力计厚度+张拉长度
② 剥除锚固段钢绞线PE套,用清洗剂将钢绞线表面油脂清洗干净,直至手感无油腻有涩感且表面乌黑发亮,顺直排列在加工平台上。
裸露钢绞线外面油脂必须清洗干净,否则将会影响到水泥浆对钢绞线的握裹力,直接影响锚固质量。钢绞线清洗工艺流程参见图6.9.7.3-3。
图6.9.7.3-3 钢绞线清洗工艺流程
a)用电工刀剥除锚固段范围内钢绞线的PE套。 b)用锯末抹去钢绞线表面大部分油脂。 c)将钢绞线逐丝散开。
d)再用锯末抹去钢丝表面残余油脂。 e)接着用柴油将钢绞线逐丝彻底清洗。
f)然后用棉纱将钢丝擦干净,直至手感无油腻有涩感且表面乌黑发亮。 g)最后把钢丝合捻成单根钢绞线。
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