新型鉆孔護壁液施工技術

李曉斌

(陜西鐵路工程職業(yè)技術學院，陜西渭南714000)

隨著國家經濟建設快速發(fā)展，國內高速鐵路、公路及城鄉(xiāng)改造工程日趨增加，旋挖鉆孔樁已遍地開花。由于地層的復雜性，在實際施工中也帶來不少困難，特別是在旋挖機鉆孔中塌孔超方、埋鉆埋桿、孔內沉淀大、清孔時間長等情況給整個施工進度帶來了困難。在國內的鉆孔樁施工中，通常采用膨潤土泥漿護壁法。膨潤土泥漿護壁法在施工中價格便宜、施工工藝成熟，但是它在成孔以后的沉渣不易控制，且在砂質地層清孔時間比較長。目前，在國外的鉆孔樁施工中，大多采用Bore Pac－順幫泥漿護壁液，此方法在施工中沉渣容易控制，樁身質量能得到保證，清孔時間較短，提高了工效。

鄭(州)西(安)客運專線新建雙線渭南段渭南渭河特大橋［1］，也稱關中特大橋?？紤]到全管段內鉆孔樁的數量大和工程的工期壓力，在鉆孔樁施工中引進了國外的先進技術，采用了Bore Pac－順幫護壁液。

1 工程概況及地質情況

鄭西客運專線渭南渭河特大橋，橋梁全長79.86 km。工程的起止里程為DIIIK391+500～DIIIK415+500，全長22 km。共計橋跨為539孔，鉆孔樁的數量約5800根。樁徑有1.25m、1.5m和1.8m三種，孔深在47～59m之間。鉆孔樁的數量大，且孔深基本都在50m以上。該客運專線設計時速在350 km/h，對橋梁的各項指標要求很高［2］。

沿線所經地區(qū)地層以第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)、中、下更新統(tǒng)為主，厚度大于200m。全新統(tǒng)主要有沖積粉質黏土、粉土、砂質黃土和黏質黃土、細砂、中砂、粗砂等局部河床和階地上有卵石土出露，個別滑坡處常分布有滑體堆積物黃土、碎石土、塊石等。特殊巖土主要為濕陷性黃土、松軟土、膨脹土、人工填土、飽和軟黃土等。

線路走行于渭河盆地平原，不良地質現象主要有沖溝內的一些坡面變形，如滑坡、錯落、坍塌、地面溜坍。擬建場地地下水位埋深2～10m，受季節(jié)影響，水位變化幅度為2～4m。在20m深度內有飽和粉土及飽和松散的粉細砂、中砂、粗砂為可液化地層。在這種地質條件下，鉆孔樁施工采用Bore Pac－順幫泥漿護壁液有較好的護壁功能［3］。

2 Bore Pac－順幫泥漿特點

Bore Pac－順幫泥漿在國內使用得較少，其特點為:(1)造漿設備簡單，容易操作;(2)漿液的可控性好，容易掌握;(3)漿液的滲透能力強，凝結力高，沉渣少;(4)鉆進速度快，成孔的時間短，不容泥、砂，能使泥、砂迅速沉降到孔底，便于撈渣清孔;(5)回收利用率高，節(jié)約施工成本;(6)是環(huán)保產品，漿液對地下水和環(huán)境無污染，經簡單處理后可直接排放;(7)在鉆孔過程中孔內不能缺漿，缺漿容易造成塌孔，而且塌孔后不容易處理;(8)順幫一次性投資較大，比膨潤土的價格要貴。

3 施工技術

3.1 事前質量控制［4］

(1)挖泥漿池。泥漿池不宜過大，兩個泥漿池大概60m3左右，一個是存儲泥漿用，另一個是存儲清水以備停電用來造漿。(2)配置泥漿前，使用pH試紙測試配置水源的pH值。(3)根據具體情況來決定添加純堿的量(一般為每1m3漿液摻堿0.5kg左右，具體的添加量根據現場pH測試結果確定)，將泥漿的pH值調節(jié)3到8～10即可。(4)需準備好一臺3m以上功率的空壓機(電或者柴油空壓機)，在配漿過程中，不能停止空壓機運轉，配好泥漿后，空壓機至少要保持2 h以上的工作量方可開工使用泥漿。

3.2 事中質量控制

(1)在開鉆前必須經過實驗人員對泥漿進行檢測，各項指標達到要求后方可開鉆。采用馬氏漏斗法對泥漿進行檢測，檢測結為:黏度，55 s;密度，1.01 g/cm3。(2)在鉆進過程中，孔內泥漿的液面不得低于護桶高度的1/2位置。鉆機操作人員在鉆頭出入孔口5m深度時提、放鉆頭做到輕提、輕放，這樣能有效避免塌孔事故的發(fā)生。在鉆孔后期，即離設計孔深2～3m處，應適當放緩鉆進速度，這樣能有效徹底清除孔中的沉渣。

(3)孔鉆成后，放置60～90min，然后下鉆頭輕輕撈取沉渣。用測繩測量孔深達到設計求后，方可下鋼筋籠。

(4)鋼筋籠宜分段加工制作，連接時應按50%的鋼筋接頭錯開焊接。對鋼筋籠立焊的質量要求要特別加強檢查控制。

(5)鋼筋籠每一道加強箍筋上都有內十字撐，防止在運輸過程中變形。如果發(fā)現變形的鋼筋籠要及時的校正。鋼筋籠入孔時，應保持垂直狀態(tài)，對準孔位徐徐輕放。嚴禁強制性下放鋼筋籠，造成鋼筋籠變形或孔壁坍塌;或者是掛壞孔壁造成較厚的沉渣，給清孔造成很大的麻煩。每一節(jié)鋼筋籠下到位以后，都要對孔深進行測量，以防沉渣超標。

(6)下導管前，對孔深進行測量，觀察沉渣厚度;務必檢查好導管的密封性，將導管的法蘭擰緊。因為順幫泥漿屬于密度與水差不多的泥漿，泥漿易滲漏到導管內，避免因為導管漏水而造成質量事故的發(fā)生。

(7)鉆機的工作人員要時刻注意保持泥漿面的高度，要及時給孔內補漿，還需要經常測量鉆頭的直徑，必須保證鉆頭的尺寸不得小于設計孔徑，但盡量避免擴孔。

3.3 孔口處理注意事項

(1)由于孔口的鉆屑回流會增加泥漿中的絮狀沉渣量，所以孔口清潔對保證施工速度及成樁質量相當重要?？蛇m當提高孔口的護桶高度，使護桶口高出地面30～60 cm，同時做好孔口的回收處理，這樣就可以保證以清出孔的鉆屑不會回流入孔中，可極大減少孔內絮狀沉渣的產生。

(2)在拋棄孔中的鉆屑時，盡可能讓鉆屑遠離孔口，這樣，鉆屑不至于回流到孔口附近，保證施工環(huán)境的整潔，也便于孔口觀察及進行泥漿處理。

3.4 泥漿的回收和處理［5］

(1)澆筑混凝土時，應及時回收泥漿。由于混凝土會污染泥漿體系，所以最下面與混凝土接觸的1m左右的泥漿不得回收，避免混入泥漿中，導致泥漿體系性能產生變化。

(2)在工程施工結束后，可以在泥漿池/箱中添加適量的強氧化劑，同時通過空壓機鼓氣系統(tǒng)將泥漿混合均勻，靜止片刻。泥漿就會被降解，黏度逐漸降低直至清水狀態(tài)，待泥漿完全降解后，即可直接排放。

4 結束語

由于Bore Pac－順幫泥漿護壁液的施工技術能夠比較容易被控制，并且施工過程中操作簡單，工人容易掌控，施工質量較高，大大的提高了工作效率。是對現有泥漿護壁技術的一次較大革新，可以推廣使用。

［1］ 周志彰．在復雜地層中鉆進的護壁堵漏［J］．探礦工程(巖土鉆掘工程)，1981(4)

［2］ 趙銘琪，吳恒，李炳平，等．應用高滲透恢復率泥漿沖洗液取代清水鉆進工藝的研究［J］．水文地質工程地質，1990(6)