1、p DL 中华人民共和国电力行业标准DL厅5125-2001 水电水利岩土工程施工及岩体测试造孔规程条文说明主编单位:国家电力公司西北勘测设计研究院批准部门:中华人民共和国国家经贸委t tfJ咆约也i钱往2001北京目录3 总则.99 4 防渗墙施工造孔100 5 钻孔灌注桩施工造孔103 6水工建筑物地基处理施工造孔111 7 岩体边坡治理工程造孔.113 8 大坝变形观测孔造孔.115 9 钻孔地应力及岩体测试造孔118 10 工程施工造孔质量检验.125 98 3总则3.0.1 本条主要强调岩土工程施工造孔是一项施工技术复杂、质量要求高的地下隐蔽性工程。因此,要认真作好施工组织设计和施工
2、准备工作,并且强调没有施工组织设计文件不得施工,以避免给工程带来不可挽回的损失。3.0.2 本条主要是在施工中遇到异常情况给施工带来困难需要修改设计时,施工单位不得擅自修改设计,必须由设计单位修改设计后方可继续施工。3.0.3 3.0.4 这两条主要强调在施工前设计单位应向施工单位提供工程设计、造孔目的、工程质量及工程进度等有关文件,并向施工人员进行技术交底,以避免盲目施工给工程造成损失。3.0.5 本条指出了水电工程在地下洞室或在水工建筑物廊道中施工时,必须具备良好的通风工作条件,并应重视对有害气体的监测工作,以确保安全生产。尤其注意在进入己停止工作时间较长的洞室及廊道中施工前,必须监测有害
3、气体,在确认符合安全规定时方可施工。3.0.6 本条要求施工单位应采用先进的施工技术方法,并不断总结经验,优化施工技术,努力降低生产成本。3.0.7 本条强调了水电水利岩土工程施工造孔工序多,并要求在较短时间内连续作业完成施工。因此,要求对参与此项工作的人员进行专业技术培训,并经考核合格后上岗。99 4 防渗墙施工造孔4.1一般规定4.1.1 本条主要阐明了防渗墙造孔的范围,原水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范(79)中槽孔深度为60m;SL174-96水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范改为孔深70m,墙厚0.60m1.00m。4.1.2 防渗墙从墙体结构要求考虑,设计对墙体中心线及墙体的
4、深度和厚度有严格要求,其中心线与高程应以导墙的中心线及导墙顶高程为基准点,并由测量施测后埋设基准点,以便于施工中校核。4.1.3 本条指出了造孔槽段的划分原则。4.1.4 本条规定孔口高程的设置原则,是为了在施工中便于修筑导墙,确定泥浆池及废水排放管道的设置。4.1.5 本条指在复杂地层中造孔成墙,施工难度大时,施工前应在实地进行造孔成墙试验,确定施工技术参数等。4.1.6 防渗墙施工精度要求很高,钻孔位置和倾角的偏差必须控制在本规程要求的范围之内。为确保墙体的稳定性,保证一、二期槽孔接头搭接良好,防止两端搭接孔出现过大的斜坡,而影响防渗墙质量,要求一、二期槽孔接头两端的孔位中心偏差都不得大于
5、设计墙厚的11304.1.7 防渗墙槽孔施工中,孔内泥浆面过低将会造成孔壁失稳而塌孔。漏失地层造孔前应准备好黠土球、锯末、纤维素及足够的泥浆,旦发现泥浆漏失严重时,即可堵漏防止塌孔。4.2 冲击钻进造槽钻孔4.2.1 造孔机械设备选择与安装应符合下列规定:关于钻机安装,通过实践证明,孔口胡塌大部分发生在孔深100 6m以内。因此,本条规定在构筑导墙前,应对松散的地基进行加固处理,其加固深度为Sm6m,然后修筑混凝土导墙,铺设钢轨,轨道铺设必须平直牢固,钻机安装在特制的机架上,机架可由30cm30cm的方木为主架,上设平车,平车在钢轨上可沿防渗墙中心线水平移动。4.2.2 钻具选择应符合下列要求
6、:冲击钻进用的钻头主要是十字弧形铸钢钻头,遇到特殊地层采用其它形式钻头时,必须注意其形状不变,否则将造成卡钻或影响槽孔形状。钻头重量必须符合钻机性能,开孔钻头直径应根据孔深决定。钻头冲击刃角、长度及钻头磨损修复等应按本规程规定执行。4.2.3 钻进造槽钻孔应遵守下列规定:1 防渗墙造孔最常用的是钻劈法,适用于砂卵砾石层中成槽。钻进中主孔应超前7m8m开始劈打,主、副孔高差应大于3m。劈副孔时相邻两主孔应放置接石筒,每钻进0.30m0.40m必须提砂一次。钻进操作时应使用钢丝绳拧动手把,并采取勤打、勤掏钻渣、勤补焊钻头、勤检查等措施。修孔时应使用小冲程轻打慢打,当发现孔斜和探头石时,可在发生孔斜
7、或探头石部位投人泥球或小卵石0.50m以上,再用钻头冲击。2两钻一爬法是一种比较先进的钻孔成槽工艺,随着设备的更新、施工水平的提高,采用这种方法施工的防渗墙造孔逐渐增多。在使用这种方法成孔时,副孔基岩的钻进仍需要用其它钻进工艺造孔。4.2.4 造孔泥浆应符合下列要求:1 造孔泥浆种类较多。造孔使用的泥浆性能主要有:泥浆相对密度、泥浆流变性(蒙古度、切力等)、泥浆滤失性能(失水性、泥饼性质)、泥浆含砂量、泥浆pH值等。101 3膨润土泥浆性能优于秸土泥浆,在防渗墙施工中,宜选用膨润土泥浆。4 防渗墙造槽孔应选择优质黠土拌制泥浆,以降低工程造价。4.2.5 冲击反循环钻进造槽钻孔:冲击反循环造孔应
8、选用冲击反循环钻机和砂石泵组等设备。目前国内此种类型钻机及砂石泵组较多,施工中可根据钻进工艺选择。4.2.6 本条是在防渗墙造孔施工过程中,由于导墙结构不合理或导墙底部地基不密实而引起导墙严重变形或底部胡塌时,应将堵漏材料或防漏剂混合制成浆液直接技入或补人槽孔内。也可用导管或灌浆管将堵漏浆液送至漏浆部位加固孔壁。如上述方法无效时,可回填槽孔重新开孔。4.2.7 为保证槽孔施工质量,要求质检人员对施工中的各工序质量,要做好经常性的检查和控制工作。4.3 回转钻进造槽钻孔4.3.3 本条中造孔泥浆的质量是防渗墙造孔成败的重要条件。泥浆性能要求及配制方法应严格按照表4.2.4-1、表4.2.4-2执
9、行。4.3.5 成孔质量检验按4.2.7执行。102 5 钻孔灌注桩施工造孔5.1一般规定5.1.2 如在设计桩孔间距过小的情况下,为避免施工机械设备及成孔过程中对已灌入混凝土的孔桩会造成挤压、震动,致使断桩或混凝土裂缝等情况,应采用分序间隔跳打施工的方法。5.2 冲击钻进造孔5.2.1 钢丝绳冲击钻进造孔易发生钻孔孔壁拥塌和冲击钻头掉人孔内的事故。因此,应及时调整泥浆性能,确保钢丝绳与钻头连接牢固可靠。5.3 冲抓锥钻进造孔5.3.1 冲抓锥钻进造孔是利用冲抓钻头的锥瓣冲人松软地层抓取土石,而不是用来击碎土石的。5.4 正循环回转钻进造孔5.4.3 泥浆护壁是正循环回转钻进成孔的重要工作,作
10、好现场泥浆管理是确保泥浆性能稳定,防止孔壁拥塌,提高钻进效率的重要措施。5.4.6 钻进技术参数:1转速。一般土层钻头的转速范围为40r/min80r/min,较硬或非均质地层,钻头转速范围为20r/min40r/mino2钻压。在松散地层中,钻进压力应以保证冲洗液畅通、钻渣排出及时为前提,灵活掌握。不同的地层情况,宜选择不同的压力,一般为:蒙古土层、硬土层钻进压力宜为lOkN25kN。砂土层钻进压力宜为5日415kN。103 砂层、砂砾石层钻进压力宜为3kNlOkNo在中硬以下基岩、风化等硬质岩层钻进,可通过配置加重钻挺或配重块提高钻压,钻进压力宜为20kN40kNo3 正循环钻进为满足排渣
11、的要求,应保证足够的冲洗液量,并结合冲洗液类型、钻头类型选择不同的上返流速(mis)见表lo 钻头类型合金钻头滚刀钻头5.5 反循环回转钻进造孔泥浆 0.25 0.35m/s 5.5.1 5.5.2 钻孔灌注桩反循环回转钻进造孔大多采用泵吸反循环和气举反循环钻进,是目前较先进的技术方法,要求操作技术较严格,钻进时应严格按照本规定程序进行操作。5.6 潜水钻钻进造孔5.6.1 潜水钻钻进是用钻杆连接潜水电机直接带动钻头,在孔底回转钻进成孔的方法。5.7 螺旋钻钻进造孔5.7.1 螺旋钻适用于在地下水位以上黠性土、填土、砂质蒙古土层中钻进成孔,在地下水位以下钻进不易成孔。若在含砾石较多的地层中钻进
12、不易成孔,而且易损坏钻具。5.7.3 机械设备性能应与地层性质、成孔直径及深度相匹配,以利于钻进顺利进行。5.7.4 采用筒式钻头钻进时,每次钻取土层厚度应小于筒身高度,并应适当加水冷却钻具。5.7.5 螺旋钻钻进应严格按照本规定进行操作,否则会造成孔104 内事故,且不易处理。在施工中应合理选择螺旋钻头螺距、扭矩、转速及轴心压力等参数。螺旋钻的螺距般为钻具直径的0.500.70倍,大直径螺旋钻取0.50倍。5.8 潜孔锤钻进造孔5.8.1 5.8.2 潜孔锤钻进成孔适用于基岩地层钻进,特别是坚硬地层,具有钻进效率高、防斜性能好等优点。大口径桩孔施工一般使用气功潜孔锤钻进,冲洗液循环采用泵吸或
13、气举反循环或正循环方式。5.9 桩孔扩底钻进造孔5.9.1 扩底钻进成孔是当钻孔达到设计深度后,撑开扩底刀具,旋转切削孔壁岩土达到扩大孔底的目的。这种扩底桩具有承载能力大、消起材料少、成孔效率高等优点。5.10 大口径基岩钻进造孔5.10.1 大口径钻进造孔,包括环状取芯回转钻进和全断面回转钻进。钻孔直径500mm以上为大口径。5.10.2 大口径钻进的准备工作:1 设备选择大口径钻孔设备种类较多,但在选择时必须掌握额定功率、扭矩、主卷扬提升力、转盘通孔井径(或可移动式转盘)、多级变速、钻塔承载力等。配备提吊能力为80kN150kN汽车吊车,不但可取代平车轻轨(运送岩芯、钻头等),还可使整个施
14、工现场工作条件得到较大改善。2 地基及安装大口径施工钻场面积一般不小于500m2o由于机具重量大,不能直接放在虚填方土上,井口周围应浇筑混凝土方框,加放钢筋,防止沉陷。孔口应埋置井口管。机场安置的枕木断面尺寸不105 得小于30cm30cm,钻机安装要稳固、周正、水平。基台木板厚度不得小于5cm,其表团应防滑。各种防护罩设置要齐全,井口要有保护栏栅。泥浆池、沉淀池、循环槽等安设要妥当,不得漫流,防止钻场沉陷。5.10.3 大口径钢粒环状取芯钻进成孔:1 大口径钻具大口径钢粒环状取芯钻进,其钻具规格见表5.10.3,该系列从直径1150mm750mm共分五级,钻进成孔直径是:1200mm、llO
15、Omm、lOOOmm、900mm、800mm,级差为lOOmm。但有特殊要求的大口径规格不属于此列,要求钻具设置同径取粉管。2 制作大口径钻具应遵守下列规定由于大口径钻具壁厚达到mm,应在有大型卷板机和焊接技术装备的厂家制作,焊缝须经过探伤仪检验,焊缝经刨边机进行规整处理,这样才能保证大口径钻具有合格的尺寸和较高的质量。3 钻进技术参数大口径钢粒环状取芯钻进之所以能正常进行,并能保持较高效率,与它的“低压高线速作用”有关。因为钻头壁厚,拖砂能力强(刻取岩石能力强),钻头唇部有较多钻粒起作用,钻头线速度可高达2m/s左右,钻压为20kN30kN,这两项参数的差异在大口径钻进中得到了相互补充,在线
16、速度高的情况下相应震动冲击力也大,所以能在中硬和坚硬岩中正常睬砂钻进。4 岩芯断取方法大口径岩芯断取是钻进的主要工序之一,条文中几种方法都可使用,但要因地制宜,注意不同的使用条件。如在岩石完整时宜采用模断法取芯,在裂隙发育或夹层中钻进时应将钻具提离孔底开车晃动将岩芯由薄弱面折断。5.10.5 经多年来大口径全断面钻进造孔(井)的经验,发生孔底掉人金属器物(如管钳、扳手、大锤等)事故较多,所以在106 本章中规定了较细的操作检查事项。但应指出,当孔内掉人东西时必须立即报告班长,及时打捞,否则会造成孔内重大事故。5.10.6 大口径钻进钻具重量大,在起下钻具和放倒钻具时易发生人身事故,因此要注意安
17、全操作,防止发生事故。5.11 钻孔深层搅拌桩5.11.1 深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为主固化剂,通过特制的深层搅拌机具,在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和,使土硬结而提高地基强度。目前国内不仅沿海地区使用,而且内地也在推广使用,均取得了良好的技术经济效果。但是,当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,宜通过试验确定其适用性。冬季施工时应注意负温对处理效果的影响。5.11.3 深层搅拌法施工机械安装应遵守下列规定:目前国产的深层搅拌头有双头和单头,在布置安装时必须将供浆、供粉系统布置在交通方便且不影响相邻部位施工的地方。为了确保主固化剂材料掺合数量准确,对计量装置、灰浆输送设备及其管路
18、均应进行率定后方可投人使用;并进行现场成桩试验,确认达到设计要求后,才能投入正常施工,而且还应定期进行检查校核。5.11.4 深层搅拌桩成桩施工应遵守下列规定:目前国产深层搅拌机械的转速大多是恒定性的,输送水泥浆一般采用定量泵。成桩质量优劣关键取决于注人地基中的水泥浆量及搅拌均匀程度,宜采用一次注浆二次搅拌或二次注浆三次搅拌的工艺,并应选用变量泵输送水泥浆液。在施工过程中应认真记录深层搅拌钻机每米下沉和提升的速度、时间及注人水泥浆液的数量,以确保成桩质量。5.11.5 质量检验:1 在施工过程中对每根搅拌桩的质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制、压浆(送粉)的数量、搅拌提升时间,以及成桩过程中是
19、否有断浆(粉)现象和复搅次数。对于不合格的桩应立即107 采取补救措施,直至达到设计标准。2搅拌桩应在成桩后5d7d内(粉喷桩5d内、水泥浆搅拌桩7d内)用轻便触探(NlO)进行桩身质量检验。轻便触探的深度一般以不超过4m为宜。对于桩体均匀性的检查,可用轻便触探中附带的勺钻或洛阳铲,在桩体112和113直径部位钻孔(双头搅拌成桩的桩体在桩身中心钻孔,单头搅拌成桩的桩体在桩体直径113桩身钻孔)取出水泥土桩芯,检查其颜色是否致,是否存在水泥浆(粉)密集的结核,或未被搅拌均匀的土团。3对桩身强度有怀疑时应采用钻孔取桩身芯样,其钻孔直径不得小于110mm(为保证试块尺寸不小于50mm50mm50mm
20、),以便进行桩身实际强度测定。4对相邻搭接要求严格的壁状深层搅拌桩体,在必要时可开挖桩顶3m4m深度,检查其外观搭接情况;也可沿壁状桩体轴线斜向钻孔取样,使钻头穿过数根桩身,以检查深部相邻桩的搭接情况。5在作单桩载荷试验时,其最大加载量不得超过单桩设计荷载的2倍。6 由于各种因素的影响,搅拌桩在施工时,桩位有可能偏离设计位置,而偏离的程度只有在基槽开挖后,测放建筑物轴线或基础轮廓线时才能进行检测确定。重点检测记录实际桩数、桩位、桩顶强度等情况,并对未达到设计标准的部位采取补救措施。S.12 钻孔树根桩造孔s.12.1 钻孔树根桩适用于碎石土、砂土、粉砂土、蒙古性土等地基土的加固与基础处理。施工
21、方便、元振动、噪声小。由于钻孔直径小,钻孔角度以斜孔为主,必要时可呈扇形状布孔,不损害建筑物原有结构。因此,适合于已有建筑物的加固与加层处理,特别是古建筑物的地基修复工程。108 5.12.6 钻孔树根桩多为斜孔,为了使钢筋、钢筋束、钢筋笼顺利下人孔内并居中,确保混凝土保护层厚度一致,在制作加工、吊放时应采取导向措施。5.13 钻进冲洗液及净化处理5.13.1 钻孔冲洗液分为清水和泥浆。在地层适宜的条件下可优先考虑使用清水作冲洗液,但要慎重,否则会造成孔壁胡塌和埋钻。在钻进过程中,因孔底上返泥浆携带大量的岩屑和泥沙,导致泥浆比重和稠度增大,增大泥浆的流动阻力,加剧水泵机件磨损,而且降低了钻进效
22、率。因此,应及时进行泥浆净化处理工作。5.15 钢筋笼制作与吊装5.15.1 s.1s.s 条文阐述了灌注桩钢筋笼制作的工序与质量要求,是确保成桩质量的重要工作。因此,必须按照每道工序进行操作。5.15.6 钢筋龙的吊装定位应注意当钢筋笼过长时宜分节吊放,孔口焊接,保持钢筋笼上下轴线一致。钢筋笼全部下人孔内后,检查安放位置,符合要求后将主筋点焊于孔口护筒上或用铁丝固绑于孔口,使钢筋笼定位,防止钢筋笼因自重下落,或在灌注混凝土时向上窜动造成错位。5.16 混凝土的配制与灌注5.16.10 混凝土灌注机具:1 混凝土灌注使用的隔水封隔器,一般采用混凝土制作,其规格尺寸可根据灌注导管内径进行调整。2
23、导管是水下混凝土灌注的重要工具,导管的规格尺寸应符合本规定的要求,否则,将影响灌注质量和灌注工作的顺利进行。109 3 漏斗和储料斗设置高度应方便操作要求。5.16.11 混凝土灌注:1 干孔灌注灌注混凝土前,应先将孔底的水排除干净,再灌注混凝土。如果用吊筒灌注时,吊筒应对准桩孔中心,使混凝土在孔内自由坠落,以增加混凝土的冲击力和密实度,吊筒底端应与混凝土灌注面距离保持在2m以内。吊筒小头直径以200mm250mm为宜,桩顶部位2m的混凝土用振捣器分层捣实,每层灌注厚度不应越过振动棒长度的1.25倍。2水下灌注水下灌注、混凝土应根据桩径、桩深和灌注量选择灌注导管。搅拌机、起吊运输等设备均应严格
24、检查,并经过试运转检查合格,防止灌注中发生故障,影响混凝土灌注工作连续进行,造成桩体质量下降。首批混凝土出料时应检测其明落度并制作一组试块。灌注导管下人孔内时,应保持居中位置,防止撞坏钢筋笼,其底口应距孔底0.30mO.SOm,灌注导管连接应确保密封良好。导管全部人孔后,测量孔底沉渣厚度符合要求后,将隔水封隔器用8号铁丝系住悬挂于导管内贴近水面处,并检查导管底部距孔底距离的高度,能否放出隔水器。各项准备工作完成后,即可开始搅拌灌注混凝土。5.16.14 混凝土质量检查:灌注桩属隐蔽工程,为检查和控制混凝土质量,在灌注前应对设计要求的首批混凝土提取混凝土试样,作一组试块;在正常灌注过程中,按指定
25、部位提取混凝土试样制作试块,检查其拥落度及和易性,并根据要求作抗剪、抗弯、抗渗、抗冻等项目试验,以确认灌入的混凝土是否合格。110 6 水工建筑物地基处理造孔6.4 帷幕灌浆造孔6.4.3 钻进成孔应遵守下列规定:1 规定了开孔钻进工艺及埋设孔口管的方法,如果孔口管镶装不牢固,将会影响下道工序进行。2 为提高地层的可灌性,在灌浆前必须认真冲洗钻孔。6.5 高压喷射注浆施工造孔6.5.1 高压喷射注浆是利用高压水流或浆液切割地层,进行冲切掺搅置换灌浆。自引进到水利水电系统后,得到推广应用,取得了较好的经济效益和社会效益。高压喷射注浆方法有三种基本形式,即旋转喷射注浆方法(简称旋喷),因结体为圆柱
26、状或圆盘状;定向喷射注浆方法(简称定喷),固结体为墙壁状;摆动喷射注浆方法(简称摆喷),固结体为扇形状。根据喷射介质不同可分为单管法、二管法(二重管和二列管)、三管法(三重管和三列管)。由于上述三种喷射方法的结构和喷射的介质不间,处理地层的有效深度也不同,以单管方法最浅,二管方法次之,三管方法最深。根据实践经验,旋喷注浆可采用上述三种方法中的任何一种方法进行,而定喷和摆喷灌浆则宜采用三管法。6.5.2 高压喷射注浆机具设备的选择,必须根据地层条件,结合施工场地环境和设计要求,并考虑下列因素:1 水、气、浆设备的压力与流量应满足设计要求。2 制浆设备容量应满足单位注浆量要求。3 喷射台车提升架的
27、高度应满足要求,以减少喷射管接卸时间,确保生产的连续性。4组装喷射管立根应尽可能加长,以消除因接管次数过多111 带来的上下方向错位,确保喷射方向的准确性。6.5.7 高压喷射注浆孔口冒浆必须回收处理,并采用加长回浆槽及增大泥浆池体积、增加沉淀时间除砂。应优先采用振动筛、旋流器等机械方法净化泥浆,提高孔口冒浆回收率,以减少水泥用量。6.5.8 除遵守本条外,还应注意下列事项:1 下喷射管前为防止喷嘴堵塞,对喷头可采用塑料胶带缠住水嘴、风嘴,水泥浆眼可用废手套套住扎紧,以防止下管过程中发生堵塞。2 喷射管下到设计深度时,应进行丈量校核,确认达到设计深度后,方可开始喷射注浆。3 防渗工程的钻孔必须
28、严格控制钻孔倾斜,其孔斜率小于1%,孔深大于40m时,高喷孔距宜小于l.lOm或采用双排孔布置。伸人基岩深度应大于0.50m,伸人相对不透水层深度应大于lm。6.5.9 除应遵守本条规定外,还应注意下列事项:1 卵砾石、漂石地层不宜采用钻孔取芯检查喷射注浆凝结体的连续性和连接质量,应采用局部开挖方法检查。2 出现漏喷、墙体不连续、严重漏水等质量事故时,必须采取补救措施。3质量检查应在喷射注浆凝结体的设计强度龄期后进行。一般蒙古性土、淤泥或淤泥质土层,喷射注浆凝结体的强度龄期为60d90d,砂性土层应为28d60d,砂卵砾石地层应为28do112 7 岩体边坡治理工程造孔7.2 钻孔锚桩施工造孔
29、7.2.2 锚桩钻孔施工:1 工程钻机类型较多,锚桩钻孔施工可采用大通孔立轴式油压钻机,或转盘式工程钻机,应具备大扭矩、低转速、孔径大(1.00m1.50m)等性能并配备相应的钻孔管材。2 大口径钻机重量较大,加之钻进过程中振动的影响,因此要求钻机基台必须牢固可靠。施工场地地层复杂,钻孔冲洗液应严格控制不得漫流,否则将会影响铺桩地基的稳定,而造成严重后果。7.2.S 工程竣工验收应根据设计要求项目进行。7.3 锚杆施工造孔7.3.3 此条是锚固工作重要的工序,必须严格按照要求进行,否则会出现“虚锚固”现象,给建筑物带来灾害。7.4 预应力锚索孔造孔7.4.1 锚索孔的孔深、孔径、孔斜与锚固力的
30、大小、方向、作用点密切相关,是预应力锚固设计的基本参数。因此,应遵照设计标准执行。7.4.2 钻孔机械设备选择及安装,应注意钻机安装定位的准确性和稳固性,这是为了确保锚索孔的方位角、倾角的精度和锚固的质量。7.4.4 锚固段岩体质量好坏,直接关系到锚固效果,在施工中发现锚固段未设置在新鲜、完整的岩体中时,应及时报告设计、监理部门进行修改。7.4.S 锚固段内,孔壁如有沉渣或岩粉附着,会使锚固力下113 降。因此,应采用风水联动将钻孔冲洗干净。7.5 排水孔施工造孔7.5.3 排水管的安装,应严格按设计安装图进行。7.5.5 排水孔应按单孔进行验收,以确保排水孔质量。114 8 大坝变形观测孔造
31、孔8.1 大坝位移观测垂钱孔造孔8.1.1 基本要求:1 坝体位移观测垂线孔,用于水工建筑物位移观测。本规定是依据多年来我国水利水电工程大坝变形观测设计和造孔施工的经验,并参考大坝变形观测等资料编制而成的,具有实践性和指导意义。2坝体位移垂线观测包括坝体、坝基的水平位移、垂直位移、坝体及地面沉降裂缝等项目,一般观测值可精确到O.lOmm。观测基准点是整个位移变形观测的基础,观测基点位置若有超标准的变更,将关系到整个观测资料的精度。因此,垂线孔对钻孔直径、钻孔偏斜度要求很高,钻孔施工难度大,造孔施工中必须重视孔位基点、钻孔结构、垂线保护管安装及锚块埋设质量等。3 垂线位移观测的类型有正垂线和倒垂
32、线观测。1)正垂线观测孔布置正垂线观测一般选择在具有代表性的坝段内,钻孔或井管(坝体预留孔)内径可根据观测设计而定,一般孔径应大于设计位移值的34倍。2)倒垂线观测孔布置倒垂观测是由浮标体组、垂线、观测平台和锚团点四部分组成。倒垂线是将一根不锈钢丝的根部埋设在钻孔保护管底部坝基的基岩内,顶端固定在浮体连杆上,并将不锈钢丝拉紧,成为一条顶端自由的铅垂基准线,用来测定坝体的位移。3)钻孔及安装要求钻孔直径150mm300mm,钻入基岩深度不少于15m,钻115 孔偏斜值不应大于钻孔直径的112,其有效孔径不得小于垂线保护套管的直径。垂线为直径。.80rnml.OOrnm的不锈钢钢丝,上端固定在浮标
33、体组连杆上,下端与埋设锚块相连,倒垂线与保护套管内壁的距离不得小于50rnm。锚块可用直径32rnm的圆钢制成,长度为500rnm,顶部安装垂线钢丝,中部加工成几个台阶以阻止在水泥浆中滑动,锚块上部和下部设置两组呈十字形短棒,便于锚块的安装定位固定。垂线保护套管在地质条件较差的坝址,应设直径为146rnm、壁厚4.75rnm的地质套管作为保护套管,以保护锚块和垂线。8.1.2 造孔机械设备选择与安装:1 造孔机械设备应根据钻孔设计深度、岩层条件、钻进方法及钻孔结构等进行选择。应选择电动机作动力、大通孔立轴、扭矩大、变速范围大的钻机,水泵应根据所需的泵压与泵量选择。2钻机应坐落在混凝土基座上,必
34、须平整、坚固,以确保钻机在运转中不晃动,否则会致使钻孔歪斜。钻塔底座填方部分不得超过塔基面积的114,以确保钻塔的稳固性。在山坡修筑地基时,地基靠山坡一边的坡度要适当,坚硬稳固岩石的坡度不得大于80。,地层松散时坡度不得大于45。8.1.3 钻具选择:垂线孔钻进应采用直径大、刚性强的钻具。一般钻杆直径不小于89rnm,岩芯管直径为219rnm,单动扶正器直径为219rnm,和直径为222rnm的金钢石钻头或钢粒钻头组成钻具钻进。8.1.8 钻孔垂线保护套管安装埋设是确定保护套管在钻孔底部的中心位置与孔口坐标偏心值是否符合要求的关键工序,是完成垂线孔造孔的最后一道程序。保护套管与孔壁回填应根据不
35、同情况采用次灌注或二次灌注水泥浆的方法回填。116 8.2 多点位移监测孔造孔多点位移监测钻孔,是在钻孔内安装埋设有双导向槽的铝合金管,用多点位移计观测岩(土)体滑坡、坝体、挡水堤防和高层建筑物基础变形的设施。本节是根据我国水电站近坝库岸滑坡体和山体蠕滑变形观测的研究成果编写的。8.3 坝基沉陆观测标孔造孔坝基沉陷观测标基准点,是在建立大坝基础沉陷观测网时,在大坝上下游2km6km处,分别建立12座双金属管标或双弦沉陷基点栋,作为沉陷观测检测网的基准点,其监测精度可达到O.lOmm。本规程是依据水利水电系统近年来坝基沉陷观测检测网设计和建立坝基沉陷观测标设计及施工等有关资料编写的。117 9
36、钻孔地应力及岩体测试造孔9.1 钻孔孔壁应力测试和孔底应力测试造孔9.1.1 孔壁应力测试是在测试小孔的孔壁上安装测试原件,便可监测到孔壁岩石的初始应力值,然后采用与大孔直径相同的钻头对测试小孔进行套钻钻进,在钻进过程中可同时监测到孔壁应力解除值。孔底应力测试是在孔底岩面上安装测试原件,便可监测到孔底岩石的初始应力值,然后采用与原钻孔直径相同的金刚石薄壁钻头套钻钻进测试孔底岩石,在钻进过程中可同时监测到孔底岩石应力的解除值。其测试孔及岩体原位应力测试见图lo2 3 4 7 8 (a) (a)套钻法孔壁应力测试1一测试电线;2一大钻孔;3一测试原件;4一测试小孔孔壁;5一钻杆;6测试电线;7一套
37、钻钻具;8一测试小孔岩芯(b)套钻法孔底应力测试1一测试电线;2一大钻于L;子测试原件;4一测试钻孔孔底;5一钻杆;6测试电线;7一大钻孔;8一套钻钻具;非一套钻孔壁:1一套钻岩芯图1测试钻孔结构及岩体原位应力测试9.1.2 钻孔机械安装应遵守下列规定:118 钻孔机械安装是钻造高质量钻孔的基本条件,要求安装钻孔机械的基础必须稳固、不得晃动,钻机立轴不得摆动、并用经纬仪校正钻机立轴、孔位、倾角和方向是否符合规定。9.1.3 钻进成孔:1 开孔定位是钻造测试孔的重要环节,为使钻孔按照所设计的位置、倾角和方向进行造孔,必须要求将孔口岩面凿平或用高标号水泥浆抹平待干后,采用平直和同心度较高的短钻具,
38、并以低转速、轻钻压钻进,这样可抑制钻头在不平整的岩面上旋转而致使钻孔歪斜。2 3 孔壁和孔底应力测试造孔,是一项质量要求高的造孔技术工艺,是钻孔应力测试工作成败的关键。因此,必须严格按照本规程规定进行造孔。4钻进技术参数,是为应力测试造孔而指定的,其主要目的是在钻进过程中,尽量避免因选择技术参数不当,而造成对测试岩体表面的损伤,给测试工作带来困难。5 清洗测试岩面,是为了测试原件能够与测试岩石表面紧贴在一起,从而达到测试数据准确无误。6套钻采取岩芯是测试工作的最后一道工序,应确保捞取岩芯一次成功,以避免多次捞取造成对岩芯的损伤而给测试工作带来困难。9.2 水压致裂原位应力测试孔造孔9.2.1
39、基本要求:钻孔位置应由地质部门提出,钻孔位置指定后不得擅自移动,否则会影响测试效果。在钻孔过程中应对全孔进行详细记录,如岩石变化、地下水动态、回次钻进长度、岩芯采取率、岩芯完整度、回水颜色以及掉钻、孔壁掉块、卡钻等的准确位置,并且要经常检测钻孔弯曲度及钻孔深度,一旦发现超过规定标准时,应及时纠正。9.2.2 钻孔机械安装是钻造高质量测试孔的基本条件,应严格119 按照要求安装钻孔机械。9.2.3 钻孔施工禁止采用乳化液和泥浆作钻进冲洗液,因为这种冲洗液会给试段封隔止水带来不利影响。9.2.4 钻孔水压致裂应力测试对钻孔成孔质量要求高,宜采用绳索取芯钻具金刚石钻进技术等。在钻进过程中要详细记录岩
40、层变化情况和采取岩芯的长度,以便为选择试段位置提供依据。禁止采用冲击钻进成孔和孔内爆破,以免损坏孔壁。钻孔成孔后,应检查钻孔是否畅通,测试段位置是否准确,并做到不漏掉符合测试条件的地段,以满足测试工作的要求。9.3 特殊岩体渗流测试造孔为了建设大型水电站的拦河大坝,在坝区地质构造条件特殊,如有断层带、蚀变带、裂隙密集带的孔段,进行一般压水试验的透水性相差悬殊时,需要进行特殊的压水试验工作,即三段压水试验、定向压水试验(源一汇压水试验),才能了解上述岩体的渗透性的非均质性和方向性。通过这种压水试验及其它水文地质试验,可查清特殊岩体赋存的断层、破碎带、岩体蚀变带、节理裂隙密集带等的特性,以及其对大
41、坝的不利影响及防渗条件。因此,对渗流测试造孔的技术方法提出了不同一般的要求,并对压水试验方法提出了特殊要求。9.3.1 基本要求:本条对特殊岩体造孔部位适用范围、孔位确定原则和钻孔诸参数作了规定,应按照执行。1 造孔部位主测试段,这里仅指的是比较典型有代表性的三段压水试验造孔,是求取岩层中间某段的渗透性试验数据。2 渗流测试造孔位置的确定,应满足地质需要,试验孔位可在地下洞室,也可在其它需要的部位,不受空间地点限制。测试造孔有水平孔也有斜孔等,要根据岩层的产状而定。3压水试验在原位进行测试时,为了能真实准确地反映岩体的特性,应将开挖区和干扰影响区避开,因此必须新开挖平120 洞,或利用老平洞加
42、深到可进行试验的部位。4对主测试孔与辅助观测孔的孔深也只提出原则,要根据具体地质条件才能确定,且要求尽量避开干扰破坏区对测试成果的影响,目的是使原位测试数据真实可靠。5试段长度要求,对于特殊地质体(如断层带、裂隙密集带等)透水性相差悬殊的孔段,均应根据具体情况确定试段的位置和长度。6造孔中只允许用清水或空气洗孔,不准使用乳化液和泥浆等作洗孔介质,目的是避免油膜吸附与泥皮吸附等堵塞孔壁裂隙,影响原位测试的准确性。9.3.2 设备与机具应符合下列要求:本条对水泵功能提出了既要有不低于如.1Pa的泵压又要有不小于150L/min排水量的要求。目前生产中常用的水泵能够满足,但若遇渗透量大的试段不能满足
43、要求时,宜选用电动离心泵(或高压离心泵)供水。在有条件的地区,可采用高位水池自流供水,这是压水渗透试验的最佳供水方法,其优点是水的流量和压力均能保持稳定。流量计:流量范围lL/min150L/min,采样间隔时间lmin,分辨率O.lL/min,耐压力到1Pa,电源电压6V。压力表、流量计、高压管线和阀门联接件等不得有渗漏水现象。9.3.6 下人三段(或多段)压水封隔器应遵守下列规定:1实测资料表明,当流量较大(例如大于50L/min)时,管路压力损失急剧增大。因此,不计管路压力损失将使压水成果产生较大误差,还会改变P-Q曲线的形状,使B型(紊流型)曲线的比例增大。确定管路压力损失有公式计算和
44、实际测定两种方法,实际测定结果与公式计算结果差异较大,宜优先采用试段压力计实测试段的实际压力,或在地面测定每米钻杆和每副接头在不同流量下的压力损失,并编制出图表供现场试验时使用。由于目前使用的钻杆和接头在规格和内表面光洁度等方面存在差121 异,因此实测工作只能由单位各自进行,暂不能采用统一的图表。表2是SL.25中管路压力损失实测资料表,供参考。表2管路压力损失实测表流量每米钻杆每副接头钻杆长的压力损失L/rr由卫压力损失压力损失25m 50m 75m 25 0.010 0.090 0.61 1.31 2.01 50 0.085 0.211 2.97 6.15 9.33 75 0.140 0
45、.591 5.86 12.32 18.77 100 0.212 1.177 10.01 21.19 32.38 注1 设每根钻杆长度为Sm;2压力损失均以米水柱计;3 钻杆外径50mm,内径38mm;接头外径50mm,内径32mm。2压水封隔器位置:见图2所示。观测孔/ lOOm 2.71 12.51 25.23 43.56 图2主压水孔与辅助观测孔三段压水封隔器位置示意图栓塞位置放在主测试段底板、顶板及辅助试段上部这三个部位。中间主压水试段渗流为平面流,上、下辅助试段渗流为三维流。122 3压水封隔器的长度问题:通过电拟试验比较不同封隔器长度的绕渗量大小,试验结果表明,当封隔器长度达到710
46、倍孔径后,绕渗量接近某一恒定值,进一步加长封隔器,绕渗量减少变慢。因此,规程中规定压水封隔器长度不小于试验孔径的7倍。实际上,绕渗量只有在压力有差异时才会产生,三段压水试验主压水试验与辅助试段的压力是相等的,故不存在上述产生绕渗的条件。4压水封隔器效果检查:条文中提到压水封隔器采用充气式或充水式均可,这两种封隔器的共同特点是胶囊易与孔壁紧贴,即使在孔壁不太平整的情况下,也能实现面接触,且因封隔器较长,止水可靠性好,对不同孔径、孔深的钻孔均能适应,操作比较方便。压水封隔器效果检查,其方法简单可行,适合生产现场操作使用。5 本条主要强调了主压水段和辅助压水段由两套独立的注水管路系统,分别注入压力水
47、。并在压力值保持一致的条件下,分别监测主压水试段和辅助压水试段的压力值和渗水流量。6本条要求主压水试段封隔器的安装与辅助观测孔的安装设置应保持一致,以便观测数据准确。7 压力值与稳定标准:压水试验一般按三级压力1P2扣,五个阶段12h4 ( = P2) Ps (1)进行。1、2、p3三级压力一般分别为0.如1Pa,0.仙1Pa、1.仙1Pa。对采用的最高压力没有任何限制,只说明当有条件时和需要时可提高压力等级,这点也是符合压水试验规程的。8本条最后特别提到,有关压水试验的其它规定,必须按照SL25执行。9.4 钻孔岩体高压渗透测试造孔9.4.1 基本要求:1 本条说明测试的性质和目的以及必要性
48、,高压渗透试验123 简称(田PT)在我国还刚刚起步,随着今后抽水蓄能电站的发展,论证引水隧洞高压岔管是否需要钢材,两条平行引水岔管间是否需要灌浆处理等问题必然要作出回答。2 指明高压渗透孔的布置原则和主、被动孔的作用。3高压渗透试验钻孔一般在地应力测试完成后,根据地质条件布置试验钻孔的位置和倾角。4钻孔直径不仅要与试验设备配套,而且还应满足鉴定岩芯的结构面和观察渗水量水力坡降的需要。5没有一定数量的岩芯,就无法鉴定岩层的结构面和选择试验段,为此岩芯采取率不能低于95%。6 为防止岩粉堵塞孔壁裂隙而影响渗流成果的真实性。7试验钻孔的位置、倾角、方向和深度必须符合设计要求,否则影响测试数据的真实性。9.4.4 成孔质量检查和验收:成子t:加量检验是保证质量的有效措施,应检查孔径、孔深、孔斜,以及岩层结构面的准确位置、原始记录资料的准确性等。124 10 工程施工造孔质量检验10.1 原材料及配制质量检查本节岩土工程施工造孔所采用的原材料