劉剛

(江蘇省中成建設工程總公司，南京 210041)

抗滑樁快速開挖施工技術在滑坡治理中的應用

劉剛

(江蘇省中成建設工程總公司，南京 210041)

人工挖孔抗滑樁孔樁開挖具有斷面小、作業(yè)面窄、爆破難度大、安全隱患大等特點。通過對江蘇省宜興市太華鎮(zhèn)龍珠水庫華東路西入口滑坡人工挖孔抗滑樁施工技術進行研究總結，提出了適合孔樁開挖的鉆爆設計及安全、質量控制要點。

滑坡；抗滑樁；人工開挖；快速開挖;治理

1 工程概況

宜興市太華鎮(zhèn)龍珠水庫華東路西入口滑坡位于龍珠水庫西側約600m、華東路南側約100m，滑坡中心點地理坐標為：N31°10′30.49″，E119°35′18.50″。

1.1 滑坡體形態(tài)及邊界特征

滑坡體總體地勢南高北低，上部稍陡，下部平緩，平均坡度約15°。主滑方向為332°，軸向長約100m，平均寬度約55m，平均厚度約8m。滑坡體前緣高程+92.8～+93.5m，后緣高程+110.4～+113.6m，高差19m 左右?；逻吔缜逦?，滑坡體呈舌狀分布，前寬后窄?；麦w總坡面面積約4766.2m2，滑坡體總方量約44000m3。

1.2 滑坡體物質組成

根據(jù)治理區(qū)地質災害調查、勘探鉆孔等資料揭示，滑坡體主要由②-1、②-2層殘坡積粉質黏土、③層粉質黏土夾碎石組成，局部夾雜有少量①層素填土，滑坡體厚度4～11.5m；滑床為泥盆系中下統(tǒng)茅山群(D1-2m)砂巖、泥質砂巖，紫紅色，塊狀構造，結構面較發(fā)育。從鉆孔揭露的情況看，③層底部的粉質黏土夾碎石層含水率較高，土體較松散，液性指數(shù)較大，綜合判斷滑動面總體位于③層底部，即第四系殘坡積層與下伏基巖泥盆系中下統(tǒng)茅山群(D1-2m)泥質砂巖的巖土交界面處，滑面呈折線形，滑動面深度一般4～11.5m。

1.3 滑坡體變形特征

滑坡體的邊界非常清晰，滑坡后緣發(fā)育多組拉張裂縫、側壁發(fā)育多組剪切裂縫，裂縫的延展性好，裂縫基本能夠貫通。其中后緣拉張錯動形成高差約3m 的陡坎，陡坎面基本豎直并伴有豎向擦痕?；麦w兩側發(fā)育大量剪切裂縫，裂縫寬度10～270mm，上下錯位最大可達0.7m。滑坡發(fā)生前，村民在坡腳+91～+97m范圍內進行切坡開挖水塘，切坡段長約30m，最大切坡開挖深度約4m?；掳l(fā)生后，村民采取了回填壓腳措施，在一定程度上減緩了滑坡的變形趨勢。但據(jù)現(xiàn)場地質災害調查及連續(xù)觀察，滑坡變形仍在緩慢進行，目前滑坡體仍處于蠕動滑移狀態(tài)。

2 施工準備工作

(1)制作直徑為0.7m的簡易轆轤和支撐體系，并在孔口搭設簡易的防雨棚。

(2)備好各工序所需機具器材照明設施，備7.5kW的抽水機一臺，以便于孔壁滲水時使用；3m3內燃空壓機一臺，供鉆眼所用；離心式風機一臺，當孔深大于10m時采用100mm塑料軟管進行通風。

(3)做好孔樁周圍截排水及防護設施，孔口周圍坡土清刷減載，并在孔口周圍進行場地硬化。

(4)開工前分組，每2根樁劃分為一個小組，每組4～6人，兩班輪換，不得搞“吊氣孔”，一經開挖必須連續(xù)作業(yè)。

3 孔口及軟弱圍巖段的開挖

(1)安裝簡易轆轤提升設備，要求對位、穩(wěn)定、牢固，仔細檢查吊繩、吊桶等設備，破損的及時更換。

(2)進行復測，固定樁位位置，設定護樁。

(3)根據(jù)樁身孔口段地質情況將孔口開挖至1～2m時即可模筑孔口護筒，護筒采用C220混凝土，厚200mm。此段護筒在孔口0.5～1 m高度范圍內加厚到400mm起鎖口作用。鎖口頂面應平整，為防土石落人孔內，護筒要高出地面，且不得少于300mm。

(4)用厚5mm鋼板做內模，每組3個，每節(jié)高1m，拼裝后內徑比孔樁直徑大20～50mm。鋼板上對稱制作2個φ20mm的吊環(huán)以便于安裝與拆除。拆模后，將護筒四周用黏土回填夯實，同時在顯眼位置掛牌標識，標牌上可寫“孔內有人施工”的字樣。

(5)在護筒頂測設孔中心十字線，要求點位準確，釘設牢固，施工時須注意保護。并設置觀測滑坡、變形、位移、下沉的標志。

(6)護壁采用C20混凝土，厚200mm。要求搗固密實，不能出現(xiàn)蜂窩麻面。

(7)遇有滲水時必須安裝抽水機排水。

(8)孔口和土質松軟地段采用邊挖邊護方法施工，清除巖壁浮土及石塊，使護壁混凝土緊貼圍巖，注意避免在土石層變化處分節(jié)，加強對護壁的養(yǎng)護，以保證開挖安全及護壁質量。

(9)孔內采用人工裝碴，簡易手搖轆轤提升、鐵桶出碴，將兩輪手推膠輪車直接放在孔口邊裝渣后運走。

4 石質圍巖段樁身開挖

孔樁開挖至人工或風鎬無法掘進須放炮時，必須采用淺眼松動爆破，嚴格控制炸藥用量，并在炮眼附近采用木支撐加強支護，以減少爆破振動對孔樁造成危害?？咨畲笥?m時，必須采用電雷管引爆。根據(jù)實際地質情況決定是否再施作護壁。

4.1 鉆爆設計

由于孔樁斷面小，直徑1.8m的斷面面積為2.5m2，直徑1.5m的斷面面積為1.8m2，減振要求高，孔樁鉆爆設計必須遵循淺眼松動弱爆破原則，循環(huán)進尺控制在1～1.5m為宜。采用光面爆破，嚴格控制超、欠挖，控制爆破成本，減少施工干擾，縮短工序作業(yè)時間，實現(xiàn)快速、安全施工。

炮眼布置見圖1和圖2。周邊眼裝藥見圖3。鉆爆參數(shù)見表1和表2。

圖1 孔樁直徑1.8m炮眼布置圖 (單位：cm)

圖2 孔樁直徑1.5m炮眼布置圖 (單位：cm)

圖3 周邊眼裝藥示意圖

表1 直徑1.8m孔樁開挖鉆爆參數(shù)

表2 直徑1.5m孔樁開挖鉆爆參數(shù)

4.2 技術要點

(1)采用人工手持風鉆鉆眼，釬桿直徑30mm，長為2000mm，釬頭采用42mm的十字釬頭。鉆眼前，風鎬配合人工將孔底松動巖石清理干凈，確保鉆孔質量。鉆眼長度、角度必須按照鉆爆設計嚴格控制，尤其是斜眼、中空掏槽眼角度，過大，掏槽效果降低；過小，容易穿孔，影響循環(huán)進尺。鉆孔時周邊眼與掏槽眼沿孔樁半徑方向盡量錯開，避免同在半徑方向影響局部爆破效果。

(2)電雷管引爆非電毫秒雷管(導爆管雷管)的方式進行引爆。裝藥結構，掏槽眼采用連續(xù)裝藥，周邊眼采用不耦合反向裝藥，堵塞炮眼長度不得小于200mm，以利于提高炮眼利用率、減少石碴塊度、增大拋擲能力和降低炸藥消耗量，保證爆破效果及減振安全效果。嚴格控制炮眼裝藥量，保證炮口堵塞長度與質量，可以有效地控制爆破飛石。連線方式為串并聯(lián)，高頻發(fā)爆器起爆。采用光面爆破技術，并根據(jù)巖面情況動態(tài)調整爆破參數(shù)，提高爆破開挖效果。

(3)掏槽眼取大開口圈徑即達到孔樁直徑的二分之一，結合循環(huán)進尺、爆破效果、鉆眼數(shù)量等要求及作業(yè)面窄的場地情況，反復實踐總結比較，最終確定掏槽眼布置。斜孔孔底間距控制在400mm，周邊眼圓弧長度間距控制在400～700mm，光面爆破層厚度控制在400～600mm。掏槽斜眼藥卷規(guī)格φ35mm×2500mm，周邊眼藥卷規(guī)格φ32mm×2500mm。

(4)考慮到爆破安全及光面爆破要求，采用低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好、傳爆威力大的炸藥。經對比選擇，展架3號特大橋孔樁開挖采用乳化-巖-2炸藥，各項性能指標見表3。

表3 乳化一巖-2炸藥性能指標表

(5)挖孔過程中，要經常檢查孔樁的尺寸、平面位置、軸線偏差以及豎軸線傾斜情況，如有偏差，要及時糾正。

(6)孔樁挖至設計深度后，要進行樁底釬探，要求釬探2.5～3.0m。如果實際地質情況與設計不符，必須及時匯報。釬探合格后進行樁底清理，必須做到無松渣、泥、沉淀土等。

5 安全、質量控制要點

(1)質量保證方面實行“三級檢查”，設置專職質檢工程師，使施工作業(yè)全過程始終在嚴格的監(jiān)督檢查下進行。

(2)收工休息時必須把孔口蓋好，以防落石、進水、人畜跌入。

(3)橋臺處地質較差，巖石破碎松動，孔樁開挖時必須注意護壁是否下沉、碎石塌落等情況，發(fā)現(xiàn)問題，必須及時處理。

(4)在孔內滲水較大或出現(xiàn)涌水時，盡量抽干水后再挖孔。

(5)做好安全防護工作。下井開挖前必須先檢查吊繩、吊桶、掛鉤等提升設備是否牢固安全。且挖孔超過10m時，必須采用機械通風。

(6)設置專門放炮指揮人員，響炮15～20min后，待煙霧排除后將一小動物送人孔底5～10min提出檢查，如無異狀，施工人員方可下孔工作。

(7)放炮后及時對孔樁護壁、孔口、孔身圍巖進行檢查，觀察是否出現(xiàn)開裂、裂縫現(xiàn)象。

(8)制作探孔鋼筋籠，長度7.0m，其直徑為設計鋼筋籠直徑+100mm。清孔后孔徑、孔形、傾斜度等必須滿足要求。

6 效果評價

影響孔樁開挖進度的重點是石質圍巖段樁身開挖。采用該鉆爆設計，直徑1.8m孔樁循環(huán)進尺1.5m，直徑1.5m孔樁循環(huán)進尺1.3m，炮眼利用率達到85%以上，超、欠挖得到嚴格控制，只有少許局部欠挖20～50mm現(xiàn)象，斷面平均超挖20mm。達到光面、光底爆破效果，石碴塊度符合人工清碴要求。采用兩人鉆眼、兩人孔底裝碴，循環(huán)兩班作業(yè)，取得了直徑1.8m孔樁日進尺3.1m、直徑1.5m孔樁日進尺2.7 m的好成績。

[1] 彭立敏，劉小兵.交通隧道工程[M].長沙：中南大學出版社，2003.

[2] 劉招偉，方俊波.復雜環(huán)境條件下工程微振爆破施工技術探討[J].隧道建設，2003，23(4)：5-7.

[3] 姜彥忠.爆破技術基礎[M].北京：中國鐵道出版社，1994.

[4] 齊景獄，劉正雄，張儒林，等.隧道爆破現(xiàn)代技術[M].北京：中國鐵道出版社,1995.

2015-01-19

劉剛(1974-)，江蘇宿遷人，1995年畢業(yè)于江西省南方工業(yè)學校，江蘇省中成建設工程總公司工程師，主要從事巖土工程施工研究，Tel：13813919008。

P642.21

A

1009-282X(2015)05-0036-03