淺談原型觀測儀器在軟基地質(zhì)條件下的施工方法

◇黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有研究院有限公司 熊麗娜 王 林 劉 丹

本文針對河南省西霞院反調(diào)節(jié)水庫左、右壩肩基礎(chǔ)部位原型觀測儀器在施工過程中的實際情況，闡述了在施工過程中遇到的施工難點及解決方法，并作出了特別說明、提出了自己的一些看法。

1 概述

小浪底水利樞紐配套工程—西霞院工程是一座以反調(diào)節(jié)為主，結(jié)合發(fā)電，兼顧供水、灌溉等綜合利用的大型水利工程，在左、右壩肩各布置一批滲壓計。其中在左壩肩布置了7套滲壓計、右壩肩布置了9套滲壓計，鉆孔的地質(zhì)條件，主要以粘土、砂礫石層為主，該地層地質(zhì)條件差，觀測儀器的造孔及安裝難度較高，在如此復(fù)雜的地質(zhì)條件下進(jìn)行原觀儀器的施工，在水利工程施工中也是較為少見。

2 儀器的施工特點

2.1 淺孔滲壓計

主要測量壩基礎(chǔ)地下水的揚壓力，儀器埋設(shè)在基礎(chǔ)開挖面以下0.5 m，鉆孔淺、采用鉆機(jī)鉆孔太浪費，人工挖孔開挖量較大，對基礎(chǔ)破壞大，如何能做到既經(jīng)濟(jì)施工又保證基礎(chǔ)不被破壞成為淺孔滲壓計埋設(shè)的施工難點。

2.2 深孔滲壓計

測量壩基礎(chǔ)地下水在各高程的揚壓力。用地質(zhì)鉆機(jī)泥漿護(hù)壁鉆孔，但滲壓計的測頭部分在安裝過程中又怕泥水進(jìn)入而導(dǎo)致儀器無法正常工作，所以滲壓計的鉆孔清洗成為深孔滲壓計埋設(shè)的施工難點。

3 儀器的施工工藝

3.1 淺孔滲壓計施工

（1）造孔：①在儀器安裝位置挖一個深1 m的坑；②將一根直徑110 mm的PVC管用電鉆在管上鉆間距2 cm、直徑1 cm的孔（見圖1）；③將鉆好孔的PVC管纏上土工布垂直放入坑內(nèi)（見圖2）；④人工回填并夯實的開挖原狀料（見圖2）。

圖1 PVC花管制作示意圖

（2）安裝：①將滲壓計前端的透水石取下在清水中浸泡24小時以上；②為了保證儀器進(jìn)水口的通暢，防止污水泥漿進(jìn)入進(jìn)水口所以在滲壓計的前端用中細(xì)砂做成人工過濾層，人工過濾層外用多層紗布包裹；③先在PVC管中放入50 cm的洗凈中粗砂，然后將包裹好的滲壓計放入管中，滲壓計放好后繼續(xù)回填洗凈中粗砂，直至將PVC管填滿為止（見圖2）。

圖2 滲壓計安裝示意圖

3.2 深孔滲壓計施工

（1）造孔：①采用XY-Z鉆機(jī)按照鉆孔點位在基礎(chǔ)上鉆進(jìn)至砂礫石層；② 將直徑168 mm的鋼管截成2 m一段，然后將鋼管兩端分別加工成絲扣（一端在鋼管內(nèi)部加工成內(nèi)絲，一端在鋼管外部加工成外絲），使鋼管首尾能夠連接；③將直徑127 mm的鋼管套入168 mm的鋼管中，使鋼管首尾能夠連接；④ 在鉆孔附近挖一個深坑做循環(huán)泥漿池；⑤ 鉆機(jī)繼續(xù)鉆進(jìn)2 m后，將第二根鋼管與第一根鋼管用絲扣連接，繼續(xù)利用鉆機(jī)上的卷揚將鋼管放入孔內(nèi)，以此類推，每鉆進(jìn)2 m連接一根長2 m的鋼管，直至鉆孔鉆到設(shè)計深度（見圖3）；⑥ 鉆孔鉆到設(shè)計深度以后，用循環(huán)的清水對鉆孔反復(fù)清洗，直至將鉆孔內(nèi)的循環(huán)泥漿全部清洗干凈為止。

圖3 深孔滲壓計鉆孔示意圖

（2）滲壓計的安裝：①將滲壓計前端的透水石取下在清水中浸泡24小時以上；②為了保證儀器進(jìn)水口的通暢，防止污水泥漿進(jìn)入進(jìn)水口所以在滲壓計的前端用中細(xì)砂做成人工過濾層，人工過濾層外用多層紗布包裹；③在鉆孔內(nèi)回填洗凈的中粗砂，回填的高程為滲壓計的安裝高程；④將滲壓計放入鉆孔內(nèi)（見圖4）；⑤在滲壓計上部回填1 m高的洗凈中粗砂（見圖4）；⑥在中粗砂上部回填0.5 m高的膨潤土（見圖4）；⑦利用鉆機(jī)上的卷揚將鋼管拉出2 m，在絲扣處將鋼管卸下一節(jié)；⑧繼續(xù)回填洗凈的中粗砂（回填過程中根據(jù)回填的高度繼續(xù)將鋼管分節(jié)卸下來）；⑨最后封孔，保護(hù)電纜（見圖4）。

圖4 深孔滲壓計安裝埋設(shè)示意圖

4 施工中應(yīng)注意的問題

（1）淺孔滲壓施工中應(yīng)注意的問題。安裝儀器時要輕拿、輕放，嚴(yán)禁碰撞。用于回填滲壓計的中粗砂必須是洗凈的，人工回填并夯實的開挖原狀料時必須按照人工夯實的規(guī)范進(jìn)行。

（2）深孔滲壓施工中應(yīng)注意的問題。①安裝儀器時要輕拿、輕放，嚴(yán)禁碰撞；②對于已確定的儀器埋設(shè)斷面處的成孔質(zhì)量（孔斜、孔深、孔徑）進(jìn)行嚴(yán)格的控制；③成孔后對鉆孔進(jìn)行清洗，直至返水清潔；④對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面檢查，保證在儀器下設(shè)過程中的安全；⑤在安裝儀器過程中電纜須拉緊；⑥回填濾料時應(yīng)注意慢倒，使用填塞工具時特別要小心，避免損壞滲壓計的電纜；⑦起套管時，當(dāng)套管能自由上下運動時，應(yīng)起用輔助裝置套牢套管，避免套管突然下沉而損傷儀器電纜；⑧安裝完畢后，及時埋設(shè)孔口管保護(hù)電纜。

5 結(jié)語

根據(jù)西霞院工程較為復(fù)雜地質(zhì)條件的情況，采取較為有效的施工技術(shù)措施方案，確保了所有原型觀儀器的施工質(zhì)量，原型觀測儀器的安裝合格率100%，保證了今后觀測工作能順利有效的進(jìn)行。