对改进石榴树包仰斜排水孔施工工艺的探讨

张炼红，莫永清，焦向阳

（湖北省水文地质工程地质大队，湖北荆州434020）

对改进石榴树包仰斜排水孔施工工艺的探讨

张炼红*，莫永清，焦向阳

（湖北省水文地质工程地质大队，湖北荆州434020）

在巴东石榴树包滑坡应急治理工程仰斜排水试验孔的施工中，针对工期较紧、地层松散破碎、坡体不稳定等特点，采取有效的技术措施和手段，取得了很好的效果。

滑坡应急治理；仰斜排水孔；偏心跟管钻进

1 石榴树包滑坡简述

石榴树包滑坡位于湖北省巴东县城东1.5km的长江北岸，为一特大型滑坡，下距三峡大坝66km。石榴树包滑坡平面形态似舌形，后缘高程340～350m，前缘剪出口高程56～60m，滑体纵长550m，横宽350～470m，面积约25×104m2，平均厚度47.2m，体积1180× 104m3。滑坡物质除少量第四系崩坡积碎块石外，主要为散裂结构和碎裂结构岩体，原岩为三叠系巴东组的红色泥岩、粉砂岩等。三峡库区蓄水前，该项目开展了治理工作，并进行了预警监测；库区蓄水后，滑体前缘被江水浸没，滑坡受回水、降雨、库岸再造等多方面影响，应力重新分布调整，其稳定性有所降低。

2 工程概况

2.1 设计工作量

石榴树包滑坡应急治理前期工程主要施工内容为仰斜排水试验孔，共布设60个，深度为20～25m，总长度为1370m。通过排水试验孔，以了解滑坡体含水状况及分布特征，以利适当布置排水孔，尽量将滑坡体内的地下水引入原排水系统，排出滑坡体外，一定程度上降低地下水水作用力对滑坡体稳定性的影响。

2.2 仰斜排水孔施工技术要求

（1）孔深误差±50mm、仰斜度5°～10°；

（2）过滤器孔隙度不小于22%；

（3）孔口M7.5砂浆固结，固结长度300～500mm。

2.3 工程难点

该工程主要施工难点有以下几点：

（1）业主要求的工期较紧；

（2）地质情况较复杂，地层破碎松散；

（3）滑坡体仍处于变形沉陷的状态。

3 工程施工情况

3.1 施工对策

（1）施工设备、机具配备。根据该工程特点，施工设备采用英格索兰VHP750空压机1台，无锡产双帆MD-60钻机2台，50kW柴油发电机机组1套，起拔套管用千斤顶1套，跟管机具2套（其中Ø150mm偏心锤头30个、Ø146mm套管200m、Ø89mm钻杆100m）。

（2）施工工艺的选择。根据仰斜排水试验孔设计技术要求和施工区的地质特点，我们采用了风动潜孔锤全孔偏心跟管钻进工艺。该钻进工艺适合各类易坍塌、垮孔、漏风等复杂地层；在钻进过程中因有套管护壁，钻屑能很好地随风排出管外，可有效地解决因漏风导致钻屑堵塞含水地层孔隙问题，保证了仰斜排水试验孔施工质量；更重要的是该工艺因采用空气钻进，舍弃了传统工艺的以水做循环介质的施工方法，从而也杜绝了施工中生产用水对滑坡的危害。

（3）施工工艺流程见图1。

3.2 施工过程

（1）孔位测量放点。按照业主和设计图提供的控制点，采用全站仪测量，用记号笔在施工孔位标记。

（2）钻机安装验收。钻机搬迁到位，机台技术人员进行安装并调试，钻机桅杆仰角在设计要求范围内（仰斜5°～10°），复测无误后进行施工。

（3）钻进、跟管。因地层复杂，钻进中易发生坍塌，故施工时全孔采用风动潜孔锤偏心跟管钻进，单根套管长度控制在1.5m以内，并配备了一定数量的不同长度的短套管，调节灵活，方便了施工。空压机参数控制为：风量21m3/min；风压1.05MPa。

（4）清孔。采用全风量清孔，因钻孔深度较浅，全风量清孔后通过校正孔深，所成钻孔底部均无沉渣现象。

（5）提钻、拔套管。提钻采用反转一定角度，收回偏心钻头，提出钻具。在钢质套管内下入滤管到位后，采用液压顶管法拔出钢质套管。

（6）滤管制作。为保证过滤器孔隙率及过滤器加工质量，我们通过计算，确定过滤器进水孔直径不小于10mm，进水孔间距5～10mm，从而确保了过滤器孔隙度不小于22%，在加工中，采用60目尼龙网缠裹并用扎丝固紧，扎丝间距300mm，滤管采用Ø110mm滤管聚氯乙烯（PPR），丝扣连接。

（7）孔口固结。过滤器安装完毕，对固结段下部200mm孔段，用黄泥将孔口过滤器管壁周围缝隙捣实，固结段使用PO42.5普通硅酸盐水泥，按照配合比拌合M7.5砂浆水泥砂浆，对孔口进行固结，固结长度300～500mm。

图1 施工工艺流程图

3.3 关键工序控制

（1）根据该区域土体施工特点，为防止发生因坡体变形导致卡钻、埋钻等事故，我们采取了加快成孔速度、减少机具在孔内停留时间等措施，以减少事故发生。

（2）因滑坡体仍处于变形沉陷的状态，为确保已安装完毕的聚氯乙烯管完整度，能够承受滑坡坡体变形产生的水平拉力，滤管每节采用丝扣连接，并在丝扣连接处采用螺钉加固增加连接强度。

（3）施工中对关键部位（孔深、仰斜度、滤管安装）的质量进行重点管理，经常检查，严格验收。

（4）加强施工区内的变形监测工作，在滑坡区设立了12个监测点，所有点位均在施工前读取初始读数，建立统一的变形观测方法，由专人每天对各个变形监测点进行观测，将各类数据分类绘制曲线图，及时分析其安全稳定性。

4 仰斜排水孔排水情况分析

已施工完成的60个试验排水孔，20个排水孔有水排出。其中，流水孔有12个，渗水孔有8个。经对2个多月的排水量观测记录统计，排水孔排水总量最大为68.17m3/昼夜，最小为5.904m3/昼夜。

（1）排水孔出水情况受施工部位上部坡面地形地貌影响较大。排水孔排水水源系降雨入渗补给，上部坡面平缓及凹槽地带是降水入渗补给的良好通道，易形成坡面滞水，该地段的排水孔情况较好。

（2）排水孔出水量受降雨影响较大，其中YK-11、YK-19排水孔施工期间没有渗水现象，雨后开始渗水。

（3）排水孔排水量及过水能力随坡体内土石比变化而相应变化。坡体内土质含量高的区域过水性较差，坡体内块石含量高的区域过水性较好，因而形成过水通道并且有一定的储水能力。但该滑体受微地貌形态及土体结构特征等因素影响含水性强弱不均，部分排水孔无水，还出现部分排水孔随排水时间延长，排、渗水量逐步减小，甚至干孔现象。

（4）滑坡体在变形移动时，容易堵塞破坏原土体已形成集水点和过水通道，并在一定程度上破坏排水管，因此将会影响排水孔出水量和排水孔使用寿命。

5 仰斜排水试验孔施工结论

本次工程60个仰斜排水孔，按照设计技术要求及业主要求施工，40d内完成，工期达到业主要求，施工质量优良，满足设计技术要求。

6 下步施工建议

石榴树包滑坡体积大，滑坡体内地下水径流受微地貌影响变化大。雨季地表汇、积水面积大，给地表水下渗提供了便利条件。滑坡体后缘巴秭公路上雨季形成的大量水流，沿乡级公路大量流入并直接冲刷滑坡体，对滑坡体的稳定影响较大。虽然已完成60个仰斜排水试验孔，日最大排水量可达68m3，但与滑坡体外界地下水补给量比较，排水量偏小，在滑坡体不能形成完整的截水面，雨季降雨量大时大量积水任能进入坡体渗入滑带，严重影响滑坡体稳定。

因此，目前根据石榴树包滑坡体的特定条件和周边环境影响等因素，要达到减缓因地表水下渗、雨季滑坡体变形过大的目的，可进一步完善地表、地下排水系统，在滑坡体内形成良好的立体排水设施，最大程度上降低地下水对滑坡体的影响。

[1] 彭振斌.锚固工程设计计算与施工[M].中国地质大学出版社，2001.

[2]张向东，张树光，刘松.锚杆支护配套技术设计与施工[M].中国计划出版社，2003.

P642.22

B

1004-5716（2015）09-0005-03

2014-09-29

张炼红（1969-），男（汉族），湖北荆州人，工程师，现从事地质灾害治理、矿山地质环境治理施工技术及施工安全管理工作。