เทคโนโลยีการก่อสร้างเครื่องเจาะ rotary สำหรับเจาะเสาเข็มในชั้นหิน karst ที่พัฒนาอย่างมาก

Karst เกิดจากการละลายทางเคมีในระยะยาวของหินละลายได้ เช่น หินปูน โดยน้ำ ชั้นหิน karst มีร่องช่อง karst ร่อง karst และโพรง karst โดยเฉพาะเพดาน (พื้น) ของโพรงที่สอดประสานกัน มีความแตกต่างของระดับความสูงอย่างมาก ชั้นหินมีความแข็งที่ไม่สม่ำเสมอ หรือประกอบด้วยครึ่งหินครึ่งดิน ครึ่งหินครึ่งละลาย และหินเนินลาด ความยากลำบากในการเจาะสะพานและก่อสร้างเสาเข็มในชั้นหิน karst ที่ซับซ้อนเนื่องจากปัจจัยทางธรณีวิทยาที่ซับซ้อน เป็นความท้าทายทางเทคนิค บทความนี้ผสานกับตัวอย่างวิศวกรรมเพื่อแนะนำเทคโนโลยีการก่อสร้างเจาะเสาเข็มในชั้นหินที่ซับซ้อนซึ่งมีการพัฒนา karst อย่างมาก และชี้ให้เห็นวิธีการจัดการก่อสร้างที่สอดคล้องและข้อควรระวังในการก่อสร้าง

ภาพรวมโครงการ:

สะพานขนาดใหญ่พิเศษ Jinghe ในส่วนที่สามของรถไฟความเร็วสูงปักกิ่ง-เซี่ยงไฮ้ ตั้งอยู่ที่เมือง Tengzhou มณฑลซานตง ความยาวรวมของสะพานคือ 11.445 กม. และการจัดช่วงสะพานประกอบด้วยคานกล่องรองรับง่ายคู่ขนาน 20 × 24 ช่วง, 328 × 32 ช่วง, และคานกล่องต่อเนื่องคู่ขนาน 2- (32+48+32) ช่วง การออกแบบฐานรากของเสาสะพานและเสาตอม่อทั้งหมดอิงตามฐานรากเสาเข็มเจาะ มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.0 ม. จำนวน 1422 ต้น ความยาวรวม 44272.77 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 1.25 ม. จำนวน 1538 ต้น ความยาวรวม 83527.39 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 1.50 ม. จำนวน 108 ต้น ความยาวรวม 14325.16 ม. เสา 203 มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.50 ม. และความยาวเสาเข็มสูงสุด 85.5 ม.

ลักษณะทางธรณีวิทยาวิศวกรรม:

สะพานใหญ่ Jinghe ประกอบด้วยหินปูนเป็นหลัก โดยมีโครงสร้างโมโนไคลน์ในชั้นหิน ชั้นหินมีทิศทาง 30°∠12° และรอยต่อและรอยแยกของหินในพื้นที่หน้าสะพานได้รับการพัฒนา ช่วง Dk580+229~dk582+100 อัตราการพบโพรง karst ระหว่างเจาะสูงถึง 76.9% และในพื้นที่ที่มีการพัฒนา karst อย่างมาก ถึง 90-100% ช่วง dk582+100 ถึง dk583+100 อัตราการพบโพรง karst ระหว่างเจาะคือ 60.8% ถึง 73.7% และโพรงกระจายในรูปแบบคล้ายลูกปัด โดยที่เสา 203 มีโพรง karst รูปแบบลูกปัดมากถึง 13 โพรง ความสูงโพรงโดยทั่วไประหว่าง 2 ถึง 8 เมตร ความสูงโพรงของเสา 286 คือ 25.5 ม. และช่วงจาก dk583+100 ถึง dk586+100 อัตราการพบโพรง karst ระหว่างเจาะคือ 66.1% ถึง 71.9% ช่วง Dk586+100~dk587+100 การเจาะพบโพรง karst คิดเป็น 42.5% ซึ่งพัฒนาในรูปแบบคล้ายลูกปัด โพรงดินในพื้นที่หน้าสะพานส่วนใหญ่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ของการชะล้างใต้ผิวดินและแรงดูดลบที่เกิดจากการซึมผ่านของน้ำผิวดินและน้ำใต้ดินในชั้นดินที่ปกคลุมชั้นหิน karst

เทคโนโลยีการก่อสร้างเสาเข็มเจาะ:

1. การเลือกประเภทเครื่องเจาะ

เสาเข็มเจาะของสะพานใหญ่ Jinghe ผ่านชั้นดินเหนียว ดินเหนียวละเอียด ดินทรายหยาบปานกลาง หินโคลน และหินปูน ตามสภาพธรณีวิทยา ให้เลือกเครื่องเจะแบบกระแทกชนิดเสา ซึ่งสามารถปรับความสูงในการยก (ช่วงชัก) ของสว่านตามความแข็งของชั้นหินได้ตลอดเวลา และมีลักษณะเด่นคือพลังงานกระแทกสูง

2. ลำดับการเจาะ

การก่อสร้างเสาเข็มเจาะสะพานดำเนินการในชั้นหิน karst ที่พัฒนาอย่างมากและซับซ้อน และโครงสร้างธรณีวิทยาที่ซับซ้อนทำให้การเจาะและการก่อตัวของเสาเข็มเป็นไปได้ยาก ก่อนการก่อสร้างเสาเข็มเจาะ จำเป็นต้องเข้าใจสภาพธรณีวิทยาอย่างแม่นยำ เราใช้หลักการผสมผสานการเจาะและการสำรวจทางฟิสิกส์ โดยอ้างอิงจากการเจาะธรณีวิทยาของแต่ละเสาและเสาเข็ม เรายังได้ดำเนินการสำรวจทางฟิสิกส์อย่างละเอียดของสะพานทั้งหมดทีละเสา เพื่อชี้แจงความหนาของชั้นปกคลุม ตำแหน่ง จำนวน และสภาพการเติมของแต่ละเสาและเสาเข็ม การเลือกลำดับการเจาะสำหรับตำแหน่งเสาเข็มตามโครงสร้างธรณีวิทยาของข้อมูลการเจาะและฟิสิกส์ในระหว่างการก่อสร้างเจาะเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง หลักการพื้นฐานในการเลือกลำดับการเจาะของตำแหน่งเสาเข็มในการก่อสร้างสะพานขนาดใหญ่พิเศษ Jinghe คือสำหรับเสาที่มีความยาวเสาเข็มไม่เท่ากัน การก่อสร้างเจาะจะเป็นไปตามลำดับก่อสร้างของเสาเข็มยาวก่อนแล้วจึงตามด้วยเสาเข็มสั้น ลำดับการเจาะสำหรับเสาเดียวกันคือจากลึกไปตื้นและจากมาก (รูปแบบลูกปัด) ไปน้อย โดยเสาเข็มขอบและมุมจะได้รับการก่อสร้างก่อน การก่อสร้างนี้เป็นประโยชน์ต่อการปิดผนึกโพรงทันเวลา การปิดกั้นช่องทางของโพรง และอำนวยความสะดวกในการก่อสร้างเสาเข็มถัดไป

3. การป้องกันผนังด้วยโคลน

การป้องกันผนังด้วยโคลนเป็นมาตการทางเทคนิคพื้นฐานที่สุดในการก่อสร้างเสาเข็มเจาะ เพื่อเสริมการป้องกันผนังด้วยโคลน จำเป็นต้องใช้ดินเหนียวที่มีความหนืดดีในการเตรียมโคลน ระหว่างการเจาะแบบกระแทก ดินเหนียวจะถูกฉีดเข้าไปในหลุมโดยตรง และโคลนจะถูกสร้างขึ้นโดยการเจาะด้วยสว่าน ในการก่อสร้างเสาเข็มเจาะสำหรับสะพานขนาดใหญ่พิเศษ Jinghe สำหรับเสาเข็มสำคัญและเสาเข็มที่มีความยากที่มีธรณีวิทยาซับซ้อนและมีการรั่วไหลและพังทลายของสู่นบ่อยครั้ง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันผนังของสู่น ยังใช้เบนโทไนท์เฉพาะสำหรับการเจาะธรณีวิทยาในการทำสู่นและบรรลุผลการป้องกันผนังที่มีนัยสำคัญ เมื่อวัสดุเติมในโพรงเป็นทรายละเอียดหรือวัสดุพลาสติกไหล การเติมซีเมนต์ในปริมาณที่เหมาะสมลงในโคลนสามารถปรับปรุงความสามารถในการต้านทานการซึมผ่านของโคลน เพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันผนัง และป้องกันการพังทลายของหลุมและการรั่วไหลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปริมาณซีเมนต์โดยทั่วไปคิดเป็น 10% ถึง 20% ของปริมาณดินเหนียว

4. ผนังหลุมเทียม

5. โพรง karst ที่มีการรั่วไหลของสู่น

สะพานใหญ่ Jinghe มีชั้นหินที่มีการพัฒนา karst อย่างมาก โดยโพรง karst กระจายในรูปแบบคล้ายลูกปัด โดยที่เสา 203 มีโพรง karst รูปแบบลูกปัดมากถึง 13 โพรง ความสูงโพรงโดยทั่วไประหว่าง 2 ถึง 8 เมตร ความสูงโพรงของเสา 286 คือ 25.5 ม. โดยมีอัตราการพบโพรง 66.1% ถึง 71.9% ระหว่างเจาะ พื้นที่ที่มีการพัฒนา karst อย่างมากถึง 90-100% และการเชื่อมต่อของโพรงเปล่าที่เติมครึ่งและไม่เติมเป็นไปได้ดี เพื่อเร่งความก้าวหน้าการก่อสร้างและรับประกันระยะเวลาก่อสร้าง ใช้เครื่องเจาะ 2-3 เครื่องพร้อมกันสำหรับการก่อสร้างเจาะที่ตำแหน่งเสาเดียวกัน ซึ่งมักนำไปสู่การรั่วไหลของสู่นในโพรง karst บ่อยครั้ง การใช้ดินเหนียวเศษหินกลบเพื่อจัดการการรั่วไหลของสู่นในโพรง karst ไม่ได้ผล วิธีการจัดการการรั่วไหลของสู่นในโพรง karst สามารถเป็นได้คือการฉีดคอนกรีตใต้น้ำเพื่อปิดผนึกโพรงและปิดกั้นช่องทางของโพรง ยกสว่านออกจากหลุมแล้วเทคอนกรีตใต้น้ำลงในหลุมเจาะ พื้นผิวที่เทควรสูงกว่ายอดโพรง 2-3 ม. รอ 0.5-1.0 ชั่วโมงเพื่อให้พื้นผิวคอนกรีตใต้น้ำเสถียรก่อนดึงท่อลอดออก เพื่อให้แน่ใจว่าคอนกรีตใต้น้ำปิดผนึกโพรงอย่างสมบูรณ์ รอให้คอนกรีตใต้น้ำมีความแน่นอนหนึ่ง (1-2 วัน) ก่อนเจาะ การรั่วไหลของสู่นในโพรง karst ของเสาสะพาน เช่น 289# และ 290# ของสะพานขนาดใหญ่พิเศษ Jinghe ได้รับการแก้ไขโดยการเทคอนกรีตใต้น้ำเพื่อปิดผนึกโพรง ปิดกั้นช่องทางของโพรง และบรรลุผลที่มีนัยสำคัญ

>>ข่าวสารเพิ่มเติม