路基滑坡治理深部泄水孔(仰斜式排水孔)施工工法

路基滑坡治理深部泄水孔

（仰斜式排水孔）

施工工法

中铁四局集团有限公司 二〇一六年八月

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目 录

1. 前言 .............................................. 1 2. 工法特点 .......................................... 1 3. 工艺原理 .......................................... 2 4. 施工工艺流程及操作要点 ............................ 2

5.1 工艺流程 ..................................... 2

5.2.1 施工准备 ............................... 3 5.2.2 测量放样 ............................... 3 5.2.3 安装机械设备 ........................... 6

6.材料与设备 ......................................... 9

6.1机具设备 ...................................... 9 6.2 材料 ......................................... 9 7.质量控制 ........................................... 9

7.2 质量管理组织措施 ......................... 9

8.安全措施 .......................................... 11

8.1 安全管理措施 ................................ 11 9.环保、节能措施 .................................... 13 10.效益分析 ......................................... 14 11.工程实例 ......................................... 14

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路基滑坡治理深部泄水孔（仰斜式排水孔）施工工法

中铁四局集团有限公司重庆分公司

欧 华 王永亮 高磊 王厚鑫 王冬 黄武 韦海东

1.前言

近年来，随着国家对防洪泄洪的不断重视，很多降排水施工工法应运而生，“路基深部泄水孔施工”作为一种新型的降排水施工工法在工程建设中得到广泛应用，本工法适应于更复杂的地质岩层，更大的横向深度排水降水。我们常见的泄水孔一般应用于路基挡墙，坡面防护等防护工程中，这种新型的仰斜式排水孔施工是采用小直径的排水管在边坡坡体内排除覆盖层孔隙水及基岩裂隙水的一种有效方法，它可以快速疏干地下水，提高岩（土）体抗剪强度，防止边坡失稳，并减少对岩（土）体的开挖，加快工程进度和降低造价。路基滑坡治理工程排除地下水，使用深部泄水孔施工排除地下水非常少见，这种工法能为今后类似工程的开展积累丰富的经验。选取一种成孔快速，成本低廉，保证质量及安全风险较小的一种排水工艺是今后工程发展的趋势。中铁四局集团有限公司重庆分公司余凯边坡治理工程项目经理部现结合现场施工工艺和施工经验编写了本工法。

2.工法特点

2.1 地质环境适应性强

仰斜式排水孔施工工艺独特，对地质岩层环境适应性强；施工机械设备比较少，对工地现场施工环境要求也特别低。

2.2 物机及人员需求量小，节约成本

仰斜式排水孔施工方法，采用的是传统的锚索套管跟进钻孔施工技术附加锚索套管管外增设套管的施工方法相结合，双管齐下，管管相扣。所需要的机械和人员比较少，方便机械物资的周转

2.3 施工安全系数稳定

仰斜式排水孔施工均在边坡平台上进行，施工过程中人员与钻机保持安全距离，确保了施工人员的安全。

2.4 施工精度高，质量可控性稳定

仰斜式排水孔施工，钻孔前预先固定好钻机，确保钻头及钻杆始终保持在预

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设位置方向，钻孔达到一定深度基本就能保证孔道在准确的方位上，施工精度高，质量可控性稳定。

2.5 环保性高

仰斜式排水孔施工，投入的机械设备少，对场地环境要求低，制造的施工废弃物非常少，对地表及周边自然环境几乎无破坏，保证了文明施工，绿色施工。

适用范围

本工法适用于复杂地质岩层中覆盖层孔隙水及基岩裂隙水降排水作业施工。

3.工艺原理

仰斜式排水孔施工工法，是采用传统的锚索套管跟进钻孔施工技术附加锚索套管管外增设大直径套管的施工方法相结合，双管齐下，管管相扣。锚索套管管外增设Φ150mm直径的钢套管，这种增设的钢套管与锚索钻孔同步跟进，主要起到防止孔道坍塌和安装排水孔预埋件的作用，这种工法可以在岩层恶劣的地质环境中进行；另外增设的钢套管可以为后续安装排水管提供便利。成孔结束后，拔出锚索套管及钻头，增设的大直径钢套管暂时保留在孔内，立即安装排水管，安装完毕后再拔出增设的大直径钢套管，这样一个仰斜式排水孔施工完毕。该施工工法地质环境和地形环境适应性强，钻孔施工技术易控制，很好地提高了施工精度，满足设计及规范要求。

4.施工工艺流程及操作要点

以下结合贵州省余凯高速边坡治理工程叙述施工工艺流程及操作要点。 施工顺序： ①施工准备； ②测量放样；

③钻孔机具安装与调试；

④钻孔施工；⑤钻孔，增设大直径钢套管跟进； ⑥成孔自检；

⑦安装排水管，拔出钢套管； ⑧终孔验收

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5.1 工艺流程

5.2 操作要点 5.2.1 施工准备

仰斜式排水孔在钻孔施工前做好三通一平，平整好场地，配备施工中所需要的水电，配备好施工时的排淤系统，制定相应的施工安全措施。

1、首先施作施工便道，方便机械设备和材料的进场。

2、做好场地平整，按照图纸要求平整好各级边坡坡面以及平台。 3、做好通电准备工作，钻机所用的是250KW变压器，并增设了一个175KW的柴油发电机，确保用电功率满足现场施工要求。

4、做好通水准备工作，用水泵从附近河内抽取施工用水，保证施工顺利进行。

5.2.2 测量放样

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施工准备 测量放样 机具安装与调试 钻孔施工 钻孔、大直径钢套管同步跟进 成孔自检 安装排水管、拔出钢套管 终孔验收 专业资料

1、按照图纸设计要求，仰斜式排水孔布设在里程K24+620—K24+710段右侧路基边坡，一共设置三个坡面，每个坡面设置单排18个排水孔，横向间距为3m，第一级坡排水孔与第二级排水孔平行间距为4m，第二级边坡排水孔与第三级边坡排水孔间距为3m。布孔示意图如图5.2.2-1、图5.2.2-2。

图5.2.2-1 仰斜式排水孔布孔正面示意图

图5.2.2-2 仰斜式排水孔布孔侧面示意图

2、由于不同里程横截面地形存在差异，每一个里程的孔深也不同，K24+650里程，第一、第二、第三级边坡孔深分别是67m、73m、78m；K24+670里程，第一、第二、第三级边坡孔深分别是60m、54m、68m；K24+690里程，第一、第二、第三级边坡孔深分别是58m、62m、67m；K24+700里程，第一、第二、第三级边坡孔深分别是49m、52m、56m；详见图5.2.2-3、图5.2.2-4、图5.2.2-5、图

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5.2.2-6。

图5.2.2-3 K24+650里程孔深示意图

图5.2.2-4 K24+670里程孔深示意图

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图5.2.2-5 K24+690里程孔深示意图

图5.2.2-6 K24+700里程孔深示意图

5.2.3 安装机械设备

1、安装图纸设计要求，仰斜式排水孔仰角为5°，与线路中心线成垂直角度，安装钻机时必须让钻机平稳、稳牢，并校准钻机的方位角和仰角。泄水孔采用Φ110mm的PVC管，钻孔直径150mm，为了保证成孔质量，泄水孔采用Φ150mm钻孔施工，并采用钢套管跟管钻进，钢套管外径150mm，壁厚6mm。

图5.2.3-1 仰斜式排水孔截面示意图

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图5.2.3-2 仰斜式排水孔大样图

图5.2.3-3 导水孔平面布置图

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图5.2.3-3 导水孔孔断面布置图

2、钻机掘进过程中，要时刻观察钻机的钻进速度、钻出的渣样，并做好施工记录，保留相应的影像资料。每一节钻杆和大直径钢套管的长度均为1.5m，每次增加一节钻杆的同时，我们会相应的增加一节大直径钢套管，以防塌孔增加作业难度，影响施工进度。

3、排水孔施工完成后，要及时对成孔的几何尺寸进行自检，自检合格后立马通知监理报检。

4、报检通过，立马安装好排水管，安装过程中，保证连接处牢固。安装好，随即拔出增设的大直径钢套管。

5.2.4劳动力组织情况表

表5.2.4-1 劳动力组织情况表

工序 分工 管理人员 安全员 技术人员 电工、钳工 钻机操作手 架子工 导水管安装工 小计

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人数 2 1 4 2 2 2 2 13 备注 钻孔 专业资料

6.材料与设备

6.1机具设备 名 称 全站仪 精密水准仪 柴油发电机 空压机 变压器 钻机

6.2 材料 序号 1 2 3 4 5 材料名称 钻头 钻杆 钢套管 PVC管 土工布 规格 Φ150mm Φ100mm Φ150mm Φ110mm 10mm厚 单位 m m m m m² 数量 6 100 70 3570 1300 备注 表6.1 主要施工机具设备表 型号或规格 数量 安装位置 莱卡ts9 DINI03 175KW 75kw 250KV / 1 1 1 1 1 / / / / / / 靠风机设置 备 注 测量放样 测量放样 电源供应 钻孔施工 电源供应 与运转风机 数量相同 7.质量控制

7.1一般要求

7.1.1加强测量的精度控制和复核，确保钻机的安装和角度、轴线偏差尺寸精度满足设计文件要求。

7.1.2严格执行图纸设计有关规定和施工规范要求。

7.1.3每一步施工工序都要制定相应的施工实施细则指导施工。

7.1.4严格执行材料，设备进场的复核验收工作程序，确保材料和设备合格。 7.1.5加强施工过程的试验与检验，确保各种试验的有效性和准确性，按要求制定试验取样的项目、频率和流程。认真把好质量关，用数据和分析图表配合和指导现场施工质量。保证施工中的资料完整齐全，做好各项资料的收集、保存、归档工作，各种质量记录齐全、规整、清晰且符合要求。

7.2 质量管理组织措施

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7.2.1施工过程中，对工程质量进行四级管理。

第一级为具体操作班组质量员，对施工现场质量负责初级管理；

第二级为项目队长、质检员及技术员，负责对第一级管理人员的现场质量管理工作进行监督、检查及内业资料进行收集和整理；

第三级为由项目部安质部人员组成，负责对第二级管理人员实施监督、检查，并负责内业资料的汇总和归档工作；

第四级为项目级管理体系，由项目经理及技术负责人负责，对第三级管理人员实施监督检查。

7.2.2严格每一道工序开工前和结束后的检查验收制度，坚持执行班组自检，质检部门检查合格，报请监理工程师检验的工作程序。

7.2.3定期或不定期地组织职工开展岗位技能培训,学习有关规范、标准及操作规程。

配齐工程施工需要的人力资源。有针对性地组织各类施工人员学习，进行必要的工前岗位培训，特殊工种作业人员须持有效上岗工作证。配齐工程需要的各类设备。配置的机械设备必须经检修、试机、检验合格后，方能进场施工，外租设备在进场前，要进行检验和认可，证明能满足工程需要后方可进行施工。

对已认可的施工方案、方法、工艺技术参数和指标进行严密监视和控制，尤其是对工程的特殊部位和工序要专门制定施工方案，并加强监督的力度和控制的手段，使工程的各个部位、工序均满足设计及规范要求。

7.3质量控制标准

根据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）和《公路工程质量检验评定标准》（第一册 土建工程）（JTG F80/1-2004）及其他有关规定，质量标准按表7.2执行。

表7.1 仰斜式排水孔允许偏差表

序号 1 2 3 word完美格式

检查项目 仰角偏位（°） 与轴线垂直度(°) 孔径(mm) 孔深（cm） 规定值或允许偏差 1 3 5 30 检查方法和频率 / / / / 专业资料

7.4质量保证措施

7.4.1采用传统的锚索套管跟进钻孔施工技术附加锚索套管管外增设大直径套管的施工方法相结合，确保钻孔与后期安装排水管有效进行。

7.4.2施工过程中，按照频率检查孔径、轴线偏差、仰角，确保成孔质量。 7.4.3夜间施工要点，需安装好各个方位的照明设施，确保不留死角。为防止动力线路出现故障造成突然停电，在坡脚平台附近备用了一台175KW的柴油发电机能为钻孔施工提供充足的电力保障。

7.4.4提前获当天的气象信息，采取有效防范措施。 7.5 制度保证措施

制度是管理的灵魂和手段，从某种意义上讲，没有制度就没有管理。因此建立以技术责任制度为中心的各项技术管理制度，是保证技术工作卓有成效的重要手段。针对项目实际情况，制定设计文件审核制度、技术交底制度、隐蔽工程检查制度、定期、不定期质量检查制度、工程质量报告制度、专项方案管理制度、落实技术标准制度、施工测量复核制度等一系列质量管理制度，从而确保质量管理有章可循、有法可依。

8.安全措施

8.1 安全管理措施

8.1.1 项目经理是安全生产的第一责任人，对项目部处所承担的全部工程项目负有法定的合同责任。在布置、计划、组织、检查、总结工作时，必须把安全工作放在首要位置。

8.1.2 建立完善的安全检查管理网络，专职安全员负责工程的日常安全管理工作，班组设立兼职安全员，并赋予他们进行安全管理、指导、检查、监督、制止违章、在危险时刻采取紧急措施、组织考核安全工作等责任与权利。专职安全员持证上岗，在现场均须佩带好工作标志。

8.1.3 开工前针对工程实际情况编制可行的安全措施计划，并限期实施。没有安全保障措施的项目，不准开工。直到订出安全保障措施为止。

8.1.4 每月召开一次安全领导小组会议，讨论决定安全生产的重大事项，每周进行一次安全检查，并随之召开一次各部门参加的安全会议，检查总结一周的

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安全工作，贯彻安全领导小组决定，落实整改措施。专职安全工程师每月向监理工程师提交一份工程安全报告。

8.1.5 完善并执行安全规程，其中包括：机械安全操作规程；安全用电制度；防火安全制度；起重作业安全制度；特殊工作安全制度；事故报告制度等。

8.1.6 实行安全目标管理，层层分解落实安全指标，严格执行与经济挂钩的奖惩制度，坚决实施安全否决权制度。

8.1.7 配齐必要的劳动防护用品，如安全帽等，所有施工人员进入工地，必须按规定配戴安全防护用具，无关人员一律不准进入工地。工地内设立安全规定告示牌、安全宣传标语。

8.1.8 密切注意天气预报，建立正常的天气预报和水位涨落接收制度，落实好防风防雨措施，保证各作业面，各作业的通讯设施畅通，机械状态良好，防护设备齐全。

8.1.9 对职工及所用民工加强教育和管理，提高他们自我保护意识，在施工作业区设立明显的安全警示标志，在施工作业工区和生活区配备一定数量的消防器材。

8.2 施工安全技术措施

8.2.1针对各种施工工况，采用多种测量监控手段和方法，确保不破坏结构受力安全。

8.2.2严格执行材料出厂证明、进场复检制度，控制原材料质量。 8.2.3当排水孔下穿高速时，要随时检查排水孔的仰角和钻出的渣样，避免对高速公路主体结构造成破坏。

8.2.4下穿高速公路钻孔作业时，必须派技术员随时监测孔道仰角和与轴线垂直度，随时查看钻出的渣样。

8.2.5在下穿高速公路钻孔作业时，要设专职防护员，统一着装，持上岗证，所有在岗人员严格遵守《建安工人操作规程》。用对讲机随时汇报防护情况。

8.2.6在下穿高速公路钻孔作业时，操作人员精力高度集中，从事本职工作，密切注意顶推情况，遇到异常，立即停工排除。钻孔方位和角度一定要准确，钻机支撑要稳固。

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8.2.7施工前全面检查所用机具设备及各项安全防护措施。 8.2.8施工前进行详细的安全交底，做到操作人员人人心中有数。 8.2.9提前与气象部门联系，取得第一手气象资料，保证施工时天气良好。 8.3特殊或紧急情况处理措施：

8.3.1下穿高速公路钻孔施工中，我们必须随时检查孔道方位和角度，由于孔道在地底下施工，很难控制好排水孔的方位和角度，可能会导致排水孔仰角偏大，直接打到高速公路主体结构上，对高速公路主体结构造成损坏，且达不到排水孔应有的作用，还有一种情况就是与线路中心线垂直角度偏差大，导致排水孔方位跑偏，既增加孔道深度，又达不到预设的孔深岩层位置。所以按照钻机的时候一定要控制好与轴线垂直90±3°，仰角角度保持在5±1°。

8.3.2 由于这种施工工艺都会选择岩层发育比较差的地质环境当中进行，避免不了塌孔的情况发生，钻机掘进一节，大直径钢套管才能跟进，这样钻孔过程中会出现一个时间差，这个时间差中，能控制好塌孔，至关重要。

9.环保、节能措施

9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。

9.2将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。

9.3设立专用排浆沟、集浆坑，对废浆、污水进行集中，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废浆乱流。

9.4优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下。

9.5对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。

9.6 本工法属于下穿高速公路钻孔施工，不影响交通运输。

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9.7本工法中钻头、钻杆和大直径钢套管均可重复性使用，提高了材料周转次数。

10.效益分析

与常规的排水孔施工方法相比，此施工工法施工深度深、排水孔成孔快、孔径、方位角度易控制，节约成本，降水排水见效快，极大降低地下水位对附近线路结构的影响。

10.1 此施工工法，钻机、脚手架、大直径钢套筒均能重复利用，大大的降低了施工成本，经济效益显著。

10.2 本工法受天气、地质环境影响较小，施工过程中安全性能高，对临时设施保护措施相对较少，节约成本。

10.4 本工法在施工过程中锚索钻孔与大直径套管跟进相对其他施工方法，工序间衔接速度快，不会出现塌孔，成孔验收合格后就能立即安装排水管，拔出大直径钢套管即终孔，单孔施工周期短，施工进度快。

本工法在贵州省余庆至凯里高速公路余凯路基6标施工过程中成功应用，达到了预期的降排水目标、经济目标和进度目标，共节省成本约40万元，保证了路面主体结构的施工安全及施工质量。

11.工程实例

贵州省余庆至凯里高速公路YKBP01合同段位于余凯高速K24+520-K24+840里程范围内，线路左侧为滑坡治理段，该边坡在2015年5月份出现大面积的滑坡，后期由原有施工单位进行了初步维稳治理，我们合同段主要是在要有的挡墙背部增设26根抗滑桩，其中2m*3m抗滑桩11根，孔深25m；3m*4m抗滑桩共15根（孔深35m的有8根，孔深30m的有7根）。该地质岩层地下水极为丰富，地质岩层发育差，给施工造成很大困扰，为了很好的做到降排水，设计单位增加了排水孔，每一个排水孔深入到抗滑桩后面岩层1m处。应用了仰斜式排水孔，抗滑桩在施工中用水量大量减少，为抗滑桩施工施工创造了有利条件。特别是在两个坡面的排水孔施工完毕后，滑坡段山体稳定无位移。该工程在2016年5月至2016年8月期间采用本工法，确保了该工程在2016年8月份全面完成的既定目标，本工程中对地质环境的影响极小，同时能很好地起到排水，降低地下水位的

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效果，施工速度快，且无一例安全质量事故，多次受到建设单位和监理单位的好评，经济效益，环保效益和社会效益显著。

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