自进式让压锚杆的施工工艺

来源：职称阁分类：建筑论文时间：2018-12-22 11:13热度：

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自进式让压锚杆的施工工艺

　　【关键词】边坡开挖;自进式让压锚杆;潜孔钻

　　1引言

　　DBM支洞原设计洞口位置处于坡积体，孤石众多，难以开洞。其后，经过详细地质勘探与分析之后，项目部决定将洞口往山体内移55m。如此，高陡边坡堆积体开挖支护难题出现，经过反复尝试，决定采用自进式让压锚杆为主体进行支护。

　　2DBM支洞边坡施工设计修改

　　2.1基本地质情况

　　原设计洞口EL740m平台位置基本为孤石体，根据芯样显示情况，EL740m平台上部孤石体堆积物覆盖层厚度在15～25m内，为了减低进洞安全风险，经过对比分析，决定将洞口往山体侧平移55m，确保进洞位置处于岩层之中。调整之后洞口上部覆盖层达25m左右，开挖方量增大，同时，后侧山体本身比较陡峭，不具备大规模减低坡比的设计条件。最终，将坡比设计确定为1∶0.5。

　　2.2边坡支护设计

　　为了确保边坡在1∶0.5的坡比状态下保持稳定，设计支护参数如下：IBOR32N锚杆，，垂直坡面;排水孔，上仰10°，放置φ50mm花管，延米排水面积不小于30cm2;挂钢筋网;喷混凝土C30，厚10cm。其中，发生塌方的部位，锚杆长度调整为15m。锚杆浆液配合比：水∶水泥=0.4，水泥=1450kg/m3，水=580kg/m3;减水剂Sikament-N100=11.6kg/m3;膨胀剂Intraplast-Z=14.5kg/m3。

　　2.3主要施工难点

　　本工程主要难点为大型设备无法展开施工，采用排架施工平台配合潜孔钻进行施工。由于位于孤石土体中进行钻孔施工，洗孔不能使用水，只能采用高压风。采用高压风吹孔，仍然存在风压流失、不回风等现象，6m以上的土石体地质钻孔成功率低于20%[1]。为了克服这一困难，经过项目部多次尝试，最终提出前6m采用常规钻杆配冲击器进行钻孔(孔径76mm)，然后取出钻杆及冲击器，之后换成自进式让压锚杆及配套钻头，继续完成剩余孔段的钻进(孔径50mm)。经此改进后，由于孔口6m段自进式让压锚杆与孔壁存在空隙，降低了该段自进式让压锚杆钻进抵抗扭矩，提高了剩余孔段钻进速度。同时，为了提高效率，决定将自进式让压锚杆潜孔钻进行改装，直接将原配套冲击器固定安装在钻机与自进式让压锚杆之间。如此，自进式让压锚杆钻进过程中增加了冲击力量，极大地提高了施工效率，取得明显效益。

　　3IBOR32N自进式让压锚杆施工工艺

　　3.1IBOR32N自进式让压锚杆组成

　　[2]IBOR32N锚杆杆体外径φ32mm，内径φ18.5mm，横截面面积396mm2，极限荷载280kN，屈服荷载230kN，每米长度单重34N(3.4kg);连接头直径φ42mm，长度145mm，单重8N(0.8kg);螺帽孔大小φ46mm，长度45mm，单重4N(0.4kg);垫板200mm×200mm×16mm,钻孔35mm，重量31N(3.1kg);钻头根据本工程地质条件选用柱钻头和十字形钻头。

　　3.2IBOR32N锚杆工作原理

　　钻头部分有2个作用：钻孔和锚固。杆体部分有3个作用：一是钻孔时起钻杆作用;二是锚固后起锚杆作用;三是注浆加固时用作注浆管。紧固装置起预紧后使锚杆主动支护的作用。1)自钻：自进式让压锚杆的锚头具有钻头钻孔的功能。锚杆本身的杆体上有连续的波形螺纹，将带锚头的杆体安装在钻机上即可完成钻孔。2)自锚：锚杆杆体通过自身的锁紧形成端头锚固。通过注浆还可实现全长锚固，将锚固力均匀地传递到钻孔壁围岩上，达到支护的目的[3]。3)加长：自进式让压锚杆杆体具有可边钻进边加长的特性，适用于较狭小的施工空间，长度可达10m，实现了特长锚杆加固围岩。4)主动支护：通过安装自进式让压锚杆时预紧，实现对围岩的主动支护。5)注浆：通过中空的锚杆杆体可实现注浆加固围岩、固定破碎岩体。使得它在各类围岩条件下施工时，不需套管护壁、预注浆等特殊手法就能达到注浆加固效果。6)柔性支护：自进式锚杆杆体采用厚壁无缝钢管，全螺纹成形工艺制作，有很好的延伸性能，充分发挥柔性让压支护作用，更好地发挥高应力围岩自承能力。

　　3.3IBOR32N锚杆施工工艺

　　3.3.1工艺流程1)钻孔首先进行常规钻进4～6m，孔径76mm，然后更换自进式钻具，安装IBOR32N锚杆，完成后续孔段钻进，孔径50mm。具体如下：(1)常规潜孔钻安装，钻进4～6m，φ76mm。(2)退出常规钻杆，拆除常规潜孔钻，安装自进式钻具。(3)安装自进式让压锚杆，首节长度4m，钻进剩余孔段，φ50mm。(4)逐段加长自进式让压锚杆，其中：L=10m=4m+3m+3m;L=15m=4m+3m+3m+3m+2m。(5)直至钻孔达到设计孔深。2)注浆(1)拆除钻具，连接注浆管路，调试管路，其中，水泥净浆浆液水灰比(IBO锚杆)为：水∶水泥=0.5∶1。(2)孔口安装止浆塞，预埋出气管。通过自进式让压锚杆杆体，对锚杆孔进行低压注浆，直到孔口返浆为止。(3)若孔内注浆量超过理论钻孔体积3倍，即10m单孔0.14m3,15m单孔0.20m3，孔口仍没有返浆现象，则暂停锚杆注浆。注浆方式调整为孔口直接安插注浆管(尽量伸入孔底)进行低压注浆，直到孔口返浆为止。(4)若按照步骤(3)孔口仍没有返浆现象，则暂停孔口注浆。增加浆液浓度，调整后水灰比(常规锚杆)为：水∶水泥=0.4∶1，继续孔口安插注浆管(尽量伸入孔底)进行低压注浆，直到孔口返浆为止。(5)若按照步骤(4)孔口仍没有返浆现象，则再次暂停。等待孔内浆液凝固后，重新在孔口安插注浆管(尽量伸入孔底)进行低压注浆，反复进行，直到孔口返浆为止。(6)待浆液强度达到设计值，安装垫板，紧固螺栓。

　　4施工实录

　　4.1钻孔速度

　　DBM支洞边坡IBOR32N自进式让压锚杆合计施工812根，施工时段为2013年7月28日～2013年10月31日，共95d。根据现场施工统计，每天平均2台潜孔钻正常作业。每个台班单台机组可完成钻孔10m锚杆施工4～5根(由于开挖强度限制，晚班未施工锚杆钻孔)。

　　4.2注浆水泥耗量

　　DBM支洞边坡IBOR32N自进式让压锚杆合计施工812根(含53根15m锚杆)，累计孔深8385m，累计灌浆消耗水泥1082663kg，平均每延米锚杆注浆消耗水泥达129kg，其中单孔(10m)最小耗浆量为100kg，单孔(10m)最大耗浆量为5200kg。

　　5结语

　　DBM支洞边坡自进式让压锚杆施工中，采用一期常规潜孔钻钻孔6～8m(孔径76mm)，二期由改装潜孔钻加深钻进10～15m级IBOR32N型自进式让压锚杆，成功应用于孤石土体高边坡支护工程，取得明显施工效益，值得推广。

　　【参考文献】

　　[1]李旭，王世顺，谢在巍.自钻式锚杆在基坑支护中的应用[J].铁道建筑,2006(5):65-66.

　　[2]任少龙，徐磊.自钻式锚杆在溪洛渡水电站左岸竖井施工中的应用[J].水利水电科技进展，2010,30(1)52-55.

　　[3]翟配松.自进式注浆钻进锚杆在边坡支护中的应用[J].广西水利水电，2003(3):38-39.

　　作者：廖志成单位：中国水利水电第八工程局有限公司