深孔锚索防护边坡塌方施工技术

刘国杰

摘 要：以西商高速刘坡1号隧道滑坡治理施工为背景，在地质条件差、工期任务紧的情况下，深入研究了深孔锚索防护塌方施工技术，确保施工安全和施工质量，降低了施工成本，提高了工作效率，为不良地质地区深孔锚索施工提供参考。

关键词：深孔锚索；防护工程；锚索施工；边坡防护

中图分类号：U417.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）05-0085-02

山体滑坡是一种地质病害，在实际施工中经常碰到，给施工造成了很大不便，深孔锚索防护是治理此类问题的有效方法。但滑坡属于突发事件，各次滑坡和地质情况各有不同，滑坡面内岩质分布松散土石，如何在不同的地质下保证锚索成孔是施工的关键，决定了工程的工期和施工的安全。在西商高速刘坡1号隧道的滑坡治理工程中，根据不同的地质情况采用适当的钻孔方式，保证成孔效率，加快施工进度。

1 工程概况

刘坡1号隧道是沪陕高速西商段的一部分，处于不良地段病害地区，隧道穿过古滑坡体。在施工中于2011-09遭遇陕西百年一遇的暴雨，发生山体滑坡。滑坡山体高度为90 m，滑坡层厚度20 m。如果要开挖隧道，必须对滑坡山体进行加固护理。滑坡治理采用锚索抗滑桩防护，总共33根抗滑桩，其中16根桩调置锚索，每桩4束锚索，锚索深度45 m，每索6根钢绞线，每索钢绞线施加600 kN预应力。

2 技术特点

深孔锚索防护边坡塌方施工技术的特点有：①利用现有地质潜孔钻机，普通钻杆采用风动能，资源平台共享；②采用偏心锤钻头，因其轻巧易于运输和安装；③偏心锤带动跟管前端的管靴，跟管各节通过螺旋与管靴相联，在转进时由原潜孔钻带动进入，共用钻机动能，不需其他设备；④跟管钻进时，由管作为孔壁，既保证不塌孔，又保证了回旋出风不至于在松散体中损失，出碴顺畅；⑤跟管可以重复利用，以节省成本；⑥成孔率高，避免了因塌孔、卡钻引起的返工及钻杆报废损失；⑦不同地质情况选用不同的钻孔方法，保证了施工质量。

3 关键施工步骤

3.1 施工准备

施工前需要做以下准备：①人员组织到位，技术资料准备齐全，对有关人员做好施工技术交底工作，原材料进场要试验、检测；②测量放线时，设置固定的平面控制桩和水准点；③做好施工机械的检修、安装和临时设施的布置。

3.2 设计参数

3.3 施工方法

3.3.1 锚索孔口处理

锚索施工前，首先人工对孔口土进行清理，清出一个基本垂直于锚索的平面，并保证开孔处上层履盖土厚度大于50 cm。

3.3.2 施作锚孔

3.3.2.1 锚孔测放

根据实际坡面，采用全站仪对锚孔位置放样，并用色泽明显的涂料做好标识。锚孔位置偏差不超过±20 mm，测放空位完成后报检，监理工程师验收合格后对孔位进行标号，进入下一步工序。

3.3.2.2 钻孔设备

钻孔施工是锚索施工中控制工期的关键工序，钻孔机具的选择对提高钻孔效率、保证钻孔质量尤为重要。施工中根据锚固地层类别、锚孔孔径、锚孔深度和施工场地条件等来选择钻孔设备（如表1所示）。该工程施工采用YQ150型电空潜孔锚索钻机，潜孔冲击成孔。由于存在岩层破碎或松软饱水不良施工地层，在施工中采用跟管钻进技术，确保成孔质量和施工进度。

表1 钻孔方法的选择

3.3.2.3 钻机就位

由于孔位较高，要在施工前对地基加固处理，搭设脚手架。根据坡面锚索孔位，合理布置钻机，调整机位，确保钻孔中心与设计中心纵横误差不超过±50 mm，高程误差不超过±100 mm，钻孔倾角满足设计要求，倾角允许误差±1.0°，方位允许误差±2.0°。

3.3.2.4 钻进方式

为了保证在锚固工程施工中不恶化边坡岩土工程地质条件和孔壁的黏结性能，锚孔钻进采用干钻。根据钻机性能和锚固底层特性调整钻孔速度，防止出现卡钻、缩孔现象，造成下锚困难或其他意外事故。

钻进方式主要有：①试钻。先采用普通冲击钻头钻进探孔，在钻进过程中密切注意钻杆转速和排碴情况，并做好钻进记录。如果发现不出风排碴、钻杆转速减慢的情况，要立即停止钻进，并退出钻杆、钻头，更换适合的钻头。②螺旋钻杆钻进。适合在塌方体中局部地段山体整体性较好时使用，仅孔内局部塌孔，在冲击过程位于已成孔段，由于冲击振动和钻杆扰动掉落3～5 cm大碎碴时，回旋风不能将其冲出孔口，需使用螺旋钻杆由机械螺旋推力将碴排出孔口。③偏心锤跟管钻进。此种方法适用于所有次坚石以下（不含次坚石）地层中，缺点是工序增加、进度较慢，因此只要其他方式可以成孔，一般不采用此方法。偏心锤跟管钻进施工采用偏心钻头（如图1所示），配合一套跟管设备。在钻进过程中，锤头带动管靴，使管同钻杆、钻头同时进入，跟管和钻杆同时接长，依次跟进（如图2所示），跟管在孔内形成钢管护壁避免了塌孔。在达到设计深度后，进行穿索，穿索完成后再进行退管、注浆及张拉锚固工作。

图1 跟管钻进时使用和偏心锤 图2 跟管钻进

3.3.2.5 钻进过程

锚索钻孔施工时，要测量钻孔斜度，随时调整钻进方向，如果孔斜度超出设计要求，及时采用措施调整，确保钻孔满足设计和规范要求。钻进过程中对每个孔做好现场施工记录，包括钻进状态（钻压、钻速）、地下水、地层变化和一些特殊情况。如果遇塌孔缩孔等不良现象时，必须立即停钻，拔出钻具，将水泥浆按灌浆压力0.1～0.2 MPa注入钻孔内进行孔道固壁灌浆处理，待水泥砂浆达到强度后再重新钻进；如果灌浆法仍不能保证成孔，则采用跟管钻进法施工。

钻进过程中需要进行两方面处理：①孔内渗水的处理。吹孔时，孔内会出现渗水，岩粉多黏附于孔壁。从孔中吹出的无粉尘，都是一些小石粒和团粒。当钻孔完成后，向孔底送入高压风吹洗，直至冒出清水为止；当孔深不满足要求时，清洗孔后接着钻进。循环此作业，直至达到孔深。当孔内渗水量大有积水时，岩粉不会糊住孔壁，吹出的是泥浆和碎石，如果冲击器自动停止工作，需拔出钻具压力注浆进行孔道固结处理；当冲击器正常工作，就可继续钻。②塌孔、卡钻的处理。当孔穿越不良地质层带时，有时会发生塌孔现象，主要表现为从孔中吹出钻渣中夹杂一些原状（非钻头击碎的、非新鲜的、无光泽的）石块。出现此种情况时，需停止钻进、拔出钻具，采用固壁注浆技术加固处理；当水泥砂浆强度达到要求后，才可以重新开始钻孔。在雨天钻孔施工时，雨水会从岩体破碎带渗入孔内，常常裹有泥沙，需加固处理。处理前必须用水和风洗孔，钻内的石块不必清除，否则会影响固壁注浆效果。endprint

3.3.2.6 锚孔清理

钻进达到设计要求孔深时，扫孔2 min，以使孔径达到设计要求。采用高压风清理孔内沉碴和水体，直至沉碴和水体全部清理干净，以免降低施工质量。除坚硬完整的岩体锚固外，不得采用高压水冲洗锚孔。

3.3.2.7 锚孔检验

锚孔钻孔结束后，孔径、孔深检查在监理工程师监督下进行，主要检测孔位、孔深、倾斜度、孔径和孔内沉喳情况。用一根聚乙烯管复核孔深，当孔深满足设计长度后，将钻头平顺插入空中，在推进过程中不产生冲击或抖动，退钻顺畅，用高压风吹验时不存在明显的飞溅尘碴和水体现象，则钻孔合格。经监理验收合格后，用织物塞好锚孔口，可进行下道工序。

3.4 锚索体制作和安装

本工程锚索采用拉力型锚索，主要由锚头、自由段和锚固段三部分组成。预应力筋采用φs15.24 mm高强度低松弛无黏结预应力钢绞线。在安装时，每隔2 m设置一道紧箍环，每隔2 m设置一道架线环，以确保锚索体保护层厚度满足设计要求。

人工安装锚索体前，认真核对锚孔编号，将锚索体放入孔内，确保锚固长度满足设计要求；测量外露钢绞线长度校核，计算孔内锚索长度（误差控制在50 mm内）。用高压风进行清孔后安装锚索体，为避免锚索体扭曲，需缓慢从孔口送入。在送锚过程中不得转动锚索体，随时检查隔离架和绑扎丝，发现问题及时处理，必要时予以更换或重新编制，确保将锚索体推送至预定深度后排气管和注浆管畅通。

3.5 锚固注浆

注浆效果直接影响到锚索施工质量。锚固段注浆必须按设计压力控制进行注浆，保证自由段锚孔周边的岩体稳定，注浆压力、注浆数量和注浆时间可根据锚固体的体积和锚固地层情况确定。一定压力的注浆可以形成固结层，起到固结地层、提高地层承载力的作用。

3.6 钢筋混凝土抗滑桩及锚斜托施工

采用C30混凝土现场整体浇筑抗滑桩、锚斜托，控制混凝土坍落度在15～18 cm，采用15 m振动棒捣固。抗滑桩浇筑前制作安装钢筋，安装时错开钢筋接头，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且错开距离不小于1 m。当抗滑桩钢筋与锚索相干扰时，可适当调整钢筋的间距。浇筑混凝土前，必须按照设计要求将锚具中直径60 mm的钢管、锚垫承压板和螺旋钢筋固定在抗滑桩钢筋上，锚具轴线与锚孔方向一致并摆放整齐，再一起浇筑、振捣，尤其注意锚具和锚斜托等钢筋较密的地方要仔细振捣，保证浇筑质量。

3.7 锚索张拉、锁定及封锚

锚索张拉在浆体和抗滑桩达到设计强度的80%后才可以进行。按照由试验确定的张拉和锁定工艺分级进行，严格按设计要求和操作规程执行。在张拉完成后，可进行一次补偿张拉，最后进行锁定和封锚工作。封锚前，用机械切割钢绞线，预留出长5～10 cm的钢绞线，严禁电弧烧割。再用水泥净浆注满锚垫板和锚头各部分空隙，封锚采用标号不低于C25的混凝土，主要作用是防止锈蚀和兼顾美观。

4 结束语

在西商高速刘坡1号隧道塌方治理中，根据不同地质条件，采用偏心锤跟管、螺旋钻杆钻进结合的施工工艺，成孔效率高，在工期要求相对紧张的情况下，提高了工作效率，顺利完成施工任务。使用此项技术，保证了施工工期和质量，且减少了清方带来的费用和时间支出，赢得了建设、监理单位的好评。

参考文献

[1]张芳.采用锚索框架进行路堑高边坡整治施工方法[J].山西建筑，2003（12）.

[2]储成伍.预应力锚索桩技术在滑坡整治中的应用[J].铁道标准设计，2000（04）

〔编辑：李珏〕

Deep Anchor Landslide Slope Protection Construction Technology

Liu Guojie

Abstract： Landslide highway construction Xian to Shangzhou Liu slope the 1st tunnel background in poor geological conditions， a tight schedule tasks， the in-depth study of the deep cave anchor protective construction technology to ensure the safety and construction quality and reduce the construction cost， improve efficiency and provide reference for adverse geological regions deep anchor construction.

Key words： deep anchor； protection works； anchor construction； slope protectionendprint

3.3.2.6 锚孔清理

钻进达到设计要求孔深时，扫孔2 min，以使孔径达到设计要求。采用高压风清理孔内沉碴和水体，直至沉碴和水体全部清理干净，以免降低施工质量。除坚硬完整的岩体锚固外，不得采用高压水冲洗锚孔。

3.3.2.7 锚孔检验

锚孔钻孔结束后，孔径、孔深检查在监理工程师监督下进行，主要检测孔位、孔深、倾斜度、孔径和孔内沉喳情况。用一根聚乙烯管复核孔深，当孔深满足设计长度后，将钻头平顺插入空中，在推进过程中不产生冲击或抖动，退钻顺畅，用高压风吹验时不存在明显的飞溅尘碴和水体现象，则钻孔合格。经监理验收合格后，用织物塞好锚孔口，可进行下道工序。

3.4 锚索体制作和安装

本工程锚索采用拉力型锚索，主要由锚头、自由段和锚固段三部分组成。预应力筋采用φs15.24 mm高强度低松弛无黏结预应力钢绞线。在安装时，每隔2 m设置一道紧箍环，每隔2 m设置一道架线环，以确保锚索体保护层厚度满足设计要求。

人工安装锚索体前，认真核对锚孔编号，将锚索体放入孔内，确保锚固长度满足设计要求；测量外露钢绞线长度校核，计算孔内锚索长度（误差控制在50 mm内）。用高压风进行清孔后安装锚索体，为避免锚索体扭曲，需缓慢从孔口送入。在送锚过程中不得转动锚索体，随时检查隔离架和绑扎丝，发现问题及时处理，必要时予以更换或重新编制，确保将锚索体推送至预定深度后排气管和注浆管畅通。

3.5 锚固注浆

注浆效果直接影响到锚索施工质量。锚固段注浆必须按设计压力控制进行注浆，保证自由段锚孔周边的岩体稳定，注浆压力、注浆数量和注浆时间可根据锚固体的体积和锚固地层情况确定。一定压力的注浆可以形成固结层，起到固结地层、提高地层承载力的作用。

3.6 钢筋混凝土抗滑桩及锚斜托施工

采用C30混凝土现场整体浇筑抗滑桩、锚斜托，控制混凝土坍落度在15～18 cm，采用15 m振动棒捣固。抗滑桩浇筑前制作安装钢筋，安装时错开钢筋接头，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且错开距离不小于1 m。当抗滑桩钢筋与锚索相干扰时，可适当调整钢筋的间距。浇筑混凝土前，必须按照设计要求将锚具中直径60 mm的钢管、锚垫承压板和螺旋钢筋固定在抗滑桩钢筋上，锚具轴线与锚孔方向一致并摆放整齐，再一起浇筑、振捣，尤其注意锚具和锚斜托等钢筋较密的地方要仔细振捣，保证浇筑质量。

3.7 锚索张拉、锁定及封锚

锚索张拉在浆体和抗滑桩达到设计强度的80%后才可以进行。按照由试验确定的张拉和锁定工艺分级进行，严格按设计要求和操作规程执行。在张拉完成后，可进行一次补偿张拉，最后进行锁定和封锚工作。封锚前，用机械切割钢绞线，预留出长5～10 cm的钢绞线，严禁电弧烧割。再用水泥净浆注满锚垫板和锚头各部分空隙，封锚采用标号不低于C25的混凝土，主要作用是防止锈蚀和兼顾美观。

4 结束语

在西商高速刘坡1号隧道塌方治理中，根据不同地质条件，采用偏心锤跟管、螺旋钻杆钻进结合的施工工艺，成孔效率高，在工期要求相对紧张的情况下，提高了工作效率，顺利完成施工任务。使用此项技术，保证了施工工期和质量，且减少了清方带来的费用和时间支出，赢得了建设、监理单位的好评。

参考文献

[1]张芳.采用锚索框架进行路堑高边坡整治施工方法[J].山西建筑，2003（12）.

[2]储成伍.预应力锚索桩技术在滑坡整治中的应用[J].铁道标准设计，2000（04）

〔编辑：李珏〕

Deep Anchor Landslide Slope Protection Construction Technology

Liu Guojie

Abstract： Landslide highway construction Xian to Shangzhou Liu slope the 1st tunnel background in poor geological conditions， a tight schedule tasks， the in-depth study of the deep cave anchor protective construction technology to ensure the safety and construction quality and reduce the construction cost， improve efficiency and provide reference for adverse geological regions deep anchor construction.

Key words： deep anchor； protection works； anchor construction； slope protectionendprint

3.3.2.6 锚孔清理

钻进达到设计要求孔深时，扫孔2 min，以使孔径达到设计要求。采用高压风清理孔内沉碴和水体，直至沉碴和水体全部清理干净，以免降低施工质量。除坚硬完整的岩体锚固外，不得采用高压水冲洗锚孔。

3.3.2.7 锚孔检验

锚孔钻孔结束后，孔径、孔深检查在监理工程师监督下进行，主要检测孔位、孔深、倾斜度、孔径和孔内沉喳情况。用一根聚乙烯管复核孔深，当孔深满足设计长度后，将钻头平顺插入空中，在推进过程中不产生冲击或抖动，退钻顺畅，用高压风吹验时不存在明显的飞溅尘碴和水体现象，则钻孔合格。经监理验收合格后，用织物塞好锚孔口，可进行下道工序。

3.4 锚索体制作和安装

本工程锚索采用拉力型锚索，主要由锚头、自由段和锚固段三部分组成。预应力筋采用φs15.24 mm高强度低松弛无黏结预应力钢绞线。在安装时，每隔2 m设置一道紧箍环，每隔2 m设置一道架线环，以确保锚索体保护层厚度满足设计要求。

人工安装锚索体前，认真核对锚孔编号，将锚索体放入孔内，确保锚固长度满足设计要求；测量外露钢绞线长度校核，计算孔内锚索长度（误差控制在50 mm内）。用高压风进行清孔后安装锚索体，为避免锚索体扭曲，需缓慢从孔口送入。在送锚过程中不得转动锚索体，随时检查隔离架和绑扎丝，发现问题及时处理，必要时予以更换或重新编制，确保将锚索体推送至预定深度后排气管和注浆管畅通。

3.5 锚固注浆

注浆效果直接影响到锚索施工质量。锚固段注浆必须按设计压力控制进行注浆，保证自由段锚孔周边的岩体稳定，注浆压力、注浆数量和注浆时间可根据锚固体的体积和锚固地层情况确定。一定压力的注浆可以形成固结层，起到固结地层、提高地层承载力的作用。

3.6 钢筋混凝土抗滑桩及锚斜托施工

采用C30混凝土现场整体浇筑抗滑桩、锚斜托，控制混凝土坍落度在15～18 cm，采用15 m振动棒捣固。抗滑桩浇筑前制作安装钢筋，安装时错开钢筋接头，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且错开距离不小于1 m。当抗滑桩钢筋与锚索相干扰时，可适当调整钢筋的间距。浇筑混凝土前，必须按照设计要求将锚具中直径60 mm的钢管、锚垫承压板和螺旋钢筋固定在抗滑桩钢筋上，锚具轴线与锚孔方向一致并摆放整齐，再一起浇筑、振捣，尤其注意锚具和锚斜托等钢筋较密的地方要仔细振捣，保证浇筑质量。

3.7 锚索张拉、锁定及封锚

锚索张拉在浆体和抗滑桩达到设计强度的80%后才可以进行。按照由试验确定的张拉和锁定工艺分级进行，严格按设计要求和操作规程执行。在张拉完成后，可进行一次补偿张拉，最后进行锁定和封锚工作。封锚前，用机械切割钢绞线，预留出长5～10 cm的钢绞线，严禁电弧烧割。再用水泥净浆注满锚垫板和锚头各部分空隙，封锚采用标号不低于C25的混凝土，主要作用是防止锈蚀和兼顾美观。

4 结束语

在西商高速刘坡1号隧道塌方治理中，根据不同地质条件，采用偏心锤跟管、螺旋钻杆钻进结合的施工工艺，成孔效率高，在工期要求相对紧张的情况下，提高了工作效率，顺利完成施工任务。使用此项技术，保证了施工工期和质量，且减少了清方带来的费用和时间支出，赢得了建设、监理单位的好评。

参考文献

[1]张芳.采用锚索框架进行路堑高边坡整治施工方法[J].山西建筑，2003（12）.

[2]储成伍.预应力锚索桩技术在滑坡整治中的应用[J].铁道标准设计，2000（04）

〔编辑：李珏〕

Deep Anchor Landslide Slope Protection Construction Technology

Liu Guojie

Abstract： Landslide highway construction Xian to Shangzhou Liu slope the 1st tunnel background in poor geological conditions， a tight schedule tasks， the in-depth study of the deep cave anchor protective construction technology to ensure the safety and construction quality and reduce the construction cost， improve efficiency and provide reference for adverse geological regions deep anchor construction.

Key words： deep anchor； protection works； anchor construction； slope protectionendprint