锚杆潜孔钻钻孔及锚杆施工工艺探究

罗 燚

（湖南省有色地质勘查局二一四队，湖南 株洲 412000）

1 案例基本概况

张家界旅游商品产业园（一期）边坡治理工程位于张家界市永定区沙堤乡郝坪村，由公路直达场地，交通方便。该场地原始地貌为低山丘陵地貌，为了新建S306道路，形成挖方边坡。该边坡坡顶为自然山坡，坡脚为新建S306道路。边坡坡顶无建构筑物，坡脚为新建道路，边坡坡脚距离道路边线约3.9m～18.7m。ABC段为岩质边坡，坡脚标高为228.0m～228.53m，坡顶标高为233.2m～257.0m，边坡高度为4.7m～29m，边坡长度为60.9m；CDEF段为土质边坡，坡地标高为226.5m～226.8m，坡顶标高为257.0m～259.7m，边坡高度为30.2m～33.2m，边坡长度为70.8m。结合周边环境、工程地质条件和重要性程度，边坡支护工程安全等级为一级，边坡天然工况下设计安全系数为1.35，暴雨饱和工况下设计安全系数为1.2。该边坡为永久性边坡，设计使用年限为50年[1]。

2 锚杆潜孔钻钻孔的相应特点

相对于一般性锚杆来说，锚杆潜孔钻的钻孔更小，一般情况下钻孔直径都在Φ120mm以下，相对锚杆钢筋来说直径相对较小。在不存在外倾结构面的情况下，潜孔钻锚杆和地质钻锚杆的情况如表1所示。

表1 潜孔钻以及地质钻锚杆情况

3 锚杆潜孔钻钻孔施工工序以及具体要求

3.1 施工工序

第一，前期准备。通过人工+机械的方式进行场地整平，从而便于潜孔钻正常进出。可以修建潜孔钻行驶专用通道，宽度在3m左右，坡度控制在30%。按照具体情况设置工作台以及脚手架，便于实际操作。完成各种管路的连接，确保各种管路的通畅性。确保各种机械设备（例如空压机、潜孔钻机、注浆泵等）的完好性，并准备好相应料具。

第二，锚杆挡墙壁削坡。为了保证锚杆具有足够的深度，在钻孔之前需要对锚杆挡墙壁实施削坡。削坡后需要通过放样、垂球吊线进行复核，防止钻孔之后再削坡而降低孔深。一般情况下严格控制每次削坡的高度≤5.0m。

第三，锚杆孔的定位放线。参照设计标准在完成切削的崖壁上进行锚孔定位点的划定，通过监理检测验收合格之后才可以实施后续的施工。

第四，为了确保潜孔钻的正常移动、行走、定位，要在墙壁之前形成4m～5m宽的作业平台，可以通过挖掘机将其进行整平，能够保证潜孔钻正常行走。

第五，潜孔钻钻孔之前的定位以及钻孔角度调整。为了确保钻孔准确性，在潜孔钻钻孔之前需要实施准确定位。要以孔位高低、锚杆角度作为依据进行钻臂高度和钻孔角度的调整。因为潜孔钻可以自动进行调节，所以指挥人员可以观察仪表盘来确定钻杆倾角情况指挥操作人员对钻机钻臂摆放到和墙面垂直或者设定的角度，完成调整后通过监理检查验收后可以进行钻孔。

3.2 具体施工要求

第一，潜孔钻钻孔时要特别注意：

（1）启动空压机后开启潜孔钻钻机，按照具体地质以及地形情况进行钻机角度调整，确保钻进的准确性。同时要进行钻臂高度和倾角的调整，调整到设定角度后即可开钻。开钻过程中一定要加强孔深的控制，可以在潜孔钻上套有专用限位套，确保锚杆和限位套牢固连接，同时在第一节锚杆前侧套上钻头。

（2）要按照具体地质情况确定好锚杆长度，在施工现场进行锚杆的拼接。完成一节锚杆的钻进之后，需要在该锚杆尾部套上连接套（为了便于连接套的连接，可以在其上部涂抹润滑剂），之后再进行后节锚杆的连接。通过此种连接方式的循环应用直到锚杆钻所需长度。

（3）因为潜孔钻的钻杆长度一定，所以能够计算出最后一根钻杆钻进深度，同时要在钻杆上进行相应标记。需要注意的是，实际的钻孔深度要超过锚杆长度0.5m，这样能够防止残渣影响钻孔深度。潜孔钻钻孔之前要按照孔径的情况设定好钻头，为了保证所钻锚孔符合设计标准，正常情况下钻头直径要小于锚杆孔5mm左右。

第二，要安排专门人员监督钻孔过程，对于具体地质以及钻进实施详尽记录，一般情况下钻进2m左右或者地质发生变动时需要取出土样，将其有效存放备查。钻孔时需要监控孔的地层变化情况、地下水变化情况等等，以便及时采取相应措施应对。

如果钻进时地层发生松动破碎，那么需要采用跟进套管钻进技术来保证孔壁的完整性。若是发现坍孔情况需要马上停止，同时实施固壁灌浆处理，在水泥初凝之后可以重新清孔钻进。通过注浆护壁过程中可以在浆液中参入一定量速凝剂，将初凝时间控制在3min～8min范围内，确保浆液初凝之后才可以再钻进。若是锚固端在预定位置提前进入或者没有满足设计标准，那么要第一时间安排相关人员（包括设计人员、监理人员、勘察人员等）实施评定，有必要的情况下要进行设计变更。

为了确保钻孔的顺直性，在钻孔时需要通过测斜仪进行钻孔角度的检测，若是角度偏斜要进行及时纠偏，确保钻孔斜度保证在允许误差±1°以内。为了保证锚孔的深度，需要确保锚固段长度大于设计长度，实际的钻孔深度要超过锚杆长度0.5m，同时要保证钻孔深度满足嵌岩深度要求。

第三，潜孔钻属于干钻成孔，在钻孔过程中要通过自身产生的风压将残渣吹干净。钻孔深度达到设定标准后要进行多次复核，保证其达到设定标准后可以退出钻杆。在钻杆退出之前要通过多次进退钻杆清孔，确保残渣能够完全排除。钻孔完成后要利用高压风进行清孔，避免孔壁存在粘土或者粉砂等物质。由于杂质会从孔口吹出，所以会造成孔口粉尘较大，容易影响操作人员正常操作，因此需要对孔口喷洒水雾来尽心除尘，在确保动力有效性的同时保证工作人员的健康。完成清孔后要将孔口暂时性封堵，防止杂物进入到孔内。

第四，完成锚孔的钻孔后要及时对其检验，重点内容包括：孔深、孔径、倾角等内容，要保证每一项指标满足设计标准。验孔后要对孔口进行及时的封堵，同时要及时进行锚杆制作以及灌浆。

第五，锚杆就位。在锚杆正式就位前需要对其进行仔细检查，重点包括：锚杆的顺直性、表面光洁性、加工情况等等，锚杆就位时要缓慢操作。对于重量较大的锚杆来说，要通过专用支架进行锚杆就位。在进行锚杆插入时需要将灌浆管同时放置到钻孔底部位置，但是需要留有50mm左右的保护层。

第六，灌浆。

（1）砂浆的配制。为了确保砂浆的质量，在其配置过程中要重点控制水泥质量，确保其氯化物以及硫酸盐含量在标准范围内，避免含量过高而影响到锚杆的钢筋。正常情况下设定水灰比为0.45，需要通过细筛对于中粗砂进行过筛之后才可以使用，将原材料按照配合比投入到搅拌机中充分搅拌均匀。完成搅拌的砂浆要通过筛网筛选之后倒入到压浆泵当中，避免材料颗粒较大而造成压浆管堵塞。

（2）灌浆。采用相应尺寸（一般情况下内径为Φ30mm，外径≤Φ45mm）的钢管或胶皮管当作导管，其中一侧和锚杆共同送到孔底，而另一侧和压力泵紧密连接。启动压浆泵将砂浆送到孔底，开始进行砂浆灌注。砂浆灌注的同时要将灌浆管逐渐向孔外移动直到孔口为止。为了避免砂浆内进入大量空气，要有效控制拔管速度，始终保证管口埋设在砂浆内部，从而保证最终的灌浆质量。完成压浆之后需要马上安装止浆塞，然后进行锚固，同时要将拱形垫板套在锚杆外露位置，确保其和地表或岩层紧密贴实，并且要通过球形螺母将其锁牢。

第七，锚杆的连接以及防锈。为了确保墙背填土的压实性，一定要确保锚杆孔砂浆强度满足设计标准、前层墙背填土到该层锚杆空之后才可以对此层非锚固锚杆和锚固锚杆的连接。为了避免锚杆生锈而影响到最终的质量，需要在关键位置（包括锚杆外露段、非锚固段、墙体预埋连接钢筋等）进行有效的防锈处理，确保其检验合格后才可填土。并且填土时避免对防锈层造成破坏，否则需要及时进行修补。

4 结语

锚杆挡墙支护是应用非常广泛的构筑物，特别是对于岩石陡坡稳定性防护具有非常好的效果。锚杆挡墙支护施工过程中，潜孔钻钻孔是最为便捷、性价比较高的施工方式。本文主要分析了锚杆潜孔钻钻孔施工工序以及具体要求，能够对类似工程施工提供一定参考和帮助。