锚索挡土墙预应力锚索施工方案

跟管钻进及土工布包裹无粘结预应力锚索施工工

法

预应力锚索施工技术目前主要应用于边坡治理工程，在水利水电、公路、铁路、矿山等施工领域均有广泛的应用。传统的锚索施工较多的应用于岩石边坡，在地质条件复杂的崩塌堆积体及深厚覆盖层的边坡中应用较少，究其主要原因有两个，一是锚索造孔困难，二是注浆困难，难以将锚索自由段注满。采用跟管钻进可有效解决锚索钻孔困难的问题，采用土工布包裹自由段进行注浆，有效地控制了浆液的扩散范围，成功地解决了自由段注浆难的问题。该项施工技术于xx年成功的在xx水电站左岸2＃山梁抢险锚索中应用，同时该项施工技术是水利水电集团公司2006年度科技进步特等奖《700m级高陡边坡及堆积体开挖与锚固施工技术研究》的主要研究课题之一，获得了评审专家组的高度评价，认为总体上达到了国际领先水平，填补了我国大规模堆积体锚索施工的空白。

1．特点

跟管钻进及土工布包裹无粘结预应力锚索施工具有以下特点：

1）钻孔施工工艺复杂，技术难度大，对钻孔操作人员素质要求高。

2）与传统的钻孔工艺相比，增加了套管护壁，解决了松散堆积体中易塌孔、成孔难的问题，提高了施工进度。

3）对施工机具配置要求相对较高。

4）采用土工布加细帆布制作止浆包，注浆时，浆液中的水分可以泌出，而水泥颗粒不能通过，从而形成对钢绞线的有效握裹及保护，同时控制了浆液的扩散范围，节约了水泥用量，降低了成本。

5）为松散覆盖层及崩塌堆积体边坡提供了一种成熟、快速的处理方法，具有较高

的实际应用价值。

2．适用范围

本工法适用于地质结构复杂的崩塌堆积体及松散覆盖层锚索施工。

3．工艺原理

3.1跟管钻孔

分为偏心跟管及同心跟管两种方式，二者在工艺原理上略有不同。

偏心钻具主要由三部分组成，稳杆器、偏心钻头和中心钻头，其工作原理为：正常钻进时，通过冲击器的震动冲击作用，带动偏心钻具进行钻孔，钻进时由于离心力及摩擦力的作用，偏心轮朝外偏出从而达到扩大孔径的目的，再通过稳杆器的冲击带动套管跟进，钻孔产生的岩粉通过稳杆器上的键槽吹出孔内。钻孔结束时，通过反转，使偏心轮收拢提出套管，套管留在孔内护壁而成孔。

同心跟管：通过中心钻头及套在中心钻头外的同心套冲击破碎岩石造孔，同时利用同心套的扩孔作用将套管带入孔内，同心套内设键槽，到基岩后，中心钻头反转通过同心套中退出。同心跟管能较好的解决偏心跟管钻进时因地质结构复杂而造成的卡钻及孤石钻进问题，减小孔内事故发生的频率，更加有利于施工操作，提高钻孔工效。

跟管结束后换用常规钻头钻至设计孔深。

3.2注浆技术

止浆包至少可以保证0.3～0.5MPa的灌浆压力。用密度为400g/m2长丝土工布外套细帆布包裹索体的办法制成止浆包。两者的特点：土工布有厚度，透水不透浆，但抗磨性能差；细帆布同样透水不透浆，且表面光滑，抗磨性能良好。土工布、细帆布均用手提缝纫机缝制密实、牢固，包裹直径为孔径的1.1～1.2倍，止浆包两端止浆处的钢绞

线、注浆管之间用土工布紧密包裹，而外层由土工布、细帆布组成的止浆套用铅丝绑扎牢固，以免在穿索过程中产生滑动，造成止浆包失效。在进行锚固段注浆时，浆液通过止浆包充浆管进入止浆包，使止浆包先行膨胀，达到止浆效果。

由于堆积体物质存在疏松甚至架空，自由段注浆量大，且存在注不满的可能，质量无法保证。所以同样采用土工布外套细帆布包裹无粘结式锚索自由段，包裹长度可到自由段尾部，包裹直径也为孔径的1.1～1.2倍，且与止浆包土工布、细帆布连为一体，从而对锚索的自由段形成全长包裹，达到完全控制灌浆扩散范围的目的。

4.工艺流程

该工法进行锚索施工时的工艺流程如图1所示。

图1：锚索施工工艺流程图

5.操作要点

5.1钻孔施工

5.1.1施工准备

跟管钻进锚索施工均在边坡上进行，一般均需搭设施工平台，施工平台采用脚手架钢管搭设，其搭设必须满足安全施工需要及相关规范的要求，根据设计的孔位及钻孔方位，由测量放出孔位点。

5.1.2钻孔方法

将钻机对准孔位点，固定牢固，按设计的钻孔角度及方位进行跟管开孔，跟管的孔径管靴部位的穿过孔径不小于设计内锚段的孔径要求，套管跟进至基岩内，换用普通的全断面钻头继续钻进至终孔深度。跟管钻进有偏心跟管和同心跟管两种方法，是锚索钻孔施工过程中的难点和重点，其施工过程的主要要点如下。

（1）偏心跟管钻进

是目前进行堆积体锚索钻孔最常用的跟管钻进方法，偏心钻具主要由三部分组成，稳杆器、偏心钻头和中心钻头（如图2所示），对于一般常见的堆积体来说，偏心跟管钻孔工艺是一种比较成熟的跟管钻进方法，施工过程中应特别注意以下关键技术工艺的操作过程：

图2：偏心跟管钻

具结构图

1）偏心跟管钻具在施工前应逐一检查冲击器、稳杆器、偏心钻头、中心钻头、套管、管靴，冲击器应工作正常，并加注机油润滑，偏心钻头应能灵活张开和收拢，张开时偏心锤头应大于套管靴外径，连接销及锁紧机构应牢固，钻杆与冲击器和冲击器与偏心钻具的连接应可靠，套管和套管靴无裂纹，凡有影响强度的缺陷不能使用。

2）可先用同径常规钻头先造孔1m左右，给跟管钻进提供定位和导向作用。

3）开钻前，将钻具组装好放入带有套管靴的套管内，让偏心锤头伸出套管靴，正转张开偏心锤头进行钻进。特别注意偏心跟管钻进时，在确认钻头到达孔底后，先回转，待正常后，再开风冲动钻进。

4）钻进过程中，随着钻孔的延伸，边加钻杆边加接套管。

5）每钻进0.3～0.5m应强风吹孔排粉一次，以保持孔内清洁。吹孔时，中心钻具和上提动距离应严加控制（以能实现强风吹孔为限），禁止在钻进过程中向上起拔中心钻具或来回倒杆。

6）钻进结束或需更换中心钻具时，先将孔底残渣吹尽，脱开中心钻具的回转动力，停止回转，缓慢提升中心钻具至偏心钻头后背与套管靴前端接触为止，用管子钳卡持钻杆，作反时针方向回转，同时缓慢试提中心钻具，当中心钻具可顺利提升时，表明偏心钻头已顺利收拢，这时可按照常规方法提升中心钻具，直至全部提出中心钻具。

7）有时会因孔底残留岩渣过多，偏心钻头回转部分被岩渣卡住而影响偏心钻头的收拢。当试提几次仍不能奏效时，应开动空压机重新对钻孔进行清洗，并使用潜孔锤作短时间工作，然后再进行试提，如此做法直至提出中心钻具。

8）跟管钻进至需要深度后，即可将跟管钻具提升出孔外。