潜孔锤跟管钻进成孔在堆石体边坡锚杆施工中的应用

□赵文博（河南省河口村水库工程建设管理局）

潜孔锤跟管钻进成孔在堆石体边坡锚杆施工中的应用

□赵文博（河南省河口村水库工程建设管理局）

潜孔跟管钻进技术作为一种逐渐发展成熟起来的新兴技术，在遇复杂地质条件时使用，钻进速度快，成孔效率高，实用方便，避免了钻进过程中塌孔、卡钻、埋钻的情况，减少了钻进过程中事故发生率，同时成本低，成为一种可靠的护壁钻进方式。文章简要介绍了堆石坝边坡锚杆施工的工艺流程，并重点阐述了潜孔锤跟管钻进技术在锚杆钻孔过程中遇复杂易坍塌地层的运用和施工方法。

跟管钻；堆石体；堆石体锚杆；施工；应用

1 工程概况

河口村水库混凝土面板堆石坝最大坝高122.50 m，坝顶高程288.50 m，防浪墙高1.20 m，坝顶长530.00 m，坝顶宽9.00 m，上游坝坡1∶1.50，下游坝坡1∶1.50。坝体从上游至下游依次由混凝土面板、垫层料、过渡料、主堆石、次堆石、主堆石、级配碎石、预制块护坡等结构组成。

根据业主要求，大坝建成后，为显示工程标识，利用大坝下游坝坡布置“河口村水库”5个大字，字体位于下游坝坡靠上游布置，字体高度约19 m，字体笔画宽度2～3 m，字体为在坝面浇筑混凝土形成。

2 跟管钻技术应用缘由

坝坡大字根据设计要求，由于字体较大，且布置在斜坡上，为确保字体稳定，设计采用锚杆将其固定在坝坡上，锚杆长2.15 m，直径φ30 mm，钻孔直径φ90 mm，沿字体周边内外侧布置，间距根据字体走向≤2 m，共计锚杆300根。

由于字体坐落在下游坝坡上，坝坡表面为10 cm厚预制块，预制块下面为坝体堆石，堆石为5～80 cm组成。由于采用一般钻机成孔困难，钻进过程容易造成塌孔现象，施工单位经比较选用新型的KQD-100潜孔跟管钻机进行钻孔，即随钻孔随下套管，以解决钻进过程中的塌孔问题。

3 跟管钻施工

3.1 潜孔锤跟管钻进技术工作原理

该钻进技术是一种钻进、排渣和护壁同时进行的钻进技术，是冲击器在循环介质（高压风）的作用下产生冲击功，一部分冲击功通过钻头作用堆石体上，堆石体在高频冲击功的作用下产生体积破碎，旋转的钻具将残余的部分切削掉，套管与钻具的间隙间的高速气流将破碎后的堆石体碎屑排水孔外；另一部分冲击功作用在套管的管靴上，使管靴带动套管克服地层阻力随钻具一起跟进，达到跟管钻进的目的。

因坝后设计锚杆锚固端深入坝后堆石体2 m，故套管跟进后不再拔出。套管：标准地质管材，为花管，外径φ90 mm，壁厚3 mm，长度2 m。

3.2 测量放线

施工前根据设计图纸进行孔位测量布置，确定钻孔位置，并现场放样，在坝后预制块坡面上用红色喷漆做标记孔位并编号。

3.3 潜孔锤跟管钻孔及锚杆安装

3.3.1 跟管钻钻孔

施工时在坝顶安装10 t卷扬机，在坡面上安设钻机施工台车，卷扬机牵引坡面钻机平台可上下移动至锚杆孔位。钻孔过程中，边钻边下套管，套管为花管，管壁两侧开孔直径30 mm，间距300 mm，以保证后期灌注砂浆时的充盈状态。钻进过程中风压（一般情况风压为0.60～0.80 MPa，转速90次/min），根据钻进情况随时调整，保证套管跟机钻进，钻进中密切注意孔口返渣和套管跟进情况，发现问题及时处理。钻进完成后，通强风清孔，将孔内沉渣排净。

3.3.2 锚杆安装

钻孔形成后，及时安装锚杆，锚杆直径φ30 mm，安装时应缓慢平顺插入、杆体角度与钻孔倾角保持一致，插入时若遇堵塞，应拔出重新扫孔，直至锚杆顺利送入孔底为止。插锚杆时随插注浆管入孔内，注浆采用挤压泵H-3底部注浆法，注浆材料为M20水泥砂浆，为增加浆液的和易性和早期强度，在浆液中掺入适量减水剂和早强剂；砂子过筛，水泥砂浆应拌和均匀，随拌随用。注浆采用压力灌浆，灌浆压力0.20～0.40 MPa。注浆完毕应将外露的钢筋清洗干净，并保护好。

4 质量控制要求

一是进场机具、机械要满足施工要求，确保成孔孔径、孔深满足设计要求；二是进场材料包括锚杆、水泥砂浆原材料等按规范要求进行送检，检测合格方能使用；三是现场拌制水泥砂浆严格按照配合比进行拌制，配备称量设备；四是确保灌注砂浆孔内充盈，并根据规范要求对锚杆拉力进行拉拔试验。

5 质量检测

工程完工后，施工单位委托河南科源水利建设工程检测有限公司对堆石体边坡砂浆锚杆进行了拉拔试验，共检测锚杆锚固力5组（15根），其中最大值45.20 kN，最小值40.60 kN，均满足设计要求。

6 结语

采用潜孔锤跟管钻进技术，钻进速度快，成孔效率高，避免了钻进过程中塌孔、卡钻、埋钻的情况，减少了钻进过程中事故发生率，同时成本低，实用方便，可以解决目前国内地质灾害、水电建设、公路、铁道及民用高层建筑复杂地基以前难以解决的钻进难题，具有广泛的运用前景。

TU753

B

1673-8853（2017）11-0043-02

2017-8-23

编辑：刘长垠