汉基HD-90型履带式锚杆机及施工简介

蔡伟才

（广东省建设工程质量安全监督检测总站，广东广州510000）

0 前言

锚索施工是国内成熟的施工工艺，已被广泛应用在地铁基坑施工。在广州市基坑中，地层以复合地层为主，包含人工回填土、砂层、土层及岩层，而人工回填土多以建筑垃圾为主。国内大部分锚杆机钻进排渣为外循环模式，，在人工回填土中施工时遇孤石需更换钻头，工序繁琐；在砂层中钻进容易塌孔，影响施工进度；在高水头地层施工时易发生涌水涌砂，出现地面沉降。

采用内循环套管跟进工艺的锚杆机施工，可有效地解决遇孤石和砂层塌孔的难题，同时在高水头地层施工可减少涌水涌砂量，确保基坑安全。下面，以汉基HD-90型履带式锚杆机为例，介绍内循环套管跟进施工工艺。

1 锚杆机工作原理及特点

汉基HD-90型履带式锚杆机是由香港合资企业制造。该机主要由动力系统、液压系统、钻进系统、行走系统组成。其工作原理是：根据开孔位置决定开孔方式，若是土层，开孔可直接采用钻头开孔。若是强度较高如混凝土梁、加固层，可采用高风压冲击器开孔。开孔后，更换为带高压水钻头的钻杆和套管，钻杆采用高压水钻进，套管同步跟进，高压水将切割出的渣土从套管内向外流，在套管头部联接动力头的溢流口排出来。钻杆和套管穿过砂层及土层后，进入岩层约0.2 m，拔出钻杆，更换为高压风冲击钻头，在岩层中成孔。

汉基HD-90型履带式锚杆机的特点有以下几方面：一是钻进系统除了旋转钻进功能外，还有正、反打击功能和高压水钻进功能，在遇孤石时，可利用正打击功能，直接将孤石击碎，当套管被卡住拔不出来时，可利用反打击功能将套管拔出。二是套管跟进功能，钻进过程中，钻杆与套管直接钻进，套管护住孔壁砂层，防止在砂层中钻进过程发生塌孔。三是内循环排渣功能，钻进过程的渣土从套管内排出，可避免外循环排渣时将套管外侧砂带出孔口，发生涌砂现象。

2 锚杆机施工工艺流程

2.1 施工工艺流程（见图1）

2.2 施工步骤

（1）测量放样：根据施工控制网，测设轴线，再根据轴线定出锚索孔位，经复核无误后方可施工。

（2）钻机就位：钻机就位后要调平，使机台水平，根据图纸设计的锚索角度，调整钻杆角度与其相一致。

（3）开孔：采用冲击器开孔，冲击器开出的孔径比套管外径大约10 mm，在更换套管后，套管能顺利地穿进孔口到孔底部，减少修孔时间。

（4）软弱地层钻进：套管和钻杆头部分别安装合金钻头，钻杆上的合金钻头外露在套管的合金钻头约100 mm，套管与钻杆上的合金钻头有切断钢筋和击碎花岗岩的能力。套管与钻杆安装在同一动力头处，同步钻进，同时安装或拆缷。在土层和砂层钻进中，钻杆主要功能是切削土体，高压水通过钻杆从钻头喷出，切割土层或砂层。套管主要功能是排渣和护壁，钻杆喷出的高压水携带渣土延套管内壁排出来，水和渣土从动力头的溢流口排出，通过套管护壁，防止在砂层钻进过程发生塌孔现象。当钻进过程遇到孤石或钢筋混凝土块时，利用动力头的打击功能，直接将孤石击碎或将钢筋切断，无须更换其他钻头。当套管被卡着无法旋转时，利用动力头的反打击功能，通过震动打击将套管慢慢拔出直至能正常旋转，重新修孔后再钻进。当钻进到岩面交接处时，套管须进入岩面15～25 cm后停止钻进，目的是防止水或砂土流进套管，影响岩层的成孔质量和注浆质量。

（5）岩层钻进：拔出钻杆，更换高风压钻头，采用高压风冲击成孔，在钻进每一节钻杆时，须反复抽拔2至3次，利用高压风将孔内的渣土吹出，防止渣土积累在孔内发生卡钻杆或堵钻头情况，同时清除孔内余渣能提高注浆的质量。若岩层裂隙水少时，采用高风压冲击成孔的扬尘较大，可在孔口加水，减少扬尘。

（6）注浆：在钻至设计深度后，先从钻杆打入清水冲洗孔底沉渣，直至孔口流出清水。接着，拔出钻杆，插入钢绞线，进行一次注浆，当孔口流出浓浆时，停止一次注浆。最后，拔出套管，把孔口封堵好，待一次注浆初凝后终凝前进行二次注浆。

3 施工注意事项

（1）在钻进过程中，应认真控制钻进参数，合理掌握钻进速度，防止埋钻、卡钻、坍孔、涌砂和缩颈等各种通病的出现。一旦发生孔内事故，应尽快进行处理。

（2）发现套管旋转困难时，应反复修孔，防止卡管。

（3）在岩面交接处，套管头部必须完全进入岩层，防止地下水携带砂流入套管，影响注浆质量。

（4）严格控制成孔质量。锚孔水平及垂直方向孔距允许偏差为±50 mm；锚索钻孔角度允许偏差为±3°；钻孔底部偏离轴线的允许偏差为锚索长度的3%；钻孔深度应超过设计长度0.5～1 m。

4 结语

随着城市建设的快速发展，采用锚杆支护形式的基坑工程将越来越多，而各个城市的地质都复杂多变，选好锚杆设备是保障安全和保证进度的关键。拥有好的锚杆设备，将能占领主要市场，为企业增强实力和竞争能力。

[1]GB50157-2003，地铁设计规范[S].

[2]卢小文.建筑地基基础工程施工与质量验收实用手册[M].北京：中国建材工业出版社.

[3]GB50086-2001，锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].