自鉆式中空錨桿在邊坡防護施工錨固成孔中的應用

【摘要】邊坡治理工程在公路、鐵路、水利工程等基礎設施中分布較為廣泛，施工方法各不相同。南寧一百海成品油管道工程南寧首站工程邊坡防護由于地質條件較為復雜，普通錨桿支護手段成孔困難，難于奏效。自鉆式中空錨桿的應用有效地解決了松散巖土體錨固成孔困難的難題，同時具有施工效率高、施工質量有保障的優點，特別是采用了較大直徑和深度的自鉆式中空錨桿，效果顯著。自鉆式錨桿施工技術簡便，易于操作，可靠性高的特點，適用于松散巖土體邊坡支護。本文介紹了自鉆式中空錨桿在邊坡防護施工錨固成孔中的應用。

【關鍵詞】成孔；自鉆式錨桿

【中圖分類號】K826.16 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0260-02

自鉆式中空錨桿作為一種較新的施工技術近年來在擋墻護坡中逐漸得到推廣應用，解決了松散巖土體錨固施工中的一些技術難題。南寧一百海成品油管道工程南寧首站工程邊坡防護支護施工中，自鉆式中空錨桿，克服了在極為松散破碎的巖土體中錨桿施工易塌孔、難于成孔的問題，實現了南寧一百海成品油管道工程南寧首站工程邊坡的初步穩定。施工期間，本人參與了寧一百海成品油管道工程南寧首站工程邊坡防護施工。現根據施工經驗，總結了自鉆式中空錨桿在邊坡防護施工錨固成孔中的方法，僅供參考。

一、自鉆式中空錨桿的特點

自鉆式中空錨桿是一種空心錨桿，錨桿通體螺紋，采用聯接套接長，前端安裝一次性鉆頭。

1.1 自鉆式中空錨桿的特殊構造，用于錨固施工具有以下優點

（1）施工效率高；（2）適用于難于成孔的地層；（3）適應性強；（4）錨固力高；（5）錨固效果好；（6）施工簡便

1.2 南寧-百海成品油管道工程南寧首站工程邊坡防護工程概況

本工程位于南寧屯里油庫內。本工程管道設計輸量575萬噸/年，起始輸量45萬噸/年（間斷輸送）。輸送油品為93#汽油、97#汽油及柴油。南寧站是承接北海的來油，來油管線為：φ508×8.7然后轉輸去百色，φ456×7.9，同時與茂名一貴陽段1100萬噸/年增輸改造項目南寧一黎塘段合并一起，三個站合并一起建設，相互銜接，相互轉輸，長輸管道干線設計壓力為9.5MPa，主管管材采用L415（APl5LX60管線鋼）。

南寧站工程主要在西南管道黎塘一南寧站基礎上進行擴建，內容包括站場場地平整、總圖、工藝、電氣、儀表、給排水、大型邊坡防護等。新建混油罐及泄放罐；新建收球區。工藝管線從原純下載功能擴展到接收北海來油向西南管道及百色支線加壓輸送功能。

該站建址為山坡，山坡地質為剝蝕殘丘地貌，地形起伏較大，擬建場地設計標高為107.5-108.1米，主要為挖方邊坡。本工程主要工作面位于場區西側和南側，且山坡西側邊坡高度為24.2m，西南角高度為26m，南側高度為19.4m。按設計圖紙要求該站三通一平必須將山挖去三分之一，平整處一塊長130米，寬100米的空地用于建設。因此工程土方量較大和邊坡錨桿成孔施工難度較高。

邊坡主要工作量為：C30擋墻1120m³ ，φ130錨索成孔1826m，C20毛石混凝土550m ，φ90錨桿成孔4300m，網格砌2400m² 。

1.3 南寧-百海成品油管道工程南寧首站工程邊坡防護施工特點

本工程施工邊坡為永久性邊坡，根據設計要求4個坡面均分為兩級防護；

1號邊坡的一級邊坡采用C20毛石混凝土進行防護，高度6m，坡率為1：0.3二級邊坡采用混凝土網格框架護面，網格內植草綠化。

2號邊坡一級邊坡采用C30擋墻防護，高度為8—10m，擋墻厚度為50cm，基礎埋深1m，墻身設兩排采用4×7φ5壓力分散型預應力錨索錨固。錨索長度為20-22m，間距4m，交錯布置，設計荷載為500KN。二級邊坡采用混凝土網格框架護面，網格內植草綠化，坡率為1：1.2。

3號邊坡一級邊采用C30擋墻防護，高度為12m，擋墻厚度為50cm，基礎埋深1m，墻身設三排采用4×7φ5壓力分散型預應力錨索錨固。錨索長度為20-24m，間距4m，交錯布置，設計荷載為500KN。二級邊坡采用混凝土網格框架護面，網格內植草綠化，坡率為1：1.2。

4號邊坡一級邊采用C30擋墻防護，高度為12m，擋墻厚度為50cm，基礎埋深1m，墻身設三排采用4×7φ5壓力分散型預應力錨索錨固。錨索長度為20-24m，間距4m，交錯布置，設計荷載為500KN。二級邊坡采用混凝土網格框架護面，坡率為1：0.6，框架節點設置5排qb28全長粘結錨桿，長度為9-12m，網格內植草綠化。

由于南寧站邊坡地質條件較為復雜，普通錨桿支護手段成孔困難，難于奏效。因此采用自鉆式中空錨桿，有效地解決了松散巖土體錨固成孔困難的難題，同時具有施工效率高、施工質量有保障的優點，特別是采用了較大直徑和深度的自鉆式中空錨桿，效果顯著。自鉆式錨桿施工技術簡便，易于操作，可靠性高的特點，適用于松散巖土體邊坡支護。

1.4 自鉆式中空錨桿在邊坡錨固成孔應用情況

由于按常規方法難以解決成孔問題，我們決定在2號邊坡、3號邊坡、4號邊坡采用自鉆式中空錨桿進行地質條件較差部位的支護。

為論證自鉆式中空錨桿用于邊坡支護的可行性，我們共進行了二期自鉆式中空錨桿錨固施工工藝試驗，第一期試鉆了四個孔，第二期試驗鉆了二個孔，共計試驗錨桿72米。

試驗區設于2號邊坡下側，該部位地層以全強風化泥質砂巖為主，地質條件略好于實際支護施工區。

主要試驗內容：1、鉆孔工藝試驗；2、注漿工藝試驗。

1、鉆孔工藝試驗

鉆機采用QZJ-100D潛孔鉆機，玉柴-12m³ 空壓機供風。使用了孔徑為φ90mm三頁鉆頭，鉆頭分別試用了90mm。

鉆機動力頭通過專用接手與自鉆式錨桿連接進行回轉鉆進，利用空壓機送風鉆進，鉆進速度均勻，用風力進行清空：

在自鉆式錨桿與動力頭之間安裝沖擊器，進行頂驅沖擊鉆進。

2、注漿工藝試驗

本工程采用從自進式錨桿中心孔注漿，漿液配比為：水：灰=1：0.5。漿液經自鉆式錨桿中心孔到達孔底后從孔底沿錨桿與孔壁之間向孔口返漿。灌注壓力為0.3-0.5Mpa。

3、試驗基本結論

鉆孔試驗表明采用50型自鉆式錨桿。

1.5 現場實際施工情況

自鉆式錨桿按照2m×2m的孔、排距布置，總工程量為擋土墻3808.6m² ，錨索2588m，格子梁4861m，錨桿3048m。其中孔深最深的為24m，孔深最淺的為9m。

自鉆式錨桿區的支護施工順序為：

鉆孔定位→開孔鉆進→孔深驗收→安裝錨桿→注漿→掛鋼筋網→混凝土噴射→錨墩澆筑→排水孔施工

1、自鉆式中空錨桿鉆孔安裝情況

以錨桿試驗的初步成果為指導，我部進一步在施工中根據具體問題研究對策。

對于覆蓋層厚度較大、塊碎石含量較少的地層，采用以錨桿為鉆桿、回轉鉆進的方法，效果較好。

對于全強風化巖石為主的地層，采用潛孔鉆常規方法成孔，孔徑φ990，終孔起出鉆具后，原孔一般已塌孔，再以鉆機帶自鉆式錨桿再次鉆進直至到達原孔深。雖說多了一次鉆孔，但解決了回轉鉆進方法遇塊碎石含量大地層孔深不大的問題，能夠實現自鉆式錨桿的順利安裝。

按照上述兩種方法施工，能夠應付各種復雜的地層情況，施工效率也較高。

2、自鉆式中空錨桿注漿情況

采用孔口與錨桿直接連接的純壓式灌注工藝。灌漿結束標準為：當錨桿孔道內充分填滿，返出漿液濃度與進入漿液基本一致時即可結束灌漿。

由于邊坡本身特點決定，注漿量較大，大多數注漿超耗。有二十三余孔共計超耗就近七噸水泥。

3、自鉆式中空錨桿注漿情況

錨墩施工在混凝土噴射結束后進行，加工合格的鋼筋按照設計圖中的位置安裝在自鉆式錨桿區。使用小型鋼模板立模，應確保錨墩的外形尺寸，采用C30的二級配混凝土進行澆筑，技術參數符合規范要求。澆筑使用小振搗器振搗，保證混凝土內部均勻、密實。

二、結論

（1）南寧一百海成品油管道工程南寧首站工程邊坡防護采用綜合手段進行整治，自鉆式中空錨桿起了關鍵性作用。

（2）南寧一百海成品油管道工程南寧首站工程邊坡防護支護自鉆式錨桿施工具有如下特點：單根錨桿抗拔力大；錨桿深度大；工程量大；地質條件復雜。

（3）原設計為預應力錨桿，后因地層極為松散破碎，注漿不能形成可靠的錨固段及張拉段，表層巖土體無法提供足夠的支座反力，預應力無法施加，取消了預應力。這種情況下的預應力施加問題值得進一步研究。

參考文獻

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