基于復雜地層中巖土錨固工程的造孔技術探析

柳 斌

(西藏農牧學院 西藏自治區 林芝 860000)

基于復雜地層中巖土錨固工程的造孔技術探析

柳 斌

(西藏農牧學院 西藏自治區 林芝 860000)

當前巖土錨固工程中存在的造孔問題已經成為相關專家學者關注的熱點。本文首先介紹了造孔技術以及錨固工程的現狀，再提出了針對復雜地層造孔技術的改進措施，并給出了面對不同類型底層情況的設備選用建議。旨在完善巖造孔技術這一重要環節，以期錨固工程能高品質高效率的完成。

錨固工程；造孔技術；改進措施；選用建議

0 前言

隨著我國水利水電設施、礦產開采以及土木建筑工程的迅速發展，高質量工程建設對巖土造孔技術有了更高的要求。尤其是工程建設范圍的擴大，作業人員需要應對更多樣的復雜地層，這對其造孔技術能力是一項極大的挑戰。為解決復雜地層造孔施工困難、設備消耗嚴重、施工費用高昂這一系列問題，在提高造孔的質量和效率的同時保障施工人員的安全，這就需要技術人員對造孔技術進行不斷完善，通過反復實踐去改進造孔設備并培訓提高施工人員的技術水平。

1 造孔技術概述

傳統的鉆孔技術首先從設備選擇開始，分別選取鉆機、鉆桿、鉆頭、合金片等用具。為了造孔目標更好的實現，應針對復雜地層情況，在鉆孔設備的幾個方面進行有效強化和改進，規避設備存在的缺陷，合理的安排施工設備，使工程建設具有更高的性價比。

在傳統造孔思路上進行改善，運用更優的造孔工藝。首先在實地勘測后根據實際地層情況，從液壓、油動以及電動鉆機中選取最合適的，有針對性的選用雙沖擊接口進行前后同時沖擊。接著在螺旋、六方、套管鉆桿中進行選取時可以應用三通接口，使沖擊進行過程中洗孔材料可以通過向后沖擊。然后針對底層情況選取環狀、螺旋、牙輪鉆頭中工作效率最高的，必要時可以采用多種類型鉆頭組合的形式，實現多功能鉆孔。合金片有刀齒、錐齒、異形齒等，選擇合適的齒數以及多種齒形配合使用可以有效提高鉆孔效率。最后沖洗材料常用泥漿、水、風等，面對地層細小裂縫較多時可以注入石膏粉來封堵裂縫再用水泥漿來保護，應對中型裂縫可以使用石膏、纖維混合物、速干水泥、沙礫等進行封堵，應對大型裂縫則需采用鋼筒管材來保護壁層。

通過對傳統造孔工藝各方面的調整與改進，提高鉆機、鉆頭、合金片鉆孔時的效率，減少其磨損消耗，降低設備成本。優化鉆桿與沖擊材料的選用，規避傳統工藝中的缺陷，使成孔質量更佳。以這些方向為目標不斷的對技術細節做出適當的改動，會使一些難以解決的造孔問題迎刃而解。

2 錨固工程造孔技術現狀

我國幅員遼闊，自然環境復雜多樣，形成了各具特色的地理區域。不同地域的地質情況大不相同，錨固工程要應對的地質條件極為苛刻。由于工程建設大多在山區，道路條件極差，工程設備的運輸也極為困難，建設施工地形崎嶇，施工人員搭建設備也極其困難。另外，山地地層很不穩定，鉆孔施工中常出現坍塌、鉆頭被卡住等問題。

2.1造孔工藝

下面針對一些造孔工藝進行詳述，具體從錨桿、錨索兩方面進行介紹。

1.錨桿成孔技術。應用錨桿成孔，其深度大概在十米內，除了使用一些預應力錨桿所成的孔，深度會達到十米以上。目前巖土錨固工程中常使用的是土層錨桿，其鉆孔直徑為七十至一百三十毫米，施工作業可以分為用水的水作業法以及無水作業法。應用水作業法需要注意幾點操作。第一，施工人員控制鉆機進行鉆進操作時，應保證前進方向與巖層平面垂直，并時刻注意調整方向，確認鉆進時鉆頭對錨位點。第二，安裝鉆桿時應使用潤滑油保護鉆桿，使用后清洗維護設備。第三，鉆頭深入至沙礫、砂卵石較多的土層時，應讓內鉆桿再向下深入些，防止砂石堵塞。

2.錨索造孔技術。應用錨索成孔，其深度通常僅超過十米，但少數會達到三十米以上。目前巖土錨固工程中常使用的是巖石錨索，其鉆孔直徑為一百一十至一百五十毫米，施工作業常采用無水作業法，進行作業時需注意幾點操作。第一，測量精度要求要高，設備安裝應牢固。第二，進行鉆孔作業時，鉆壓應根據地層情況及時調整，保證空內通暢。第三，孔洞施工中應用水氣混合進行鉆進，降低空氣中漂浮的粉塵。

2.2鉆孔質量的影響因素

在進行鉆孔作業時，影響鉆孔質量的方面有許多，分析各種影響因素的成因，避免問題的發生將極大的促進工事效率。類如復雜地層條件、巖層縫隙、地下水和土層坍塌等問題，可以通過對鉆孔過程進行控制來規避問題的發生。

1.設計合理的孔徑。孔壁會因為孔徑的擴大變得不夠穩固。鉆孔孔徑設計首先要考慮錨固張拉的噸位，在滿足固力條件下，鉆孔孔徑越小越佳，特別是面對復雜地層時，可以先以小孔徑為主。

2.選擇科學的孔深。同孔徑一樣，孔壁會因孔深的增大而變得不穩定。隨地層的加深，其內存在的應力更大，鉆孔后隨時可能坍塌。鉆孔時應注意避免鉆具與孔壁碰撞，控制鉆具的擾動量，防止孔壁崩塌。

3.控制鉆孔的時間。鉆孔過程中，地層可能因為長時間受水浸泡而變得極不穩定，所以避免成形孔受破壞，應盡可能的提高鉆孔速度，減少鉆孔時間。為迅速完成鉆孔作業，可以使用效率更高的設備或使用套管來保護孔壁。

4.挑選最佳的洗孔材料。洗孔材料的選擇需要依據鉆孔過程中產生的巖屑類型來確定，另外也要考慮地層中的壓力。常用的為水和空氣，在使用水做洗孔介質時，要考慮泥漿的性能。遇到水敏地層時，首先空氣介質。

3 完善造孔技術的改善措施

鉆孔質量是考核鉆孔技術的重要指標，選擇合適的設備采用正確的操作是確保鉆孔質量的內在要求。鉆孔質量主要表現在孔的軸線上，鉆孔軸線發生彎曲會對錨固產生巨大的影響，其一會減弱錨索的內應力的作用，其二錨固過程會與孔壁產生摩擦碰撞等問題。為減少錨固工程中不良現象的發生，應使用較為先進的新型設備，并制定科學的施工方法和操作工藝，最大限度的克服復雜地層產生的問題。

1.鉆孔設備。選用鉆孔設備時，應考慮其使用穩定性、工作性能和導向能力幾個方面。面對不同的地層情況時可以使用不同的功能，其輸出能力和鉆進效率都能有保障。

2.鉆孔配件。高效率的鉆孔機具離不開優質的鉆孔配件，鉆桿、鉆頭、接頭以及套管都需要擁有優異的強度性能。鉆孔設備合理的組合可以有效提升鉆機的性能，所以技術人員應在施工時重視各配件的工作情況。

3.操作工藝。鉆機的穩定運行離不開正確的操作步驟，首先，確定鉆機安裝位置，進行鉆機的安裝，鉆孔時穩定的控制其鉆孔方向。然后在鉆孔時，若碰到易碎松散的土層，鉆機的速度要放緩，控制好進給的速度與壓力。最后在使用洗孔介質時首選為空氣，其對孔壁破壞小所以形成孔壁會更加穩定。

4 鉆孔設備選用建議

工欲善其事必先利其器，性能優良的鉆孔設備是高質量高效率工程的關鍵。高性能的鉆孔設備主要表現為以下幾方面，第一，鉆機具備高強度的輸出扭矩且提升性能強。第二，轉速范圍大，進給深度足。第三，設備輕便易組裝，性能可靠導向性強。第四，套管耐用強度好，鉆桿直且不易彎，鉆頭破巖能力強。

5 結束語

復雜地層的造孔作業中常見德技術問題一直未得到很好解決，為了建設高質量的工程，應在充分了解地質情況的條件下，制定合理的施工工藝，選用優良性能的設備，重視施工技術的應用。

[1] 解曉斌, 王丹. 巖土錨固施工技術小議[J]. 城市建設理論研究：電子版, 2014(11).

[2] 李奇. 巖土錨固工程中的施工技術分析[J]. 建筑·建材·裝飾, 2015(5).

[3] 劉海清. 關于巖土錨固工程中的施工技術探討[J]. 建筑工程技術與設計, 2016(30).

TU75

B

1007-6344（2017）05-0206-01

柳斌，男，1982年4月，籍貫：陜西省渭南市，學歷：土木工程本科，職務：西藏農牧學院水利與土木工程學院土木工程教研室土木工程專業專任教師，研究方向：結構、巖土