一种软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺

技术领域

本申请涉及软岩地下工程锚喷支护技术领域，尤其涉及一种软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺。

背景技术

钻爆法施工的软岩隧道、巷道等地下工程，复合式衬砌中的锚喷支护作为初期支护，是一种必要的支护手段，软弱岩体开挖后，新鲜岩面暴露，受洞内潮气、震动施工等因素影响，快速风化，通过锚喷支护的“锚杆/锚杆+钢筋网片+喷射混凝土+钢架”联合支护，可以实现及早的加固岩体，并形成一个面支护力，与围岩共同支护、协同变形，降低二次衬砌所承受的荷载。以往软弱围岩地下工程锚喷支护施作时，作业流程一般为：开挖→定位锚杆→挂网初喷→安装钢拱架→复喷→挂网再喷→钻设锚杆/锚管及锚垫板→补喷，需要多次喷射和多次钻孔，随着地下工程净空需求的不断加大以及对施工效率要求的不断提升，既有锚喷支护以下几个方面的问题愈加突出：

(1)锚杆/锚管钻孔作业时，需要穿越两层钢筋网片，盲目钻设极易与网片的钢筋以及钢筋连接交叉点发生碰撞，增加了钻头的磨损，延长了钻设作业时间。

(2)单次锚喷支护作业循环内，包括两次钻孔作业与四次喷射混凝土作业，导致单个循环作业时间久，喷射混凝土用量大，不利于初期支护封闭成环作用的及早发挥。

(3)尽管最后进行了补喷，但锚头外露的现象仍然存在，外露的锚头在后续施工过程中容易被撞弯、损坏，影响锚固效果；且由于锚头的外露造成的初期支护局部的凸出，不利于防水层与初期支护的紧密贴合，容易发生刺破。

(4)锚杆/锚索端部的变形观测点裸露在外，极易受到施工碰撞、污损，导致变形监测中断、变形监测数据不完整。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺，减少了钻头的磨损，节约了钻设时长，节约大量的时间成本和喷射混凝土的用料成本，有助于初期支护及早介入围岩的变形控制，所述技术方案如下：

本申请提供一种软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺，包括以下步骤：S1，岩体开挖；S2，喷射钢纤维混凝土；S3，安设钢拱架；S4，铺设内、外层钢筋网片并在需要钻设锚杆/锚管位置处的内、外层钢筋网片上预留孔洞；S5，在具有预留孔洞的内、外层钢筋网片处穿入可拆卸的护筒；S6，复喷；S7，取下护筒，形成供锚杆/锚管钻设的定向孔穴；S8，在孔穴内钻设锚杆/锚管并完成注浆及施加预应力作业后，将孔穴填塞并兼做内嵌式的变形监测点。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S4铺设内、外层钢筋网片中，内层钢筋网片为靠近临空面，外层钢筋网片靠近岩面，先铺设外层，再铺设内层，内、外层钢筋网片分别与钢拱架的两侧翼缘两个活断面焊接连接。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S5中，所述护筒两端具有封口，所述护筒的位置以及安插的数量与锚杆/锚管的设计一致。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S5中，所述护筒穿入预留孔洞后用铁丝固定，或事先与外层钢筋网片可拆卸连接，且所述护筒在步骤S6复喷后凸出喷射混凝土表面2～3cm。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，所述护筒为异型锥形结构筒体，取下护筒后所营造的孔穴形状留出弧形面，为洞内测站对锚杆/锚管端头的变形观测提供视线诱导。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，所述护筒贴近岩面一侧可根据需要设置斜面，即在钻设超前锚杆/小导管时，将护筒按照超前支护的设计倾角进行倾斜安装，为超前支护的施作创造钻设孔位，并兼做变形监测点。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S4中，预留孔洞的尺寸与护筒的尺寸相适配，便于护筒的穿插。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S8中，将孔穴用砂浆填塞，其中，在孔穴填塞时预留楔形面，即未完全填塞封闭的孔穴形成内嵌式的变形观测点。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S3中，钢拱架包括型钢、格栅钢架以及可伸缩钢架，当采用可伸缩钢架时，在步骤S6复喷时采取非封闭喷射。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S6中，复喷采用分层式且自下而上喷射，先将钢拱架内部喷射填充密实，再喷至设计厚度。

本申请一些实施例提供的一种软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺带来的有益效果为：本申请在单个开挖-锚喷支护循环内，共两次喷射作业和一次锚杆/锚管的钻设作业，相比于传统锚喷支护流程，减少一道喷砼的工序，节约大量的时间成本和喷射混凝土的用料成本，有助于初期支护及早介入围岩的变形控制；通过预留孔洞配合护筒，锚杆/锚管钻设作业时，钻头不会再与钢筋再发生碰撞，减少了钻头的磨损，节约了钻设时长；护筒在实现锚杆/锚管钻孔定位的同时，可以通过调节护筒的外形，端面的角度，安装的角度，以及孔穴抹平时的楔形面设计，兼制成内嵌式的变形观测点，相比于外露式的观测点稳定可靠，耐撞易观察；通过调整护筒一端剖面的形状以及安装角度，使其适用系统锚杆、超前支护等多种类型钻孔定位；本申请中两端带盖的护筒可以重复利用，成本低，即便未能及时取下，钻设作业时可直接穿透。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺流程图；

图2是本申请的步骤S4的施工状态结构示意图；

图3是本申请的步骤S5的一实施例施工状态结构示意图；

图4是本申请的步骤S5的另一实施例施工状态结构示意图；

图5是本申请的步骤S7的施工状态结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本申请提供一种软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺，如图1所示，包括以下步骤：

S1，岩体开挖；

S2，喷射钢纤维混凝土；其中，钢纤维混凝土本身具有良好的抗裂性能，无需再打设定位锚杆与挂网，直接喷射钢纤维混凝土可快速封闭暴露在外的岩体开挖面，降低风化作用，节省时间。钢纤维混凝土的铺设厚度可根据规范与工程经验进行确定，局部凹凸不平的地方可以通过钢纤维混凝土进行找平。

S3，安设钢拱架1；通过焊接纵向连接筋与前序钢拱架连接固定，拱架作为主要的承载结构，及早的架设钢拱架，可以大幅降低人员与设备的作业风险，在发生较大面积的垮塌时，钢拱架可以起到很好地保护作用。

S4，如图2所示，铺设内、外层钢筋网片2并在需要钻设锚杆/锚管位置处的内、外层钢筋网片上预留较大孔洞3；

S5，如图3或图4所示，在具有预留孔洞3的内、外层钢筋网片2处穿入可拆卸的护筒4，其中，图3所示为直线式钢拱架，一般用于巷道，图4所示为曲线式钢拱架，一般用于公路或铁路隧道；

S6，复喷；

S7，如图5所示，取下护筒4并喷射混凝土硬化，形成供锚杆/锚管钻设的孔穴5，锚杆/锚管可直接钻设，且不会与钢筋网片发生碰撞交叉；复喷作业结束后及时取下护筒，循环利用。

S8，在孔穴内钻设锚杆/锚管并完成注浆及施加预应力作业后，将孔穴填塞并兼做内嵌式的变形监测点。

至此，一次开挖与锚喷支护的循环作业结束，本申请的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺，在单个开挖-锚喷支护循环内，共两次喷射作业和一次锚杆/锚管的钻设作业，相比于传统锚喷支护流程，减少一道喷砼的工序，可节约大量的时间成本和喷射混凝土的用料成本，有助于初期支护及早介入围岩的变形控制；通过预留孔洞配合护筒，锚杆/锚管钻设作业时，钻头不会再与钢筋再发生碰撞，减少了钻头的磨损，节约了钻设时长；护筒在实现锚杆/锚管钻孔定位的同时，可以通过调节护筒的外形、端面的角度、安装的角度以及孔穴抹平时的楔形面设计，兼制成内嵌式的变形观测点，相比于外露式的观测点稳定可靠，耐撞易观察；通过调整护筒一端剖面的形状以及安装角度，使其适用系统锚杆、超前支护等多种类型钻孔定位；本申请中两端带盖的护筒可以重复利用，成本低，即便未能及时取下，钻设作业时可直接穿透。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S4铺设内、外层钢筋网片中，内层钢筋网片为靠近临空面，外层钢筋网片靠近岩面，先铺设外层，再铺设内层，内、外层钢筋网片分别与钢拱架的两侧翼缘两个活断面焊接连接。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S5中，所述护筒为两端带盖、具有封口的光滑护筒，圆形或方形均可，所述护筒的位置以及安插的数量与锚杆/锚管的设计一致。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S5中，所述护筒穿入预留孔洞后用铁丝固定，或事先与外层钢筋网片可拆卸连接，且所述护筒的长度为在步骤S6复喷后凸出喷射混凝土表面2～3cm。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，所述护筒可以根据操作需要采用异型锥形等结构筒体，材质为塑料材质，取下护筒后所营造的孔穴形状留出弧形面，为洞内测站对锚杆/锚管端头的变形观测提供视线诱导，可方便变形观测的需要。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，所述护筒贴近岩面一侧可根据需要设置斜面，即在钻设超前锚杆/小导管时，将护筒按照超前支护的设计倾角进行倾斜安装，为超前支护的施作创造钻设孔位，并兼做变形监测点。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S4中，预留孔洞的尺寸与护筒的尺寸相适配，便于护筒的穿插，并满足锚杆/锚管的锚垫板尺寸以及钻机操作空间的要求，预留孔洞的孔深略大于初期支护的设计厚度。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S8中，将孔穴用砂浆填塞以保护锚头，其中孔穴填塞时，不需要找平，适当留出一个楔形面，即未完全填塞封闭的孔穴可以形成内嵌式的变形观测点，相比于外露式的观测点更加稳定可靠，耐撞，且抹平时做成楔形面，便于洞内技术人员的视线诱导观察。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S3中，钢拱架包括但不限于型钢、格栅钢架以及可伸缩钢架，当采用可伸缩钢架时，在步骤S6复喷时采取非封闭喷射，不允许对其喷射封闭，避免钢架结构将失去伸缩性。

例如，在一个实施例提供的软岩地下工程锚喷支护的钻孔定位与施工工艺中，在步骤S6中，因一次喷射厚度较大，复喷采用分层式且自下而上喷射，先将钢拱架内部喷射填充密实，再喷至设计厚度。

尽管本申请的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本申请的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本申请并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。