一種富含砂地層水下錨桿施工方法與流程
1.本技術涉及水下錨桿施工的領域，尤其是涉及一種富含砂地層水下錨桿施工方法。
背景技術：
2.基坑支護是為保護地下主體結構施工和基坑周邊環境的安全，對基坑周壁采用的臨時性支擋、加固、保護與地下水控制的措施。常見的基坑支護的方式有排樁支護、錨桿支護以及混凝土支護等方式，由于錨桿支護的方式工期最短、成本最低，因此廣泛被廣泛應用。
3.對于砂地層來說，砂地層處土質種類包括砂礫層、卵石層、黏土層和堅石層，地質情況較為復雜。且砂礫層、卵石層以及堅石層處由于空隙較大，富含承壓水。當采用錨桿支護的方式對砂地層處的基坑進行支護時，由于承壓水豐富，錨桿成孔會導致成孔處孔壁易塌陷，采用套管法施工也會使承壓水和砂礫從套管內涌出，從而造成地面塌陷等問題，因此對于富含砂地層的土質通常無法使用錨桿進行支護。
技術實現要素：
4.為了解決富含砂地層處基坑在錨桿支護時會產生涌水涌沙的問題，使得砂地層能夠采用錨桿支護，從而縮短砂地層處基坑施工的工期和降低施工成本，本技術提供一種富含砂地層水下錨桿施工方法。
5.本技術提供的一種富含砂地層水下錨桿施工方法采用如下的技術方案：一種富含砂地層水下錨桿施工方法，包括以下步驟：步驟1：在基坑周邊埋設止水帷幕；步驟2：在止水帷幕上鉆孔；步驟3：采用套管跟進工藝在砂地層上鉆孔，同時向孔內噴射護壁泥漿，直至達到設計孔深；步驟4：成孔后向孔內注入初級洗沙泥漿進行洗沙，洗沙完成后，一邊繼續注射初級洗沙泥漿一邊逐步拔出鉆機內套管；步驟5：向外套管中插入錨桿同時下注漿管，從錨桿底部開始注射注漿液，完成后逐節拔出外套管。
6.通過采用上述技術方案，通過埋設止水帷幕，對基坑周邊進行圍擋支撐和定型。對止水帷幕鉆孔時能夠避免一開始鉆孔就由于地質原因而產生涌水涌沙，從而造成孔壁坍塌的情況發生。使鉆孔的孔口處有一定支撐力不易變形。且一旦孔內塌陷，通過止水帷幕處的孔洞也可重新進行鉆孔，加快鉆孔效率；另外通過護壁泥漿一方面能夠滲入孔壁處的地層內，阻隔孔壁附近的承壓水和砂礫穿過孔壁進入孔內，對孔壁進行支撐以免孔壁塌陷。另一方面由于砂地層地質較軟，鉆孔時就容易發生抱鉆的情況，致使鉆頭無法轉動，護壁泥漿能夠潤滑和冷卻鉆頭，從而改善鉆
頭抱鉆，加快鉆孔速度。此外鉆孔時會產生泥渣，護壁泥漿與泥渣接觸會帶動泥渣一同從孔內排除，以便于鉆機鉆孔。在整體上解決富含砂地層處基坑在錨桿支護時會產生涌水涌沙的問題，使得砂地層能夠采用錨桿支護，從而縮短砂地層處基坑施工的工期和降低施工成本。
7.優選的，在步驟2中，在砂地層上鉆孔時的鉆孔直徑為150毫米，噴射護壁泥漿時，護壁泥漿的注漿壓力范圍為2到4兆帕，注漿流量為每小時15立方。
8.通過采用上述技術方案，鉆孔的孔徑控制在150毫米，能夠在最大限度內降低孔壁在施工時破裂的概率，護壁泥漿的注漿壓力和注漿流量的范圍使護壁泥漿在注射時，在實現護壁泥漿及時與孔壁接觸以免孔壁塌陷的前提下，提高護壁泥漿與孔壁接觸面積的均勻程度，從而加強孔壁的結構強度。
9.優選的，在步驟3中，當轉孔過程中堵鉆時，采用振動錘將鉆頭和土層震離，隨后鉆桿進水將鉆頭中的堵塞物沖出鉆頭，待反水后繼續施工。
10.通過采用上述技術方案，由于砂地層地質較軟，在鉆孔時砂地層內的泥沙會堵塞鉆頭處的鉆口，致使護壁漿液無法注射入孔內，為了解決上述情況，通過振動錘將鉆頭和土層震離，為鉆頭后續將堵塞物沖出提供空間，清水進入鉆頭內部，將堵塞物沖出，當清水將堵塞物沖出孔口時再繼續施工，以加強鉆頭處堵塞物的清理效果。
11.優選的，在步驟4中，當初級洗沙泥漿無法將外套管內砂礫洗凈時，采用終極洗沙泥漿對外套管內進行洗沙，所述終極洗沙泥漿的濃度高于初級洗沙泥漿。
12.通過采用上述技術方案，由于成本問題，會先使用初級洗砂泥漿進行洗沙。但如果初級洗沙泥漿洗沙后外套管內殘余沙量較高時，對后續錨桿支撐強度會造成影響，因此需要對外套管內再次洗沙，此時用高濃度的終極洗沙泥漿再次進行沖洗，從而進一步減少外套管內砂礫殘留數量，同時節省成本。
13.優選的，所述初級洗沙泥漿的水灰的配置比為0.5。
14.通過采用上述技術方案，根據鉆孔處的地質原因配比初級洗沙泥漿，對于富含砂地層來說，初級洗沙泥漿的水灰等比例配置，在達到外套管洗沙基本要求的前提下，初級洗沙泥漿的水灰配置成本較低，性價比較高。
15.優選的，所述注漿液的水灰的配置比范圍為0.55至0.6。
16.通過采用上述技術方案，根據鉆孔處的地質原因以及孔深，配比注漿液，對于富含砂地層來說，注漿液的水灰的配置比范圍為0.55至0.6，在這個范圍內成型的注漿體與砂地層的連接強度和支撐強度較佳。
17.優選的，所述終極洗沙泥漿的水灰配置比為0.6。
18.通過采用上述技術方案，在低濃度洗沙泥漿的水灰的配置比例的基礎上選用終極洗沙泥漿的水灰配置比，根據低濃度洗沙泥漿沖洗后的殘余沙量為參考依據，在保證洗沙效果的前提下，終極洗沙泥漿的水灰配置比為0.6成本較低。
19.優選的，在止水帷幕上鉆孔時采用金剛石鉆頭。
20.通過采用上述技術方案，金剛石鉆頭在磨透止水帷幕時，具有較小的徑向震動，因此能夠降低止水帷幕在孔口周圍出現裂縫，導致止水帷幕漏水的概率。
21.優選的，所述護壁泥漿的泥漿比重范圍為1.5至1.8。
22.通過采用上述技術方案，通過膨潤土本身具有吸附性和粘結性，有助于護壁泥漿
滲入孔壁處的土層以阻隔泥沙進入孔內，同時有助于護壁泥漿粘接鉆孔處產生的泥渣，從而帶動泥渣一同移出鉆孔。cmc能夠增強護壁泥漿對孔壁的支撐能力，從而降低孔壁塌陷的概率。
23.優選的，所述注射終極洗沙泥漿、初級洗沙泥漿和注漿液時均采用壓力注漿，注漿壓力范圍為1兆帕至4兆帕，注漿壓力由大變小。
24.通過采用上述技術方案，采用壓力注漿對從終極洗沙泥漿、低濃度洗沙泥漿和注漿液提供初始加速度；注漿壓力由大變小，對于終極洗沙泥漿、低濃度洗沙泥漿來說能夠加強對孔底處的殘留砂礫的沖洗力度，從而提高終極洗沙泥漿、低濃度洗沙泥漿的洗沙效果，且隨著終極洗沙泥漿、低濃度洗沙泥漿在孔內流動，注漿壓力逐漸變小，減緩終極洗沙泥漿、低濃度洗沙泥漿的流動速度，避免沖洗力度過大縮短終極洗沙泥漿、低濃度洗沙泥漿在孔壁處流動時間，從而影響洗沙效果；對于注漿液來說，從孔底開始注漿能夠起到防止孔底處出現返沙返水的效果，且開始的沖擊力度越大對孔底處的防護效果越好，隨著注漿壓力的逐漸減小，減緩注漿液在孔底的流動速度，從而延長注漿液與孔壁的接觸時間，從而提高注漿效果以及提高錨桿和砂地層的連接強度。
25.綜上所述，本技術包括以下至少一種有益技術效果：1.通過埋設止水帷幕，對基坑周邊進行圍擋支撐和定型。在止水帷幕上鉆孔能夠避免一開始鉆孔時就由于地質原因而產生涌水涌沙，從而造成孔壁坍塌的情況發生，使鉆孔的孔口處不易變形；另外通過護壁泥漿一方面能夠滲入孔壁處的地層內，阻隔孔壁附近的承壓水和砂礫穿過孔壁進入孔內，以免孔壁塌陷。另一方面護壁泥漿能夠潤滑和冷卻鉆頭，從而改善鉆頭抱鉆，在整體上解決富含砂地層處基坑在錨桿支護時會產生涌水涌沙的問題，使得砂地層能夠采用錨桿支護，從而縮短砂地層處基坑施工的工期和降低施工成本。
26.2.當堵鉆時，通過振動錘將鉆頭和土層震離，隨后清水進入鉆頭內部，將堵塞物沖出，直至清水將堵塞物沖出孔口時再繼續施工，以加強鉆頭處堵塞物的清理效果；3.如果初級洗沙泥漿洗沙后外套管內殘余沙量較高時，需要對外套管內再次洗沙，此時用終極洗沙泥漿在進行沖洗，從而進一步減少外套管內砂礫殘留數量，同時節省成本。
附圖說明
27.圖1是本技術一種富含砂地層水下錨桿施工流程工藝圖。
具體實施方式
28.以下結合附圖1對本技術作進一步詳細說明。
29.本技術實施例公開一種富含砂地層水下錨桿施工方法，包括以下步驟：步驟1：在基坑周邊埋設止水帷幕。對基坑周邊進行圍擋支撐和定型。
30.步驟2：在止水帷幕上鉆孔，為盡量避免由于鉆孔造成孔壁周圍出現裂縫而漏水的現象發生，在止水帷幕上采用金剛石鉆頭進行磨孔，鉆孔時的鉆孔直徑為150毫米。
31.在止水帷幕鉆孔時能夠避免一開始鉆孔就由于地質原因而產生涌水涌沙，致使孔壁坍塌的情況發生。且一旦孔內塌陷，通過止水帷幕處的孔洞也可重新進行鉆孔，加快鉆孔效率。
32.步驟3：采用套管跟進工藝在砂地層上鉆孔，同時向孔內噴射護壁泥漿，護壁泥漿的泥漿比重范圍為1.5至1.8。
33.護壁泥漿為由水、膨潤土和cmc混合泥漿混合形成的泥漿。噴射護壁泥漿時，護壁泥漿的注漿壓力范圍為2到4兆帕，注漿流量為每小時15立方，直至達到設計孔深。
34.其中膨潤土本身就具有吸附性和粘結性，能夠滲入孔壁處的地層內，阻隔孔壁附近的承壓水和砂礫穿過孔壁進入孔內，以免鉆孔內涌水涌沙的現象發生；且鉆孔時產生的泥渣能夠與護壁泥漿一同從孔口流出鉆孔，以避免抱鉆的現象發生。cmc能夠對孔壁進行支撐，從而降低孔壁塌陷的風險。以便于解決富含砂地層處基坑在錨桿支護時會產生涌水涌沙的問題，使得砂地層能夠采用錨桿支護。
35.且護壁泥漿的注漿壓力和注漿流量的范圍使護壁泥漿在注射時，在實現護壁泥漿及時與孔壁接觸以免孔壁塌陷的前提下，提高護壁泥漿與孔壁接觸面積的均勻程度，從而加強孔壁的結構強度。
36.另外由于砂地層地質較軟，在鉆孔時容易發生堵鉆。為解決這個問題，在堵鉆時采用振動錘將鉆頭和土層震離，使得鉆頭和土層之間有一定間隙，隨后鉆桿進水將鉆頭中的堵塞物沖出鉆頭，沖出的堵塞物隨著水流流出孔口即為反水現象，待反水后可繼續施工。
37.步驟4：成孔后孔內會含有少量砂礫，而砂礫含量會影響后續錨桿和砂地層的連接強度，因此需要將孔內砂礫洗出。
38.首先，根據鉆孔周圍的土質配比初級洗沙泥漿，初級洗沙泥漿的水灰的配置比為0.5。使得初級洗沙泥漿在保證洗沙效果的同時節省成本。
39.其次，向孔內注入初級洗沙泥漿進行洗沙，洗沙完成后，一邊繼續注射初級洗沙泥漿一邊逐步拔出鉆機內套管。
40.再者，當初級洗沙泥漿洗沙后外套管內依舊殘余較多沙量，無法將外套管內砂礫洗凈時，需要配置濃度高于初級洗沙泥漿的終極洗沙泥漿對外套管內進行沖洗。
41.根據低濃度洗沙泥漿沖洗后的殘余沙量為參考依據，在保證洗沙效果的前提下，終極洗沙泥漿的水灰配置比為0.6時，成本較低。
42.步驟5：向外套管中插入錨桿同時下注漿管，從錨桿底部開始注射注漿液，注漿液的注射壓力范圍為2至4兆帕，完成后逐節拔出外套管，拔出外套管的速度根據返漿情況定，拔管速度范圍在每分鐘2.5至4米。
43.對于富含砂地層來說，注漿液的水灰的配置比范圍為0.55至0.6，在這個范圍內，成型的注漿體與砂地層的連接強度和支撐強度較佳。
44.此外，為了提高初級洗沙泥漿、終極洗沙泥漿的洗沙效果，以及提高注漿體和砂地層的連接強度，在注射初級洗沙泥漿、終極洗沙泥漿和注漿液時均采用壓力注漿，注漿壓力范圍為1兆帕至4兆帕，注漿壓力由大變小。
45.通過由大到小的注漿壓力，加強了低濃度洗沙泥漿、終極洗沙泥漿對位于孔底處的殘留砂礫的沖洗力度，更容易將殘留砂礫沖離孔底。從而提高洗沙效果。隨著注漿壓力逐漸變小，延長低濃度洗沙泥漿、終極洗沙泥漿的沖洗時間以及減弱對孔壁的沖洗力度，使得
鉆孔內沖洗更加充分同時對孔壁進行保護，在整體上提高洗沙效果。
46.此外對于注漿液來說，孔底開始注漿時采用較強的沖擊力能夠將從孔底進入孔內的泥沙沖出鉆孔內，從而降低孔底處出現返沙返水的概率，且隨著注漿壓力的逐漸減小，注漿液在孔底的流動速度變緩，從而延長注漿液與孔壁的接觸時間，使得注漿孔能夠有充分的時間填充鉆孔同時擴大與孔壁周圍土層的連接面積。從而提高注漿效果以及提高錨桿和砂地層的連接強度。
47.本技術實施例一種富含砂地層水下錨桿施工方法的實施原理為：首先在基坑周圍埋設止水帷幕，其次在止水帷幕上通過金剛石鉆頭磨孔，隨后繼續在砂地層內鉆孔，一邊鉆孔一邊向孔內噴射護壁泥漿對孔壁進行支撐保護，對鉆頭潤滑防止抱鉆以及返水返沙，直至達到設計孔深，然后用初級洗沙泥漿、高濃度水泥漿對鉆孔先后進行洗沙。最后錨桿插入鉆孔內，完成后逐節拔出外套管，最終解決富含砂地層處基坑在錨桿支護時會產生涌水涌沙的問題，使得砂地層能夠采用錨桿支護，從而縮短砂地層處基坑施工的工期和降低施工成本。
48.以上均為本技術的較佳實施例，并非依此限制本技術的保護范圍，故：凡依本技術的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋于本技術的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1：在基坑周邊埋設止水帷幕；步驟2：在止水帷幕上鉆孔；步驟3：采用套管跟進工藝在砂地層上鉆孔，同時向孔內噴射護壁泥漿，直至達到設計孔深；步驟4：成孔后向孔內注入初級洗沙泥漿進行洗沙，洗沙完成后，一邊繼續注射初級洗沙泥漿一邊逐步拔出鉆機內套管；步驟5：向外套管中插入錨桿同時下注漿管，從錨桿底部開始注射注漿液，完成后逐節拔出外套管。2.根據權利要求1所述的一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其特征在于：在步驟2中，在砂地層上鉆孔時的鉆孔直徑為150毫米，噴射護壁泥漿時，護壁泥漿的注漿壓力范圍為2到4兆帕，注漿流量為每小時15立方。3.根據權利要求1所述的一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其特征在于：在步驟3中，當轉孔過程中堵鉆時，采用振動錘將鉆頭和土層震離，隨后鉆桿進水將鉆頭中的堵塞物沖出鉆頭，待反水后繼續施工。4.根據權利要求1所述的一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其特征在于：在步驟4中，當初級洗沙泥漿無法將外套管內砂礫洗凈時，采用終極洗沙泥漿對外套管內進行洗沙，所述終極洗沙泥漿的濃度高于初級洗沙泥漿。5.根據權利要求1所述的一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其特征在于：所述初級洗沙泥漿的水灰的配置比為0.5。6.根據權利要求1所述的一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其特征在于：所述注漿液的水灰的配置比范圍為0.55至0.6。7.根據權利要求4所述的一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其特征在于：所述終極洗沙泥漿的水灰配置比為0.6。8.根據權利要求1所述的一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其特征在于：在止水帷幕上鉆孔時采用金剛石鉆頭進行磨孔。9.根據權利要求1所述的一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其特征在于：所述護壁泥漿的泥漿比重范圍為1.5至1.8。10.根據權利要求3所述的一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其特征在于：所述注射終極洗沙泥漿、初級洗沙泥漿和注漿液時均采用壓力注漿，注漿壓力范圍為1兆帕至4兆帕，注漿壓力由大變小。
技術總結
本申請涉及一種富含砂地層水下錨桿施工方法，其包括以下步驟：步驟1：在基坑周邊埋設止水帷幕；步驟2：在止水帷幕上鉆孔；步驟3：采用套管跟進工藝在砂地層上鉆孔，同時向孔內噴射護壁泥漿，直至達到設計孔深；步驟4：成孔后向孔內注入初級洗沙泥漿進行洗沙，洗沙完成后，一邊繼續注射初級洗沙泥漿一邊逐步拔出鉆機內套管；步驟5：向外套管中插入錨桿同時下注漿管，從錨桿底部開始注射注漿液，完成后逐節拔出外套管。本申請通過在止水帷幕處鉆孔使得鉆孔的孔口處有一定支撐力不易變形，通過護壁泥漿解決富含砂地層處基坑在錨桿支護時會產生涌水涌沙的問題，使得砂地層能夠采用錨桿支護，從而縮短砂地層處基坑施工的工期和降低施工成本。工成本。工成本。
