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摘要：HD90MKⅡ型钻机一种由香港制造的新型履带式液压凿岩钻车，其在岩石地质中的优越性能使其一度畅销于欧洲地区。后经过改进（即可采用机械动力也可采用空压动力，钻头也可以根据不同地质条件进行更换），使得其应用范围得到拓展。目前，这种钻机已广泛应用于工程建筑施工中。本文结合某循环水泵房深基坑垂直支护工程，简要介绍其在预应力锚索施工方面的应用。
关键词：改进HD90MKⅡ、垂直支护、预应力锚索
本文循环水泵房基坑长约75m，宽约40m，深度16m左右，由于受到周边建筑物影响，采取放坡与垂直支护相结合的方式开挖，上部4m采取放坡形式，下部采用垂直支护结构。垂直支护由冲孔灌注桩及预应力锚索组成，冲孔灌注桩施工完毕后沿四周桩壁做上下两道腰梁，预应力锚索穿过腰梁和灌注桩，锚固到后方土层和岩体中。本工程共有锚索168根，平均长度约30m。上层锚索间距2.4m，下层锚索间距1.2m。
图一 支护结构示意图
锚索的设计张拉力为70t，然而在前期试验施工的3根锚索平均张拉力在65t左右，并未达到设计要求。经过现场调查分析，我们发现，施工过程的问题主要表现为塌孔。而导致塌孔的因素较多，主要包括钻孔时间长、土质松散、护孔方式落后、下锚索困难等原因。
下面我们对导致塌孔的因素逐一分析：
① 钻孔时间长
试验施工中采用的是XY-100型钻机，这种钻机钻进性能有限，在软土层中钻进可以满足要求，但是入岩后钻进速度明显下降，而本工程的锚索基本全部都要伸入岩层，根据设计要求，入岩深度不小于4m，这就导致了钻孔时间过长，从而增加了塌孔的风险。
② 土质松散
现场上层土质主要为素填土，厚度约10m。此部分土质较松散，且局部区域夹有块石，内部缝隙较大，故在钻进过程中易出现坍塌。
③ 护孔方式落后
XY-100型钻机采用泥浆护壁方式护孔，锚索孔本身呈倾斜状态，不应用泥浆护壁形式，另现场土质条件较差，故采用泥浆护壁方式进行护孔也是造成塌孔的主要原因之一。
④ 下锚索困难
由于XY-100型钻机遇岩后钻进困难，故在岩层与土层临界面，土层处出现扩孔现象，即土侧孔径大于岩侧孔径，以至锚索下到临界面时不能顺利的对正岩层内孔，需要反复提拉锚索以对正孔位。
通过以上分析，不难发现导致塌孔的因素均与所采用的钻机密切相连，因此更换新型式的钻机无疑是解决塌孔问题的最佳路线。经过专题讨论、集思广益，成员组最终将目光定在了改进HD90MKⅡ型跟管钻机上。
图二 XY-100型钻机 图三 HD90MKⅡ型跟管钻机
改进HD90MKⅡ型跟管钻机利用机械动力、空压钻进联合，同时改进组合钻杆方式，采用大管套小管工艺，跟管机钻头146mm管径内套96mmXY-1型钻机钻头。两管同时钻进，可适用于各种土质，平均钻进速度可达8m/h，而XY-100型钻机平均钻进速度不足5m/h。钻孔时间可明显降低。
同时改进HD90MKⅡ型跟管钻机可外套150mm钢套管护孔，钢套管随钻机钻孔跟入，钻机终孔后，拔出内钻杆，套筒待下好锚索后随注浆过程边注浆边拔出。这样便使得钻孔时孔内与孔外地质环境完全隔离，并在孔周边形成钢性保护，能够避免塌孔情况，同时由于套管的存在，使得下锚索的过程也非常顺利。下锚索后钢套管随注浆拔出，亦不会影响到注浆质量。
基于以上优点，我们选择了改进HD90MKⅡ型跟管钻机进行预应力锚索的成孔施工。经过实践，后续施工的预应力锚索张拉力均在70t以上，满足设计要求。它的意义不仅在于保证了锚索的施工质量，更是保证了后续基坑内数百号施工作业人员的人身安全。
总结
通过破坏性试验，采用改进HD90MKⅡ型跟管钻机施工的预应力锚索张拉力可达90t以上，而采用XY-100型钻机施工的锚索张拉力仅为65t左右，提升效果显著。因此改进HD90MKⅡ型跟管钻机对地层变化多、地质条件差的较长预应力锚索施工是有明显优越性的。
关键词：改进HD90MKⅡ、垂直支护、预应力锚索
本文循环水泵房基坑长约75m，宽约40m，深度16m左右，由于受到周边建筑物影响，采取放坡与垂直支护相结合的方式开挖，上部4m采取放坡形式，下部采用垂直支护结构。垂直支护由冲孔灌注桩及预应力锚索组成，冲孔灌注桩施工完毕后沿四周桩壁做上下两道腰梁，预应力锚索穿过腰梁和灌注桩，锚固到后方土层和岩体中。本工程共有锚索168根，平均长度约30m。上层锚索间距2.4m，下层锚索间距1.2m。
图一 支护结构示意图
锚索的设计张拉力为70t，然而在前期试验施工的3根锚索平均张拉力在65t左右，并未达到设计要求。经过现场调查分析，我们发现，施工过程的问题主要表现为塌孔。而导致塌孔的因素较多，主要包括钻孔时间长、土质松散、护孔方式落后、下锚索困难等原因。
下面我们对导致塌孔的因素逐一分析：
① 钻孔时间长
试验施工中采用的是XY-100型钻机，这种钻机钻进性能有限，在软土层中钻进可以满足要求，但是入岩后钻进速度明显下降，而本工程的锚索基本全部都要伸入岩层，根据设计要求，入岩深度不小于4m，这就导致了钻孔时间过长，从而增加了塌孔的风险。
② 土质松散
现场上层土质主要为素填土，厚度约10m。此部分土质较松散，且局部区域夹有块石，内部缝隙较大，故在钻进过程中易出现坍塌。
③ 护孔方式落后
XY-100型钻机采用泥浆护壁方式护孔，锚索孔本身呈倾斜状态，不应用泥浆护壁形式，另现场土质条件较差，故采用泥浆护壁方式进行护孔也是造成塌孔的主要原因之一。
④ 下锚索困难
由于XY-100型钻机遇岩后钻进困难，故在岩层与土层临界面，土层处出现扩孔现象，即土侧孔径大于岩侧孔径，以至锚索下到临界面时不能顺利的对正岩层内孔，需要反复提拉锚索以对正孔位。
通过以上分析，不难发现导致塌孔的因素均与所采用的钻机密切相连，因此更换新型式的钻机无疑是解决塌孔问题的最佳路线。经过专题讨论、集思广益，成员组最终将目光定在了改进HD90MKⅡ型跟管钻机上。
图二 XY-100型钻机 图三 HD90MKⅡ型跟管钻机
改进HD90MKⅡ型跟管钻机利用机械动力、空压钻进联合，同时改进组合钻杆方式，采用大管套小管工艺，跟管机钻头146mm管径内套96mmXY-1型钻机钻头。两管同时钻进，可适用于各种土质，平均钻进速度可达8m/h，而XY-100型钻机平均钻进速度不足5m/h。钻孔时间可明显降低。
同时改进HD90MKⅡ型跟管钻机可外套150mm钢套管护孔，钢套管随钻机钻孔跟入，钻机终孔后，拔出内钻杆，套筒待下好锚索后随注浆过程边注浆边拔出。这样便使得钻孔时孔内与孔外地质环境完全隔离，并在孔周边形成钢性保护，能够避免塌孔情况，同时由于套管的存在，使得下锚索的过程也非常顺利。下锚索后钢套管随注浆拔出，亦不会影响到注浆质量。
基于以上优点，我们选择了改进HD90MKⅡ型跟管钻机进行预应力锚索的成孔施工。经过实践，后续施工的预应力锚索张拉力均在70t以上，满足设计要求。它的意义不仅在于保证了锚索的施工质量，更是保证了后续基坑内数百号施工作业人员的人身安全。
总结
通过破坏性试验，采用改进HD90MKⅡ型跟管钻机施工的预应力锚索张拉力可达90t以上，而采用XY-100型钻机施工的锚索张拉力仅为65t左右，提升效果显著。因此改进HD90MKⅡ型跟管钻机对地层变化多、地质条件差的较长预应力锚索施工是有明显优越性的。