什么是自钻式锚杆?自钻式锚杆是一种集钻孔、注浆、锚固功能于一体的先进支护材料,通过中空杆体设计实现钻进与注浆同步完成,特别适用于破碎岩层、松散土体等传统锚杆难以施工的地质条件。其核心技术在于将钻杆与锚杆合二为一,解决了塌孔、缩孔等工程难题,显著提升支护效率与安全性。
其核心特征可概括为三点:一是结构一体化,杆体既是钻杆也是锚杆,减少施工工序;二是适应性强,能在松散、破碎、易塌孔的地质中作业,避免传统钻孔后塌孔导致的锚杆无法安装问题;三是锚固可靠,注浆材料通过中空杆体直达孔底,充分填充孔壁与杆体间隙,形成均匀的粘结力,提升支护稳定性。
一、核心结构与工作原理
1. 结构组成
① 中空杆体:表面带连续螺纹的高强度合金钢管(抗拉强度≥650MPa),兼具钻杆与注浆通道功能。
② 钻头:合金或全钢材质(如十字型、球齿型),根据岩层硬度适配,钻头直径通常为钻孔的2-3倍。
③ 辅助部件:连接套(杆体接长)、居中器(确保浆液包裹均匀)、垫板与螺母(应力传递)。
2. 钻式锚杆的作用
① 楔固作用:穿越岩体不连续面,抑制围岩位移。
② 悬吊作用:将破碎表层锚固至稳定岩层。
③ 组合梁作用:多岩层形成整体梁结构,提升抗弯强度。
④ 挤压加固:相邻锚杆形成拱形压缩带,增强围岩承载力。
⑤ 预应力控制:主动施加拉力,平衡坡体下滑力。
二、核心应用场景
① 边坡支护:杆体注浆后与岩土体摩擦固结,抑制滑塌变形,有效防治砂卵石层塌方;
② 基坑支护:通过粘结摩擦力约束土体变形,被动受拉稳定基坑,解决缩径、流砂问题,抗拔力提升;
③ 隧道管棚:超前支护形成承载拱,减少地表沉降,V/V级围岩中效率提高1倍;
④ 微型桩基础:向下钻孔注浆加固地基,风电塔基、桥梁桩基补强;
三、对比传统锚杆的优势
① 地质适应性:在回填土、卵石层、断层带等易塌孔地层中无需套管护壁。
② 施工效率:钻进-注浆-锚固一次完成,台班效率达130-250米(较传统工艺提效2-4倍)。
③ 成本控制:3人即可操作,人工成本降低30%,综合造价低于跟管钻进工艺。
④ 质量保障:居中器确保浆液包裹均匀,防腐性与锚固力显著提升。
自钻式锚杆以其 “一体化施工、强适应性、高可靠性” 的优势,成为解决复杂岩土工程支护问题的核心技术之一,并凭借其地质适应性与施工高效性,已成为复杂岩土工程的首选支护方案。随着基建向西部艰险地区延伸,其在灾害防治(如滑坡、地基沉降)中的应用潜力将进一步释放[[5][10][14]()]。未来需持续优化材料性能与智能施工体系,以匹配我国“深地开发”战略需求。