锚杆钻机除尘施工工法

锚杆钻机除尘施工工法适用范围

《锚杆钻机除尘施工工法》适用于建筑工程地下室底板抗浮锚杆钻成孔清孔除尘施工，基坑支护及边坡支护的锚杆、锚索钻成孔清孔除尘施工也可适用。

锚杆钻机除尘施工工法技术理论

《锚杆钻机除尘施工工法》的工艺原理是：

该工法装置由电动机、风扇叶片、密封壳体、细颗粒卸料口、粗颗粒卸料口、骨架软管和孔口环形罩组成，利用电动机驱动风扇叶片在除尘设备密封壳体及吸尘管道内形成负压，结合钻机作业时的高压清孔气流，产生较大压力差将岩屑、粉尘吸入除尘设备内部，收集后排出，达到除尘的效果。装置示意图详见图1。

锚杆钻机除尘施工工法施工工艺

《锚杆钻机除尘施工工法》的工艺流程及操作要点如下：

• 工艺流程

该工法的工艺流程如图2所示。

• 操作要点

一、除尘装置器具选购

除尘装置所采用的设备和材料主要为电动机、风扇叶片、密封壳体、细颗粒卸料口、粗颗粒卸料口、骨架软管和孔口环形罩等，均为常规、标准的材料和设备，市面均可采购，由项目部自行组装。

二、主密封壳体安装

1.主密封壳体作为除尘装置的设备主要载体，用于承载固定其他设备，形成负压、收集、储存土屑颗粒；

2.壳体上部为矩形体，下部为倒锥形体，易于收集土屑颗粒；

3.壳体采用Q235以上钢板焊接而成，钢板厚度不小于2毫米，承受压强不小于1兆帕；

4.壳体采用螺栓连接方式刚性固定于锚杆钻机侧面，且保证其稳定；

5.壳体顶部预留风扇接口，风扇接口将与风扇联通，直径35厘米；

6.壳体底部预留细颗粒卸料口，直径15厘米，侧部预留进风接口，高度位于壳体顶面以下50厘米处，直径15厘米；

7.壳体正面须开设检修口，尺寸不小于40*40厘米，正常工作时采用同材质钢板封闭，接缝处采用橡胶布条进行密封。

三、风扇安装

1.风扇采用侧面、顶面封闭式风扇，侧壁壳体直径35厘米（与密封壳体预留接口匹配），高度10厘米；

2.风扇安装在密封壳体的顶部，与预留出风口匹配连接，安装时应注意风扇风向应向上；

3.风扇侧壁须采用螺栓或焊接方式与密封壳体刚性连接，确保其稳定；

4.风扇侧壁须开设直径8厘米出风口，并与出风装置焊接连接；

5.出风装置采用钢或铝等金属材料，呈喇叭状，小口径端与风扇侧壁出风口连接，连接处设置孔径1毫米镀锌钢丝滤网，避免土屑从出风口中排出。

四、电动机安装

1.采用立式直流单轴异步电动机，额定功率3.2兆帕千瓦（详细参数见表6），可驱动风扇送风量约1.02立方米/秒；2.电动机安装在风扇顶部，与风扇主轴匹配连接；3.电动机须采用螺栓或焊接方式与风扇叶片壳体刚性连接，并确保其稳定；4.电动机安装时，其工作旋转方向应与风扇叶片方向匹配，确保工作时为负（吸）压；5.电动机电源可连接于锚杆钻机主电源，但须设置独立开关、漏电保护等安全装置;6.电动机须进行淋水和无尘防护。

五、细颗粒卸料装置安装

1.细颗粒卸料装置安装于密封壳体底部，与壳体预留的细颗粒卸料口螺栓连接，接口缝隙均采用橡胶布条进行密封，确保其气密性；2.细颗粒卸料装置采用单向合页密封，开口方向向外（下），活动角度60°；3.卸料口合页周边采用橡胶布条进行密封，确保其气密性及壳体内负压压强；4.卸料口周边挂设橡胶布帘，采用紧固件固定，防止土屑颗粒散落。

六、粗颗粒卸料装置安装

1.粗颗粒卸料装置为直径30厘米密闭金属圆筒体，壁厚不小于2毫米，承受压强不小于1兆帕，容积50L（详细参数见表6）；

2.粗颗粒卸料装置侧部开设直径15厘米进风接口，接口顶部高度位于金属筒体顶面以下5厘米；

3.粗颗粒卸料装置顶部设置直径15厘米出风接口，采用90°圆弧形弯头将出风接口与主密封壳体侧部预留的进风接口焊接连接，且须满焊；

4.粗颗粒卸料装置底部开设卸料口，并安装合页式卸料装置，具体做法和气密性措施与细颗粒卸料装置相同；

5.土屑须先经过粗颗粒卸料装置后，方可进入主密封壳体，粗颗粒在重力作用下，滞留于粗颗粒卸料装置内。

七、孔口环形口罩安装

1.位于孔口，用于封闭孔口，防止土屑、尘土溢出；

2.装置为圆环形孔口罩，外直径40厘米，内孔直径15厘米（钻杆直径9厘米，从内孔中穿过），高度30厘米；

3.孔口环形罩采用钢板焊接，钢板厚度不小于3毫米，分为两半圆状，采用合页连接，通过合页开合包裹住钻杆对孔口进行局部密封；

4.孔口环形罩侧壁预留圆形接口，接口截面直径15厘米，用于连接土屑输送通道，并作为抽取灰尘和岩屑的“入口”；

5.将短钢筋（3根）焊接于钻杆定位器下部，用于固定孔口环形罩，防止其水平摆动。

八、输送软管安装

1.粗颗粒卸料装置进风接口通过骨架软管与孔口环形罩相连接；

2.骨架软管为带钢丝骨架内衬的透明橡胶软管，直径15厘米，与粗颗粒卸料装置进风接口和孔口环形罩侧壁预留圆形接口匹配，采用紧固件连接，接缝处采用橡胶布条密封，并进行气密性检测；

3.钢丝骨架内衬用以抵抗管道内外压力差，使管道处于正常形态，提高传送效率，其承载力不得低于1兆帕；

4.透明软管有利于作业人员观察管内情况，若出现堵管或其他突发情况，可及时进行清理。

九、引孔、吸尘装置启动，收集土屑

1.除尘装置安装完成后，对装置气密性、电路、开关、漏电保护等设备进行检查；2.优先开启除尘装置顶部电动机和风扇，使主密封壳体和粗颗粒卸料装置内部形成负压，粗、细卸料口合页在大气压力作用下呈闭合状态；3.正常钻进过程中，人为控制钻头处送风气流输出功率为2兆帕千瓦，送风量约0.83立方米/秒（低于除尘装置顶部电动机送风量1.02立方米/秒），使主密封壳体和粗颗粒卸料装置内部仍为负压，合页处于闭合状态，此阶段收集土屑。

十、卸料口开启，收集卸料运往指定地点

1.正常钻进过程中，将土屑运输载体（斗车、料斗等）放置于出料口下部，运输载体顶部须加设盖板，防止运输过程中产生二次扬尘；

2.收集土屑体积达到密封壳体容积约30%（根据钻孔孔径可换算已收集土屑的体积和钻进深度，一般情况钻进深度不超过5米）时，人为将钻头处送风气流输出功率调整为5兆帕千瓦,送风量约1.32立方米/秒（高于除尘装置顶部电动机送风量1.02立方米/秒），短时间内平衡密封壳体内外气压，使卸料口合页张开，达到卸料的目的；

3.卸料后将钻头处送风气流输出功率回调至2兆帕千瓦，继续钻进，收集土屑，同时将土屑运往指定地点。

《锚杆钻机除尘施工工法》的材料设备要求如下：

该工法涉及的材料与设备主要为电动机、风扇、主密封壳体、细颗粒卸料装置、粗颗粒卸料装置、骨架软管和孔口环形罩等。具体规格参数详见表6。

《锚杆钻机除尘施工工法》的特点有：

1.装置构成简单，加装便捷，可重复拆卸组装，周转率高。

2.投入劳动力与施工机具少。

3.设备造价经济、易采购、施工成本低。

4.整体稳定性好、安全可靠。

5.可在源头上能有效控制扬尘的产生，除尘效果明显。

在大型建筑的基坑支护、地基基础部分，经常会涉及到锚索或锚杆工程。根据工程实际应用情况，行业领域内锚索、锚杆的施工工艺大多采用“机械引孔-受拉构件安装-注浆（部分类型锚杆无需实施）”的形式。现有锚杆引孔机械的清孔方式均为：利用钻头输出高压气流，将孔内土屑沿孔壁送出，施工过程中扬尘严重，且无除尘装置，无法控制扬尘，对施工环境和施工人员健康均造成了极大危害。

湖南省第六工程有限公司针对上述锚杆钻机设计上的不足，提供一种构成简单、加装便捷、在源头上有效控制扬尘产生的施工技术，形成了《锚杆钻机除尘施工工法》。

施工企业采用《锚杆钻机除尘施工工法》施工时，应采取的质量控制要求如下：

1.钻机就位后，须将孔口表土清理干净，保证孔口环形罩与地面贴合，防止土屑漏出。

2.孔口环形罩须与钻机可靠连接并固定，防止引孔施工过程中孔口环形罩摆动或偏位。

3.吸尘电动机功率应符合设计要求。

4.动力系统应进行过滤和防水保护，避免雨水、土屑、沙尘进入设备而影响其正常工作。

5.土屑传送管道采用透明橡胶软管，有利于观察管内情况。

6.定期检查动力系统工作情况，并及时清理动力系统、卸料口及骨架软管内岩屑、粉尘，确保其正常工作。

7.现场作业区域采用移动式简易扬尘监测仪对装置除尘效果进行监测，确保PM2.5和PM10含量低于气象部门数据（《湖南省建筑工程绿色施工评价标准》要求）

湖南省第六工程有限公司采用《锚杆钻机除尘施工工法》施工的效益有：

一、经济效益

按照锚杆长度10米，数量5000根，对比人工洒水除尘方法与该工法，具体对比计算如下表2：

二、社会效益

由于采用该工法可在源头上有效控制扬尘产生，除尘效果明显，极大的改善岩土钻孔作业人员的工作环境，降低施工人员职业病风险。

施工企业采用《锚杆钻机除尘施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

一、钻机除尘装置本身的安全措施

1.骨架软管、土屑收集容器、密封壳体等应满足除尘施工过程中的压力要求。

2.电动机必须做好防水保护措施，防止进水导致漏电。

3.电动机、风扇叶片、引孔用空气压缩机等设备应具有相应合格证。

4.整个除尘装置的气密性良好，无漏气现象。

5.整个除尘装置安装完成后，应由专业设备和电器工程师进行验收和试运行，确认验收合格并试运行良好后，方可投入使用。

二、涉及使用该工法期间的安全保障措施

1.应有专职安全员进行安全作业交底，定期检查临时用电。

2.定期对各器具组件的连接可靠性、气密性进行检查。

3.作业人员应佩戴安全帽，所有小型工具应放置安全袋。

4.作业人员佩戴口罩、耳塞。

5.雨天禁止作业。

6.超过5级大风时禁止作业。

湖南省第六工程有限公司采用《锚杆钻机除尘施工工法》的应用实例如下：

1.湖南广播电视台节目生产基地及配套设施建设项目

项目位于长沙市金鹰影视文化城，工程占地约100亩，建筑面积约为22万平方米，是一个集大型演艺活动、影视节目生产、艺术展览、创意工坊、观众参观通道等功能于一体的现代化“环球梦工厂”式的节目生产基地，工程设置整体地下室，层数为1~4层；基础形式为“人工挖孔桩 承台 抗浮锚杆 防水底板”，底板总面积4.84万平方米。抗浮锚杆总数为12735根，成孔孔径200毫米，单根锚杆长度为10~25.5米，总长度为150147米，施工时间为2018年1月至2018年12月，均采用该工法进行引孔除尘，为项目节约成本约45.4万元。

2.清水塘炮后街棚改安置房及学校建设工程

项目位于长沙市开福区八一路与清水塘路交叉口西北角，由二栋33～34层住宅、一栋5层综合楼及三层地下室、配套用房及室外附属工程组成，建筑总面积103369.78平方米（其中地下室建筑面积47408.54平方米），基础形式为“人工挖孔桩 承台 抗浮锚杆 防水底板”，底板总面积1.62万平方米。抗浮锚杆总数为3035根，成孔孔径200毫米，单根锚杆长度为10~14.4米，总长度为34249米，施工时间为2018年4月至2018年11月，均采用该工法进行引孔除尘，为项目节约成本约10.4万元。

注：施工费用以2016—2018年施工材料价格计算

施工企业采用《锚杆钻机除尘施工工法》施工时，应采取的环保措施是：

1.提倡绿色施工，可利用小型防护罩对除尘电动机进行覆盖，减小噪声污染。

2.除尘装置收集、排出的岩屑采用顶部加设了盖板的斗车和塔吊料斗及时清运，避免二次扬尘的产生。

2020年9月2日，湖南省住房和城乡建设厅以湘建科〔2020〕136号文件发布《关于公布2019年度省级工程建设工法的通知》，《锚杆钻机除尘施工工法》被评定为湖南省2019年度工程建设省级工法。