WT中空注漿錨桿施工工法

WT中空注漿錨桿施工工法（2002—19工字13號）一、前言錨桿支護(hù)是隧道施工支護(hù)的重要形式，它能有效地控制由于爆破及其它手段開挖而使圍巖產(chǎn)生的巖體松動，提高圍巖的穩(wěn)定性。WT中空注漿錨桿曾獲得中國土木工程學(xué)會隧道及地下工程分會第十屆年會推薦產(chǎn)品的稱號。在三線大跨度隧道的施工支護(hù)中，根據(jù)其跨度大、圍巖破碎的特點(diǎn)，在既要保證施工安全，又要保證施工進(jìn)度的情況下，我們選用了這種高強(qiáng)高效的WT中空注漿錨桿，經(jīng)總結(jié)提高形成本工法。二、工法特點(diǎn)1、安裝方便，不需現(xiàn)場加工螺紋，就可方便地安設(shè)墊板、螺母。2、注漿飽滿，并可實(shí)現(xiàn)壓力注漿，提高工程質(zhì)量。3、由于各配件的作用，桿體的居中性很好，砂漿可以將錨桿體全長包裹，避免銹蝕的危險，達(dá)到長期支護(hù)的目的。4、技術(shù)容易掌握，利于推廣和應(yīng)用。三、適用范圍適用于隧道內(nèi)地質(zhì)較差、圍巖破碎地段的錨固支護(hù)和超前支護(hù)。適用于隧道坍方、斷層地段的整治。四、施工工藝（一）、工藝原理（※插入相關(guān)內(nèi)容）中空注漿錨桿見圖是一種新型錨桿，錨桿直徑為，表面帶有螺紋，中間有一空孔，錨桿插入已由鑿巖機(jī)鑿好的錨孔內(nèi)，錨頭上的倒刺立即將錨桿掛住。在一些特別破碎的圍巖中，為防止錨頭上注漿被巖屑堵塞，保證砂漿流動順暢，可以在桿體的前部相隔一定距離鉆一些孔徑為06的注漿孔，然后通過空孔注漿固結(jié)，固結(jié)后的圍巖成一整體，在錨桿強(qiáng)大抗拔力的作用下，圍巖有了充分的自承能力，加大了圍巖的穩(wěn)定性。圖 中空注漿錨桿原理示意圖、工藝流程（見圖2）

圖2工藝流程(三)、操作要點(diǎn)施工準(zhǔn)備施工現(xiàn)場達(dá)到三通，即電通、水通、路通。清理錨桿孔口巖面，使巖面與鉆孔方向垂直，如不垂直，安裝錨桿時可用特制墊板調(diào)整，使托板密帖巖面。準(zhǔn)備好錨桿的各部件，準(zhǔn)備好鉆孔機(jī)具及配套設(shè)備。確定砂漿施工配合比。準(zhǔn)備好各種質(zhì)檢記錄表，格式見《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》。鉆孔及清孔根據(jù)設(shè)計(jì)所規(guī)定的孔位、孔徑、長度與傾斜鉆孔。鉆機(jī)選用 氣腿式風(fēng)槍，鉆頭采用051mm梅花形合金鋼鉆頭。成孔后用高壓風(fēng)清孔，將孔內(nèi)壁及根部殘留廢土清除干凈，切忌用水清洗。c)成孔孔壁必須順直、完整。3、錨桿的施工(1)、錨桿的長度(見圖3)決定錨桿長度時，應(yīng)了解坑道圍巖情況一般在施設(shè)錨桿 5范圍內(nèi)，使錨桿的錨固段盡量錨固在較好的巖層中，才能保證與圍巖共同作用，對于層狀或非層狀巖石的錨桿長度可由下式計(jì)算。

式中 一層狀巖石時，錨桿長度（）;一錨桿插入堅(jiān)硬巖石內(nèi)的深度一般為??；一直接錨入圍巖的厚度；一錨桿外露長度。對金屬錨桿，為墊板及螺母高度再加? 0三?2式中一一非層巖石中錨桿長度（）;2——坑道寬度（）。（2、）錨桿的間距與排距錨桿的間距不宜大于錨桿長度二分之一，一般為?，并不得大于 2圍巖較堅(jiān)固時可取上限值，圍巖較弱時則用下限值。錨桿間距排距可用下式計(jì)算：V（ ? ）式中一錨固力或桿體拉斷的較小值；一安全系數(shù)通常取3一頂板巖石容重（）；一被錨圍巖層厚度（）。圖 錨桿長度組成（3、）錨桿布置（如圖4）圖 錨桿長度組成當(dāng)主圖4錨桿在巖面的布置.,UL5.0m錨桿按梅花形布設(shè)，縱向間距為2并，橫向間距為1當(dāng)主圖4錨桿在巖面的布置.,UL5.0m、）錨桿施工工藝對支護(hù)效果的影響（見表表1錨桿施工工藝對支護(hù)效果的影響序號現(xiàn)象主要原因影響眼孔不直鉆孔時，鑿巖機(jī)下端位移移動錨桿不易安裝到孔底鉆孔過深或過淺鉆孔直徑過大或過小未按設(shè)計(jì)要求施工降低錨固能力眼孔內(nèi)有碎屑清孔風(fēng)力不夠安裝錨桿、注漿均困難灌漿時砂漿下淌砂漿過稀或孔口堵塞不良孔內(nèi)砂漿不飽滿，降低錨固能力壓力表讀數(shù)不在控制范圍內(nèi)注漿壓力不夠或不穩(wěn)孔內(nèi)砂漿不能達(dá)到注漿孔底部，桿體不能全長包裹，日久錨桿體容易銹蝕止?jié){塞內(nèi)孔堵塞錨孔中的空氣未被排凈錨孔內(nèi)注漿不密實(shí)，降低錨固能力灌漿時注漿管外壁粘漿過多灌漿時，注漿管未同時抽出或所用砂漿過稀減少了孔內(nèi)砂漿，降低錨固能力錨桿抗拔力的試驗(yàn)抗拔力試驗(yàn)應(yīng)在現(xiàn)場實(shí)際工點(diǎn)上進(jìn)行。試驗(yàn)時注意事項(xiàng)：應(yīng)保持拉力計(jì)（或千斤頂）與錨桿外露部分平行；加力時，應(yīng)勻速緩慢；拉力計(jì)（或千斤頂）應(yīng)固定牢靠，并有安全保護(hù)設(shè)施。砂漿高壓軟管「可通U:砂漿高壓軟管「可通U:『灌漿管關(guān)閉閥門灌漿閥門圖5注漿結(jié)構(gòu)示意圖注漿機(jī)①注漿孔注漿作業(yè)（注漿結(jié)構(gòu)見圖、）注漿工藝流程（見圖6圖6注漿工藝流程圖2注漿材料）注漿材料采用水泥砂漿，水泥選用 以上的普通硅酸鹽水泥質(zhì)量應(yīng)符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的各項(xiàng)指標(biāo)》（一9標(biāo)準(zhǔn)。河砂應(yīng)符合《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》（一）標(biāo)準(zhǔn)。拌和水應(yīng)符合《鐵路混凝土及砌石工程施工規(guī)范》 一中的第條的各項(xiàng)規(guī)定。）注漿用水泥砂漿屬富水砂漿砂漿的水灰比為 灰砂比為 每立方米漿液投入水泥左右。水泥砂漿試塊經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，抗壓強(qiáng)度為 抗壓強(qiáng)度達(dá)到 8）砂漿拌制采用 型拌合機(jī)一次拌合量為 立方米。（3、）注漿參數(shù)、注漿壓力選擇：采用一次升壓法注漿，注漿壓力要控制在?之間。）注漿量理論計(jì)算單孔漿液壓入量計(jì)算：Q=AnB式中：一單孔漿液壓入量（）一漿液擴(kuò)散半徑（）一注漿段長度（）TOC\o"1-5"\h\zB一漿液在裂隙內(nèi)的有效充填系數(shù)，視巖層性質(zhì)而定約? .一體積裂隙率一般取?％,破碎地帶取?％。人一損失系數(shù)，取? .則每根錨桿理論注漿量 。5、錨桿的機(jī)理作用對大跨度的隧道支護(hù),現(xiàn)著重分析一下錨桿支護(hù)的減跨作用和圍巖補(bǔ)強(qiáng)作用。減跨作用（見圖）（1、）機(jī)理：把大跨支護(hù)結(jié)構(gòu)變?yōu)槿舾尚】缃Y(jié)構(gòu)。（2）技術(shù)特點(diǎn)：高時效深孔錨固,有孔口錨固,才有明顯效果。）圍巖補(bǔ)強(qiáng)作用（見圖）（1、）在圍巖應(yīng)力重分布中,起“約束—收斂”作用。（2、）錨桿約束巖土體徑向變形,提高切向抗剪切力。

徑向形變量P圖減跨作用--錨桿約束力徑向形變量P圖減跨作用--錨桿約束力P圖圍巖補(bǔ)強(qiáng)作用五、機(jī)具設(shè)備（見表序號機(jī)具名稱型號規(guī)格單位數(shù)量用 途氣腿式風(fēng)槍臺鉆孔加壓泵型臺注漿升壓電動空壓機(jī)一臺清孔、供風(fēng)風(fēng)壓表級只測空壓機(jī)壓力抽水泵臺清除淤水注漿泵臺錨桿注漿砂漿攪拌機(jī)一臺拌水泥砂漿錨桿拉力計(jì)臺做抗拔試驗(yàn)、量測錨固力用發(fā)電機(jī)臺現(xiàn)場照明、施工用電表2機(jī)具設(shè)備序號作業(yè)內(nèi)容人數(shù)錨桿的組裝，安設(shè)搭設(shè)作業(yè)平臺鉆孔，清孔動力、照明、機(jī)械用電負(fù)責(zé)給水，給風(fēng)焊接鋼管備料，制漿，注漿試驗(yàn)，測量負(fù)責(zé)現(xiàn)場的安全管理工作技術(shù)指導(dǎo)領(lǐng)工員合計(jì)六、勞動組織（見表表3勞動組織七、質(zhì)量控制1、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)桿身必須調(diào)直無缺損。錨桿長度應(yīng)大于孔深? ，每根加工長度誤差不宜大于+,并應(yīng)除去桿上油污、鐵銹、雜質(zhì)。鉆頭的尺寸，應(yīng)根據(jù)錨桿孔徑要求決定，當(dāng)鉆頭磨損后影響底部孔徑尺寸達(dá)時，則應(yīng)更換鉆頭，錨桿孔位置誤差不大于—0錨桿孔深度，誤差不大于+ 。鉆孔后，孔內(nèi)石粉必須用高壓風(fēng)清除干凈。鉆到設(shè)計(jì)深度時，若流出的巖粉漿呈黃色或褐色，或鉆頭擊聲異常時，說明遇到較軟弱的巖石或破碎夾層，應(yīng)變更錨桿的深度與位置。、2質(zhì)量保證措施）施工中各工序完成后按《鐵路隧道施工規(guī)范》（ 2）及《鐵路隧道工程質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)評標(biāo)準(zhǔn)》l—）進(jìn)行驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)入下道工序，凡不合格者必須進(jìn)行返工，使其達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。）鉆眼孔位應(yīng)作標(biāo)記，以免錨桿間距誤差太大，降低加固圍巖的效果，尤其在錨桿設(shè)計(jì)間距小時更要注意。鉆孔直徑應(yīng)大于錨桿直徑5m,為使錨桿周圍都有一定厚度的砂漿與孔壁粘結(jié)，以保證達(dá)到所需要的抗拔力。為掌握鉆眼深度符合要求，巖面應(yīng)大致平順，過于凸出的部位應(yīng)鑿除。）灌漿前應(yīng)將孔眼吹凈是為了使砂漿與孔壁粘結(jié)良好。灌漿飽滿與否是保證錨桿質(zhì)量的關(guān)鍵，灌漿時將壓漿管插入接近孔底，一面注漿一面緩緩勻速將管拔出。當(dāng)插入錨桿時孔口有砂漿溢出，即表示孔內(nèi)砂漿飽滿，若孔眼無砂漿溢出應(yīng)及時補(bǔ)注。）錨桿安裝位置居中，以使砂漿均勻包裹桿體四周。在孔口可用止?jié){塞封固，既可固定錨桿位置，也可防止砂漿大量外溢，拱部的錨桿，尤應(yīng)注意。）錨桿施工完畢后，由于爆破震動或其它因素的影響可能使托板松動，錨固失效。因此，要定時檢查，如發(fā)現(xiàn)托板松動,及時擰緊螺帽。八、安全措施

）64及《鐵路隧道工程質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)評標(biāo)準(zhǔn)》（）64及《鐵路隧道工程質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)評標(biāo)準(zhǔn)》（—98）有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：對所有作業(yè)人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，讓工人充分認(rèn)識到安全的重要性。嚴(yán)格用電制度，電線不得挨地，電閘箱要上鎖，閘刀盒要有蓋，施工用電要有專人負(fù)責(zé)。作業(yè)人員不要站在注漿機(jī)后面，以免在注漿時發(fā)生竄漿，造成人身傷害。起拱線以上錨桿施工時，錨桿裝入孔內(nèi)一定要掛住，防止意外脫落，造成人員傷害。施工現(xiàn)場的機(jī)具、材料不得隨處亂放，做到定物、定點(diǎn)堆放。九、效益分析簡化了施工程序，加快了施工進(jìn)度。改善了施工條件，減輕了勞動強(qiáng)度，操作簡便，安全性強(qiáng)。中空注漿錨桿與傳統(tǒng)的砂漿錨桿即通常所說的螺紋鋼筋砂漿錨桿相比，中空設(shè)計(jì)可以使錨桿實(shí)現(xiàn)注漿管的功能，注完漿后無需象傳統(tǒng)的工藝那樣拔出注漿管以避免造成砂漿的流失。十、工程實(shí)例渝懷鐵路杉樹陀隧道（進(jìn)口） ? 段為三線大跨，最大跨度為 米最大高度為12.米7，2是渝懷鐵路施工中的難點(diǎn)和重點(diǎn)工程之一。杉樹陀隧道（進(jìn)口）洞口及洞身基巖裸露，巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及局部夾頁巖、泥巖，層理、節(jié)理發(fā)育,有多處斷層、溶洞出現(xiàn)，這就對大跨度隧道圍巖的開挖支護(hù)提出了很高的要求。理論和實(shí)踐證明，通過爆破或其它手段開挖形成地下洞室后，由于洞室圍巖的受力狀況發(fā)生改變，地應(yīng)力重新分布，在一定范圍內(nèi)，洞室圍巖將產(chǎn)生變形致使巖體松動，形成松動圈（如圖9）。對于地下洞室而言，由于松動圈內(nèi)的巖石自穩(wěn)能力非常差，嚴(yán)重的甚至沒有自穩(wěn)能力，故它對洞室的襯砌結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生非常不利的影響，為了保護(hù)洞室空間達(dá)到其使用功