隧道系统锚杆作业指导书.docx

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隧道系统锚杆作业指导书

新建昆明铁路枢纽东南环线工程

石头山1#隧道系统锚杆作业指导书

编制：

复核:

审核：

批准：

中铁七局集团昆明铁路枢纽东南环线工程指挥部

第六经理部

1适用范围

全隧系统锚杆、边墙锚杆、临时支护锚杆。

2设计情况

全隧拱部系统锚杆采用带排气装置的Φ25中空注浆锚杆，边墙及临时支护锚杆采用Φ22砂浆锚杆。

拱部Φ25中空注浆锚杆,间距1.0×1.0m（环×纵），L=4.5m；边墙Φ22砂浆锚杆，间距1.0×1.0m（环×纵），L=4.5m。

掘进过程中，当遇到断层破碎带不成孔时，拟采用部分自进式锚杆。

3施工方法

3.1Φ22砂浆锚杆

3.1.1锚杆制作

3.1.1.1锚杆构件在加工厂统一加工，锚杆选用邯郸钢铁厂的Φ22螺纹钢筋制作，尾部滚丝6cm,要求锚杆杆体必须调直无缺损、无锈、无杂物。

3.1.1.2锚杆根据洞内围岩级别制作成不同长度，分类存放，便于取用。

3.1.1.3锚杆垫板采用厚6mm钢板制成，规格150×150mm，中间钻孔，垫板由构件加工厂统一加工。

3.1.1.4杆体外观要求直径要均匀、一致，无严重锈蚀、弯折。

3.1.1.5抗拉强度试验应满足工程要求。

3.1.1.6加工后的锚杆的杆体尺寸应符合设计要求，车丝部分无偏心，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。

3.1.2锚杆施工工艺

3.1.2.1钻孔

（1）锚杆放样严格按设计要求成梅花型布置，首先定出位置，孔位允许偏差为±150mm。

钻孔应保持直线，并应与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直。

（2）锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm，锚杆加工误差不大于±1cm。

（3）钻孔完成后，孔内石粉必须用高压风、水冲洗干净。

钻孔应圆而直，砂浆锚杆的直径应大于杆体直径15mm。

3.1.2.2锚杆安装

（1）锚杆注浆采用NZ130A型专用锚杆注浆机灌注，砂浆拌制采用小型砂浆拌合机现场拌制，随拌随用，保证拌合质量。

（2）水泥选用膨胀性早强低碱水泥，砂必须预先筛选，保证质量及注浆效果。

锚杆用的水泥砂浆，其强度不应低于M20。

锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。

（3）注浆前先用高压风、高压水对注浆孔进行冲洗，保证无石屑、杂质，将注浆管插入锚杆孔最底端，开机注浆，随着压力缓慢抽注浆管，以保证孔内浆体饱满。

（4）安装锚杆时，要在锚杆上做出孔深标记，确认孔内浆体饱满后，将锚杆体缓慢均匀推入，保证浆体完全包裹锚杆。

（5）在施作锚杆时，为防止在砂浆凝固前因锚杆自重下滑，可用木楔在孔口锲紧杆体。

（6）锚杆施作完毕强度达到10Mpa后，即可安设锚杆垫板，上螺帽。

（7）在有钢架地段施作锚杆时，可将锚杆与钢架或连接筋焊成一体，

以增加支护整体受力。

3.1.2.3注意事项

⑴钻孔时，要保证孔位直顺，否则在注浆时和锚杆安装时杆体不易安装到孔底。

⑵钻孔时要严格按设计深度钻孔，在钻杆上做定位标记,用于控制孔深,钻孔过深或过浅都将影响锚固质量。

⑶注浆前孔内一定要清洗干净，不得有泥浆，否则会造成注浆困难，同时影响锚固质量。

⑷注浆时注浆管应插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，不能很快抽出，会造成孔内砂浆不足存在孔隙，无法完全包裹杆体，导致锚固力下降。

⑸杆体插入孔内长度不应小于设计规定的95%。

插入锚杆时一定要匀速、慢慢插入，严禁使劲打击杆体，造成孔内砂浆向外喷出，导致砂浆不饱满，降低锚杆的锚固能力。

杆体插入后若孔口无砂浆溢出，应及时补注。

⑹锚杆垫板安装时一定要紧贴围岩或支护面，使锚杆能承受围岩变形的应力。

⑺试验室要定期做锚杆拉拔试验5根1次，以检验锚杆的锚固质量。

（8）上仰孔采用注浆器压注锚固砂浆时应设止浆塞和排气管。

3.2中空注浆锚杆

中空注浆锚杆主要用来作系统支护。

本隧道正洞拱部均采用中空注浆锚杆，做法是：

开挖后在拱部按设计要求间距打设锚杆，然后压注水泥砂浆，在隧道的拱部形成整体支护结构。

布设范围为拱部18根。

其施工工艺详见“中空注浆锚杆施工工艺流程图”。

中空注浆锚杆施工工艺流程图

中空注浆锚杆施工工艺流程图

锚杆的安装3

放线：

按设计间距在隧道拱部标出锚杆位置。

钻进及安装：

风钻对准标出的锚杆位置孔位，对凿岩机供风供水，开始钻进，钻进应以多回转、少冲击的原则进行，以免钻碴堵塞凿岩机的水孔；钻至设计深度后退出钻杆，用孔管采用高压风清孔，

连接锚杆：

先清理塑料锚头、锚杆孔中异物，然后将锚头安装在锚杆一端。

如锚杆需接长，以连接套管将两根短锚杆连成长锚杆。

安装:

将安装好锚头和止浆塞的中空锚杆插入孔中，保持锚杆的外露长度为25cm。

注浆：

锚杆注浆采用NZ130A型专用锚杆注浆机。

为了保证注浆不停顿地进行，注浆前应认真检查注浆机的状况是否良好，配件是否备齐；制浆的原材料是否备齐，质量是否合格等。

采用水泥砂浆，选定配比为：

水泥：

砂：

水＝1：

0.2：

0.45，外加剂添加量为:

水泥：

早强剂＝1：

0.01。

注浆按以下程序进行：

迅速将锚杆、注浆管及注浆泵用快速接头连接好；开动注浆泵注浆，直至浆液从止浆塞上的排气孔溢出或压力表达到设计压力值为止。

应注意，每根锚杆必须“一气呵成”；一根锚杆完成后，应迅速卸下注浆软管和锚杆接头，清洗后移至下一根锚杆使用。

若停泵时间较长，则在下根锚杆注浆前要放掉注浆管内残留的灰浆；注浆过程中，每次移位前应及时清洗快速接头，以保证注浆连续进行。

锚杆施作完毕强度达到10Mpa后，即可安设锚杆垫板，上螺帽。

3.3自进式锚杆

自进式锚杆由中空钢管杆体配钻头、连接套筒、垫板、螺母组成。

杆体外表全长具有标准螺纹，可以任意切割和用连接套筒接长。

它适用于易坍孔的破碎岩层，锚固深度大，锚固力强。

钻孔机械按孔深可选用手持凿岩机或支架式凿岩机，杆体用特制钎尾套与凿岩机连接。

自钻式锚杆主要用在围岩破碎不成孔地段，代替中空锚杆及砂浆锚杆作系统支护。

也在支护发生变形后为加强支护时采用。

3.3.1钻孔

3.3.1.1钻孔前检查锚杆是否中空，钻头水孔是否有异物堵塞，若有应清理干净，保证杆体与钻头通畅。

3.3.1.2连接钻头钻杆，连接钻机和钻杆。

由于在破碎岩层中钻进，钻头的水孔易堵塞，因此在钻进过程中，应放慢钻进速度，多回转，少冲击，若在钻孔中有水孔堵塞现象，应后撤钻杆50cm，并反复扫孔，使水孔畅通，然后慢慢钻进，直至设计深度。

3.3.1.3钻到设计深度后，要用水或高压风洗孔，检查钻头水孔是否畅通，确认畅通后将钻机连接套从锚杆上卸下，要求锚杆外露孔口长度10~15cm。

3.3.1.4若锚杆需加长时，用钻杆连接套连接已施作锚杆和另一根锚杆，继续钻进，直到要求深度。

自进式注浆锚杆施工工艺流程图

3.3.1.4钻孔完成后，用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右，同时安装锚杆垫板及螺母，但此时不宜上紧。

3.3.2锚杆注浆

3.3.2.1注浆采用注浆机，注浆前先检查注浆机及其零件是否齐备和正常，严格按操作程序作业。

3.3.2.2检查水泥、砂的粒径、配合比等是否符合规定，浆液严格按设计配合比配制。

3.3.2.3用水或风再次检查锚孔是否畅通，孔口返水或风即可。

迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好。

3.3.2.4开动注浆泵，整个注浆过程要连接灌注，不得停顿，必须一次完成，观察当浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。

若注浆过程中出现堵管现象，应及时清理锚杆，注浆管及泵，此时若压力表显示有压力，应反转电机1~2秒卸压，方可卸下各接头。

3.3.2.5当完成一根锚杆的注浆后，应迅速卸下注浆软管与锚杆的接头，清洗并安装到另一根锚杆，继续注浆；注浆开始或中途停止超过30min时应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路，以免堵孔。

3.3.2.6注浆过程中，要及时清洗接头，以保证注浆过程的连续性，完成整个注浆后，应及时清洗及保养泵。

3.3.2.7在注浆水泥浆体强度达10.0MPa后方可上紧螺母及垫板。

3.3.3注意事项

3.3.3.1在钻孔过程中，要间隔钻孔，防止向岩体注水太多导致围岩坍塌。

3.3.3.2为保证注浆效果，止浆塞打入孔口应不小于10cm，而且待排完气后应立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的孔隙，以保证注浆压力及效果。

3.4锚杆垫板

所有锚杆均应设置垫板。

垫板是使喷射砼与锚杆组成统一支护结构的重要构件。

设置垫板后可明显提高锚杆和喷射砼的综合支护效果，另外，喷射砼虽然可起部分垫板作用，但一般均为先喷后锚，致使锚杆端部不能与喷射混凝土层牢固联结，喷层也发挥不了作用，所以锚杆必须安设垫板。

3.5锚杆的长度、砂浆饱满度质量无损检测

锚杆长度、砂浆饱满度一般采用声波检测仪测定，它的检测原理是：

在锚杆体外端用声波震源激发高能脉冲声波，它沿杆体钢筋以管道波形式传播，到达钢筋底部后反射回被接收。

若砂浆填充密实，则超声波在传播过程中能量不断从钢筋通过砂浆损失很大，在杆体外测得的反射波振幅小；反之亦反。

最后以接收到反射波的反射时间、波幅、频率、相位等参数，判断锚杆的长度及砂浆的密实程度。

目前在工程中常用的有M-7锚杆检测仪、RS-UT01C超声波检测仪等。

本工程将根据情况购买。

4质量标准

4.1主控项目

4.1.1锚杆所使用的钢筋原材料进场检验必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）等的规定和设计要求。

4.1.2半成品、成品锚杆的类型、规定、性能等应符合设计要求和国家、行业有关技术标准的规定。

4.1.3锚杆安装的数量应符合设计要求。

4.1.4砂浆锚杆采用的砂浆强度等级、配合比应符合设计要求。

4.1.5锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。

4.1.6锚杆安装允许偏差应符合下列规定：

4.1.6.1锚杆孔的孔径应符合设计要求。

4.1.6.2锚杆孔的深度应大于锚杆长度10cm。

4.1.6.3锚杆孔距允许偏差为±150m。

4.1.6.4锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，且应位于孔的中心，

4.2锚杆一般项目

4.2.1锚杆孔应保持直线,一般情况下应保持与隧道衬砌法线方向垂直。

当隧道内岩层结构面出露明显时，锚杆孔宜与岩层主要结构面垂直，锚杆垫板应于基面密贴。

4.2.2锚杆用钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。

5、检查与纠偏措施

a、锚杆制作：

按照设计要求截取长度，不符合设计尺寸误差的锚杆不能

用于施工，应重新下料再进行检测；

b、锚杆安装：

锚杆安装前应量眼间距、眼长度及角度，如大于设计尺寸误差应进行补眼处理。

c、拱架与锚杆应形成整体，应加强锚杆与拱架焊接质量，如因焊接质量不过关或没有焊接，坚决不允许进行下一道工序施工；

d、锚杆方向因尽量与岩层走向垂直才能达到最好的锚固效果；

e、因严格控制锚杆安装质量，使其充分发挥群锚作用。