锁脚锚管施工工艺工法.docx
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锁脚锚管施工工艺工法
锁脚锚管施工工艺工法
1前言
1.1工艺工法概况
浅埋软弱地层修建大断面隧道，为减少基底弱化而引起的上台阶初期支护下沉和下台阶开挖初期支护的悬空引起下沉，设置锁脚锚管是控制沉降有效措施。
尤其在地层软弱、地层含水量较大、拱脚积水的条件下，锁脚锚管的增设对控制拱顶和地面下沉效果非常明显。
1.2工艺原理
锁脚锚管的作用原理是通过钻孔、注浆将锚管压入岩层中，借助注浆泵的压力使浆液渗入、扩散到岩层孔隙或裂隙中，以改善岩体物理力学性能，外露端与钢架紧密相连后能有效的限制岩层及初期支护松弛变形。
对于松散破碎围岩具有一定孔隙或裂隙受扰动和爆破的围岩，选用渗入性注浆。
在注浆压力作用下，浆液克服流动的各种阻力，渗入围岩的各种孔隙和裂隙中，达到岩层加固的目的。
对于致密的土质地层，选用劈裂、压密注浆。
在较高的浆液压力作用下，裂隙被挤开，使浆液得以渗入，形成脉状水泥浆脉、浆液分布形成钢管为主干的树枝，凝固的浆液挟持网被压密的土体，起到固结的作用。
2工艺工法特点
2.1安装方便，不需现场加工垫板、螺母，材料只需钢管（ф42/ф50）。
2.2注浆后可使锚固范围内的岩体得到进一步加固；
2.3操作简单，易于掌握。
3适用范围
适用于隧道内地质较差、围岩存在松弛变形隐患、钢架基础承载力较弱地段的锚固支护、控制围岩及初支收敛变形。
4主要引用标准
4.1《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204）
4.2《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设【2005】160号）
4.3《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086）
4.4《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108）
5施工方法
石质隧道锚管采用风动凿岩机成孔，土质隧道采用ZM-12T型煤电钻钻成孔，在上台阶或中台阶脚趾上1米左右，紧贴钢架两侧，向下倾斜30～50º打眼孔。
成孔后采用高压风清理眼孔，插入或敲入锚管，注浆完毕后，再将锁脚锚管与钢架可靠连接。
图1锁脚锚管实物照片
6工艺流程及操作要点
6.1施工工艺流程
各项工前准备→钻机就位→钻孔→清孔→插入锚管→注浆→连接钢架、锚管验收。
6.2操作要点
6.2.1施工准备
1使施工现场达到三通，即电源、水源、道路通。
2准备好锚管的各部件，准备好钻孔及配套设备。
3确定砂浆施工配合比。
4准备好各种质检记录表，按照各项目竣工文件以及其他相关文件要求。
6.2.2锚管制作
材料采用锁脚注浆锚管，杆身必须调直无缺损并除去杆上油污、铁锈、杂质。
杆体直径要均匀、一致。
进场材料必须按规定进行抽样检测，合格后方能使用。
头部作成锥形，杆身间隔15cm钻直径为6mm孔（参照超前小导管加工方法）。
图2锁脚注浆锚管施工工艺流程图
6.2.3孔位确定
在架立好的钢架两侧2～3cm，连接钢板上1m左右选择适当位置。
两点基本上在同一水平面上。
不得过于靠近钢架，防止钻孔过程中钻杆影响钢架。
6.2.4钻机就位
在启动凿岩机前，首先应当检查压气管路、冲洗水管路是否接通、接牢，检查润滑系统是否有足够润滑油。
凿岩系统应保持润滑良好，润滑油应选30号或20号机油，一般使用注油器，每班应定次定量添注；在开关风时要认真清理被开关风管头，以免风管头摆动伤人。
同时各风管节头的连接以及各风管在不用时要保证绑扎好。
钻眼人员到达掌子面时，应首先检查工作面是否处于安全状态，如支护有无表观变形、裂纹；钻眼时，风钻支架应放在妥当位置，以免支架弹出伤人。
6.2.5钻孔角度定位
根据对不同角度的沉降观测数据分析，水平向下打入30～50°效果比较好。
6.2.6钻孔
根据所规定的孔位、孔径、长度与倾斜钻孔，钻机采用YT28气腿式风枪，钻头采用Φ70mm梅花形合金钢钻头。
开孔时，应调节凿岩机的控制手柄阀，使凿钻轻冲击运转，调整气腿调压阀，使气腿推力处于弱推力状态。
当形成孔窝后，可逐渐使凿岩机处于中运转状态，然后再逐渐增大气腿的轴推力，当炮孔凿入100mm左右，可使凿岩机处于全运转和注水及吹洗的工作状态，气腿的轴推力调整到最优推力。
对钻机先供风供水，开始钻进，钻进应以多回转、少冲击的原则进行，以免钻渣堵塞水孔。
清孔完毕时，及时插入锚管。
6.2.7清孔
成孔后用ф18弯头钢管直至孔底通入高压风清孔，将孔内壁及根部残留废土清除干净。
切忌人员正对眼口，以免孔内杂物伤害人员。
6.2.8孔位检查
钻孔后，孔内石粉必须用高压水或高压风冲洗干净。
杆孔深度大于锚管设计长度10cm，锚管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
孔深检查采用卷尺量测，孔径采用比锚管直径大10mm的PVC管检测。
待自检合格后，填写检查记录表格，报现场监理工程师检查合格后，方能插入锚管。
6.2.9插入锚管
采用人工插入带锥头的锚管；当插入比较困难时，将锚管退出后采用风钻洗孔清空后重新插入，或用风钻直接送入。
锚管钢筋保护层在采用水泥砂浆时不小于8mm，其强度等级不应低于M20。
6.2.10注浆作业
1注浆材料采用水泥砂浆，水泥选用32.5R以上的普通硅酸盐水泥，质量应满足《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的各项指标》（GB175）标准；拌合水应符合《铁路混凝土及砌体工程施工规范》（TB1210）的各项规定。
2注浆用水泥砂浆配合比应根据设计文件进行配置，砂浆具有早强性、可流动性、膨胀密实性功能，属于富水泥砂浆。
3砂浆拌制采用YI32S-4型拌和机，随拌随用，拌合时间不少于3分钟，注浆过程中注意防止容器内浆液产生沉淀。
选用HFV-5D注浆机，注浆时缓慢匀速注入，以减少浆液中气泡的产生以及冲孔现象。
当均匀浆液从孔口流出时，持续10余秒，可以结束注浆。
4注浆参数注浆压力选择，采用一次升压法注浆，注浆压力要控制在0.5Mpa～1.0Mpa之间。
6.2.11连接处理
钢管插入时，注意尾部应与钢架面平齐。
由于锚管与钢架接触面过小，焊接有效面积小的原因，采用Φ20螺纹管加工成“u”型，并与钢架、锚管有效焊接。
7.劳动力组织
表1锚管施工人员配备表（单口每班）
工种或职务
人数
工区长
1
技术主管
1
专兼职安全员
1
质检员
1
锚管加工、运输
2
钻孔、清孔
4
注浆
3
锚管安装
2
电工
1
空压机司机
1
8设备机具配置
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