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。