锚杆施工.docx
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锚杆施工
第一节概述
本标支护工程项目主要为溢洪道、泄洪导流洞、工业供水洞、发电引水洞、电站、生产管理区土石方明挖边坡以及地下洞室开挖后的围岩施工期的临时及永久支护。
支护类型包括：
⑴锚杆（随机锚杆或系统锚杆）
①注浆锚杆：
采用水泥浆全长注浆，用于永久性支护的锚杆；
②非注浆锚杆：
采用楔块或胀壳以及树脂等进行端头锚固，用于临时支护的不注浆锚杆。
⑵喷射混凝土（包括喷素混凝土、钢筋网或钢丝网喷射混凝土）；
⑶锚杆和各种喷射混凝土的组合。
主要项目、工程量及施工参数见表17-1-1。
主要项目、工程量及施工参数表
表17-1-1
编号
项目名称
单位
工程量
规格及说明
1
溢洪道工程
1.1
边坡护砌工程
1.1.1
边坡C15混凝土喷护
m3
1070
1.2
锚筋
1.2.1
锚筋
根
4390
Φ25L=2.5m
1.2.2
锚筋
根
Φ22L=2.5m
1.2.3
锚筋
根
Φ28L=2.5m
2
工业供水洞工程
2.1
施工支洞
2.1.1
喷锚砼
m3
566
2.1.2
锚杆
根
1070
Φ25L=2.5m
2.2
供水洞
2.2.1
C25钢筋砼洞脸护砌
m3
41
2.2.2
锚杆
根
15320
Φ25
2.2.3
喷锚混凝土
m3
3322
3
发电引水洞工程
3.1
进水口
3.1.1
引水坡面喷砼
m3
54
3.1.2
洞脸喷砼
m3
111
3.2
竖井段
3.2.1
竖井支护喷砼
m3
178
3.2.2
锚杆
根
990
Φ25L=2.5m
3.3
引水隧洞
3.3.1
隧洞支护喷砼
m3
1639
3.3.2
锚杆
根
6912
Φ25
4
电站工程
4.1
厂区
4.1.1
C15喷锚混凝土护坡
m3
720
5
生产管理区工程
5.1
室外工程
5.1.1
厂区硬化
5.1.1.1
厂区C10喷锚混凝土护坡
m3
744
5.1.1.2
C15喷锚混凝土护坡
m3
502
6
泄洪导流洞工程
6.1
进水口
6.1.1
进口边坡C15喷砼
m3
21
6.1.2
隧洞喷锚支护
m3
361
6.1.3
竖井平台边坡喷砼
m3
258
6.1.4
竖井喷锚支护
m3
90
6.1.5
锚杆
m3
1754
ø25L=2.5m
6.2
隧洞洞身
6.2.1
隧洞喷锚混凝土支护
m3
622
6.2.2
锚杆
根
6300
ø25L=2.5m
6.3
出口段
6.3.1
隧洞出口喷砼
m3
144
6.3.2
出口启闭机室
6.3.3
锚杆
根
50
ø25L=2.5m
6.3.4
隧洞出口右侧山体喷砼防护
m3
120
第二节施工技术要求
1.锚杆施工技术要求
1.1材料
⑴锚杆：
锚杆的材料应按施工图纸的要求，选用Ⅱ级或Ⅲ级高强度的螺纹钢筋或变形钢筋。
⑵水泥：
注浆锚杆的水泥砂浆应采用强度等级不低于32.5MPa的普通硅酸盐水泥；
⑶砂：
采用最大粒径小于2.5mm的中细砂；
⑷水泥砂浆：
砂浆标号必须满足施工图纸的要求，注浆锚杆水泥砂浆的强度等级不应按低20MPa；
⑸外加剂：
按施工图纸要求，在注浆锚杆水泥砂浆中添加速凝剂和其它外加剂，品质不得含有对锚杆腐蚀作用的成分；
⑹树脂：
用于注浆和非注浆锚杆端头锚固的树脂，应按施工图纸的要求，选购合格厂家生产的产品。
树指与填料的比例，应通过现场试验确定。
1.2锚杆孔的钻孔
⑴锚杆孔的开孔应按施工图纸布置的钻孔位置进行，其孔位偏差应不大于100mm。
⑵锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求。
施工图纸未做规定时，其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面；局部加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于45度。
⑶注浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径，若采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头径应大于锚杆直径15mm以上；若采用“先安装锚杆后注浆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径25mm以上。
⑷锚杆孔深度必须达到施工图纸的规定，孔深偏差值不大于50mm。
1.3锚杆的锚固和安装
⑴胀壳式锚杆安装前，应将锚杆的各项组件临时加以固定，组装后应保证楔子在胀壳内顺利滑行。
锚杆送入孔内要求的深度后，应立即拧紧杆体，并达到扭矩要求。
⑵楔缝式锚杆安装前，应将楔子和杆体组装后送至孔底，楔子不得偏斜，送入后应立即上好托板，拧紧螺帽。
⑶倒楔式锚杆安装前，楔形块体应错开三分之一长度捆紧，防止安装时脱落，安装时必须打紧锚块，安装后应立即上好托板，拧紧螺帽。
⑷树脂卷端头锚固的锚杆应采用施工图纸规定的树脂卷，树脂卷应存放在阴凉、干燥和温度+5°～+25°之间的防火仓库内，过期和变质的树脂卷不得使用。
锚杆安装前应先用杆体测量孔深，并作出标记，然后用锚杆杆体将树脂卷送至孔底。
搅拌树脂时，应缓慢推进锚杆杆体，并按厂家产品说明书规定的搅拌时间进行连续搅拌。
树脂搅拌完毕后，应立即在孔口处将锚杆临时固定，搅拌完毕至少15分钟后安装好托板。
1.4锚杆的注浆
⑴锚杆注浆的水泥砂浆配合比，应在以下规定的范围内通过试验选定：
水泥：
砂，1：
1～1：
2（重量比）；
水泥：
水，1：
0.38～1：
0.45。
⑵先注浆的永久支护锚杆，应在钻孔内注满浆后立即插杆；后注浆的永久支护锚杆应在锚杆安装后立即进行灌浆。
⑶锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。
1.5岩石锚杆的质量检验
⑴锚杆材质检验：
每批锚杆材料均应附有生产厂的质量证明书，承包人应按施工图纸规定的材质标准以及监理人指示的抽检数量检验锚杆性能。
⑵注浆密实度试验：
选取与现场锚杆的锚杆直径和长度、锚孔孔径倾斜度相同的锚杆和塑料管（或钢管），采用与现场注浆相同的材料和配合比拌制的砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后剖管检查其密实度。
不同类型和不同长度的锚杆均需进行试验，试验计划应报送监理人审批。
⑶承包人应按监理人指示的抽样范围和数量，对锚杆孔的钻孔规格（孔径、深度和倾斜度）进行抽查并作好记录。
⑷拉拔力试验：
边坡和地下洞室的支护锚杆，按作业区在每200根锚杆至少抽样一组，每组不少于三根进行拉拔力试验。
试件中应包括边墙和顶拱锚杆。
在砂浆锚杆养护28天后，安装张拉设备逐级加载张拉至拔出锚杆或将锚杆拉断为止，拉力方向应与锚杆轴线一致。
喷锚支护中抽检的锚杆，当拉拔力达到规定值时，应立即停止加载，结束试验。
必要时经监理人批准进行锚杆的破坏性试验。
1.6验收
锚杆材料抽验记录，注浆密实试验记录和成果，锚杆钻孔记录，各作业分区的验收报告及时送交监理工程师。
2.喷射混凝土施工技术要求
2.1材料
⑴水泥：
优先选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥，当有防腐或特殊要求时，经监理人批准，可采用特种水泥。
水泥标号不低于425#。
进场水泥应有生产厂的质量证明书。
⑵骨料：
细骨料应采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数宜大于2.5，使用时的含水率宜控制在5%-7%；粗骨料应采用耐久的卵石或碎石，粒径不应大于10mm；喷射混凝土中不得使用含有活性二氧化硅的骨料，喷射混凝土的骨料级配，应满足表《喷射混凝土技术规范》的规定。
⑶水：
应符合本技术条款第8.4.3.2款的规定。
⑷外加剂：
速凝剂的质量应符合施工图纸要求并有生产厂的质量保证书，初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min。
选用外加剂应经监理人批准。
⑸钢筋网：
应采用屈服强度不低于240MPa的光面钢筋网。
2.2配合比
喷射混凝土配合比，应通过室内试验和现场试验选定，并应符合施工图纸要求，在保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水泥和水的用量。
速凝剂的掺量应通过现场试验确定，喷射混凝土的初凝和终凝时间，应满足施工图纸和现场喷射工艺的要求，喷射混凝土的强度应符合施工图纸要求。
2.3配料、拌和及运输
⑴称量允许偏差
拌制混合料的称量允许偏差应符合下列规定：
水泥和速凝剂：
±2%；
砂、石：
±3%。
⑵搅拌时间
混合料搅拌时间应遵守下列规定：
①采用容量小于400L的强制式搅拌机搅拌料时，搅拌时间不得小于1min；
②采用自落式搅拌机拌料时，搅拌时间不得小于2min；
③采用人工拌料时，拌料次数不少于三次，且混合料的颜色应均一；
④混合料掺外加剂时，搅动时间应适当延长。
⑶运输
混合料在运输、存放过程中，应严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，装入喷射机前应过筛。
2.4喷射混凝土的准备工作
⑴在喷射前对喷射面进行检查，并做好以下准备工作：
清除开挖面的浮石、墙脚的石渣和堆积物；处理好光滑岩面；安设工作平台；用高压风水枪冲洗喷面，对遇水易潮解的泥化岩层，应采用压风清扫岩面；埋设控制喷射混凝土厚度的标志；作业区应具有良好的通风和充足的照明设施。
⑵喷射作业前，承包人应对施工机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查和试运行。
⑶在受喷面滴水部位埋设导管排水，导水效果不好的含水层可设盲沟排水，对淋水处可设截水圈排水。
2.5喷射混凝土
⑴喷射混凝土施工前56天，承包人应为每种拟用的外加剂至少做三次试块试验板（参照SDJ57-85中附录三），试验板测定的喷射混凝土工艺质量和抗压强度达到要求后，才能进行喷射混凝土施工。
⑵喷射混凝土作业应分段分片依次进行，喷射顺序自上而下，一次喷射厚度按GB50086-2001表8.5.1规定数据选用；分层喷射时，后一层应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再行喷射，应先用风水清洗喷层面；喷射作业应紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一循环放炮时间不应少于3h。
⑶喷射机作业应严格执行喷射机的操作规程：
应连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；完成或因故中断喷射作业时，应将喷射机和输料管内的积料清除干净。
⑷喷射混凝土的回弹率：
洞室拱部不应大于15%，边墙不应大于10%。
⑸喷射混凝土养护：
喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护；养护时间一般工程不得少于7昼夜，气温低于+5℃时，不得喷水养护。
⑹冬季施工：
喷射作业区的气温不应低于+5℃；混合料进入喷雾机的温度不应低于+5℃；普通硅酸盐水泥配制的喷射混凝土在低于设计强度30%时，不得受冻。
2.6钢筋网喷射混凝土
⑴钢筋网的使用
①承包人应按施工图纸的要求和监理人的指示，在指定部位进行喷射混凝土前布设钢筋网。
钢筋网为间距250mm、钢筋采用直径为6.5mm、屈服强度240MPa的光面钢筋网（Ⅰ级钢筋），钢筋保护层厚度不应小于50mm。
②钢筋网喷射混凝土支护厚度不应小于100mm，亦不应大于250mm。
③使用工厂生产的定型钢丝网时，其钢丝网间距应不小于100mm，并应经过喷射混凝土试验选择骨料的粒径和级配。
⑵钢筋网喷射混凝施工
钢筋网喷射混凝施工应按GB50086-2001第8.7.1条至第8.7.2条的有关规定执行。
⑶根据施工技术进步的要求，发包人要求承包人采用掺其它材料的喷混凝土时，应通过现场混凝土试验，试验资料报监理人复核，并经监理人批准后方可实施，其单价按合同变更处理。
2.7土石方明挖边坡喷射混凝土施工
⑴岩石边坡表面处理应按下列规定：
①岩石边坡应采用光面爆破或预裂爆破，以减少对边坡岩石的损伤和获得较平整的喷射面；
②自然边坡应将基岩面整平，并将表面松动岩快、浮渣等覆盖物清理干净；
③清楚坡脚处的岩渣等堆积物。
⑵土质边坡喷射混凝土支护应遵守下列规定：
①明挖土质边坡，喷射混凝土支护作业前，应将边坡整平、压实，自坡底开始自下而上分段分片依次进行喷射。
②严禁在冻土和松散土面上喷射混凝土。
⑶根据施工技术进步的要求，业主要求承包人采用掺其它材料的喷混凝土时，应通过现场混凝土试验，试验资料报监理人复核，并经监理人批准后方可实施，其单价按合同变更处理。
2.8养护
⑴喷射混凝土的养护，应按GB50086-2001第8.5.6条的规定执行。
⑵当喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85%时，经监理人同意，可准予自然养护。
第三节施工布置
1.施工道路
洞口坡面支护及洞内支护施工采用引水隧洞开挖施工道路，详见施工总平面布置图。
2.供风、供水
⑴供风
支护施工用风，由本标段施工总体布置设置的空压站提供施工用风。
⑵供水
支护施工用水由本标段施工总体布置设置系统供水管路系统供给。
3.施工供电及照明
支护施工用电采用开挖施工供电系统供电；施工照明，视施工部位，采用开挖施工照明，或另从照明供电线路接短距照灯线路照明。
4.支护工程材料备制与储备
⑴锚杆材料、备制与储备均由综合加工厂负责。
⑵喷混凝土料由本标段混凝土生产系统储料与备制。
第四节施工程序
1.边坡支护施工程序
洞脸支护施工总体遵循跟随开挖高程平面分层分区，由上至下循环跟进的施工原则进行，上层支护确保下层开挖安全顺利地进行。
锚杆施工与开挖水平面高差不大于10～15m；喷护施工与开挖水平面高差不大于15m。
支护工程施工的及时性应确保边坡稳定和限制岩体卸荷松驰的要求。
边坡支护施工工序流程见图17-4-1-1。
2.洞内支护施工程序
根据引水隧洞地质条件和开挖、支护施工特性及要点，洞内支护分两期进行施工。
一期支护包括：
随机锚杆、初喷，二期支护主要包括设计永久系统锚杆和复喷。
一期支护施工紧随洞室开挖作业面，与开挖作业交替进行；二期支护施工距开挖作业面20～50m跟进平行作业。
洞内支护工序流程见图17-4-2-1。
第五节施工方法
1.支护施工遵循原则
⑴断层破碎带超前支护；
⑵Ⅳ类围岩随挖随护；
⑶Ⅱ、Ⅲ类围岩滞后开挖面20～50m，与开挖面平行作业。
⑷支护确保与围岩粘贴紧密，使支护与围岩共同受力，形成无弯距结构，充分利用围岩自承力。
2.锚杆施工方法
本标段所有支护锚杆，均由本标段总体布置的综合加工厂制作，由载重汽车运至施工现场。
永久支护系统锚均采用注砂浆锚固；随机锚杆采用采用楔块或胀壳以及树脂等进行端头锚固。
锚杆施工工艺流程见图17-5-2-1。
⑴开挖边坡锚杆施工方法
边坡锚杆施工作业，在搭设的钢管脚手架和简易操作平台上进行。
钻孔采用TY-28型气腿钻，按设计孔位及角度钻进，孔径φ42；钻孔达到设计孔深后，用液压风清孔；锚固采用“先注浆后安插锚杆”的顺序施工；注浆选用JJS200型浆液搅拌机制浆、2SNS型注浆机注浆。
⑵进洞锁口支护
如果洞口岩体卸荷松驰，完整性差，主要为Ⅳ类甚至Ⅴ类围岩的地质状况，各洞进洞开挖前洞口进行锁口支护。
支护方案如下：
沿洞水平中心线以上周边线外侧4.0m带宽范围内，设1.5m×1.5m（间排距）水平系统锚杆，和在距拱周边线0.2m设置一道间距为3m超前锚杆（根据实际地质条件确定），杆长均为3m；洞口坡面3.0m带宽范围挂网喷护厚混凝土；洞内20m段根据情况及监理工程师的指令设钢格栅加强锁口支护。
锁口支护施工方法：
采用洞脸边坡支护施工脚手架及作业平台，以及造孔、喷混凝土等设备与方法进行施工。
⑶洞内锚杆施工方法
①布孔
锚杆孔按设计要求，孔位偏差不大于100mm；
系统锚杆的孔轴方向与所在部位的洞壁垂直，局部随机加固锚杆的孔轴方向与围岩可能滑动的倾向相反，其与滑动面的交角应大于45°。
②钻孔
锚杆孔采用开挖设备钻孔。
③锚杆孔清洗
将孔壁和孔底的积水和岩粉用高压风吹洗干净。
④锚杆体安装
在锚杆体插入孔内前，头部用铁丝捆绕成小于锚杆孔直径的圆环，作为锚杆插入孔底后的定位器，尾端装上带有注浆管和排气管的橡胶封闭塞；锚杆杆体露出岩面的长度不应大于喷射混凝土的厚度，锚杆孔内长度不应小于设计规定的95%。
⑤注浆
水泥砂浆配合比：
水泥：
砂=1：
1～1：
2（重量比）；水灰比为0.38～0.45水泥砂浆强度等级不低于20MPa。
水泥砂浆应随用随配，采用NZ30A型灰浆泵进行注浆，当排气孔流出浆时即停止注浆。
⑥安装锚杆尾端的托板，托板应紧贴岩面，未接触部位必须楔紧。
在锚杆刚安装完成后，不得随意敲击和悬挂重物。
3.喷混凝土支护施工方法
喷射混凝土支护施工均采用湿喷工艺。
喷混凝土支护施工所有素混凝土料由本标段施工总体布置的拌和站供料，搅拌车运输至施工部位。
⑴边坡喷混凝土支护：
采用搭设脚手架和简易工作平台的方法进行施工，混凝土采用TK-961湿喷机喷射。
其施工工艺流程见图17-5-3-1。
⑵洞内喷混凝土支护：
采用TK-961型湿喷机进行施工作业，其施工工艺流程同图17-5-3-1。
⑶受喷面准备
①清除开挖面浮石、石碴或堆积物，挖除欠挖部位，用高压水枪冲洗受喷岩面；
对潮湿泥化岩石，采用高压风清扫岩面。
②受喷面经验收合格后，设立喷厚标志；对受喷面渗水部位，采用埋设导管、盲管或截水圈作排水处理。
⑷喷射混凝土
①检查喷射机施工用水、用风，试运行正常后即可进行喷射作业。
②作业按先通风后送电，然后再投料的顺序进行。
喂送混合料保持持续、均匀，
施喷中使用助风管，协助管道畅通。
③受喷面作业自上而下分段、分片进行，片段间的接合部应妥善喷射，不得存在漏喷部位。
④洞内6cm以下受喷面，一次喷至设计厚度，大于6cm的受喷面分两层喷射。
完成第一层喷射后，清理回弹物料，然后进行下一层喷射施工，下一层喷射在上层终凝后进行，若终凝1h后喷护，则用压力风清扫喷面。
⑤喷射混凝土的回弹率，洞室拱部不大于25%，边墙（边坡）不大于15%。
⑸喷护混凝土养护
喷射混凝土终凝2小时后，及时对喷射混凝土洒水养护。
养护时间洞内不少于7天（边坡喷混凝土不少于14天）。
当气温低于5℃时，边坡喷护混凝土采用覆盖塑料薄膜的方法，加以保温保湿养护。
⑹质量检查及验收
①喷层厚度及粘结力检查试验：
按监理工程师指示钻取直径100mm的芯样，检查喷混凝土厚度及与岩面结合情况，进行喷层支护（拉拔）等各种相关试验，试验成果报监理工程师。
所有试件钻孔用干硬性水泥砂浆回填。
②对喷混凝土中的鼓皮、剥落、低渗或其它缺陷部位及时处理修补，并经监理工程师确认验收。
第六节施工进度计划
隧洞开挖临时支护随挖随支，系统支护一般滞后开挖掌子面20～50m，因此支护一般在开挖完成后的一定时间内相继完工，详见第十三章总工期与施工进度安排。
第七节主要施工技术措施
1.质量控制措施
⑴支护施工前先对围岩及边坡进行检查，以确定所支护的类型或支护参数。
每开挖一层，及时按设计要求进行边坡支护；洞内喷锚支护紧随、紧跟开挖工作面进行，以确保围岩的稳定。
⑵支护作业严格按照有关的施工规范、规程进行。
超前锚杆、管棚和随机锚杆及系统锚杆的安装方法，包括钻孔和注浆等工艺，均须经过监理工程师的检查和批准。
⑶系统锚杆和钢格栅严格按照施工图纸标准要求进行制作，严格执行锚杆、钢格栅安装工艺。
⑷喷混凝土施工的位置、面积、厚度等均按照施工图纸的规定，喷混凝土采用符合有关标准和技术规程规范要求的砂、石、水泥，认真做好喷混凝土的配合比设计，通过试验确定合理的设计参数，并征得监理工程师的同意。
喷混凝土施工前，必须对所喷部位进行冲洗，预埋规定长度的检验钢筋以量测厚度，在喷混凝土结束后，进行喷混凝土厚度检验后割除露出表面的钢筋。
⑸喷射施工时，喷嘴按螺旋形轨迹一圈压半圈的方式沿横向移动，层层喷射，确保厚度，使混凝土均匀密实，表面平整，喷嘴与喷射面尽量保持垂直，以减少回弹，确保喷混凝土的质量。
喷身混凝土初凝后，立即洒水养护，持续养护时间不小于7天。
2.安全控制措施
⑴建立健全以项目经理为第一责任人的安全文明施工领导小组，设置专职安全员，建立严格的安全管理制度及严格的安全奖惩措施。
⑵支护施工前对所有参与该项目施工的人员进行必要的岗前培训，只有经培训合格的人员才能持证上岗作业。
⑶施工人员进入施工现场严格按劳保着装要求着装，班前进行安全施工技术交底，每日进行安全巡检，每月进行安全考核，奖惩月月兑现。
对习惯性违章和安全意识淡薄的施工人员严肃处理，对存在安全隐患的施工部位、工序等责令整改后施工。
⑷施工前检查作业区围岩稳定情况，必要时进行适当处理，各种施工作业比较固定的机械应停放在围岩稳定或已设支护的地段。
⑸经常检查施工电源和线路及设备电器部分，按有关规定设置保护装置，以确保用电安全。
⑹喷射机、注浆泵及管道等有压设备，使用前须全面检查，满足安全要求后再投入使用，在使用过程中如发现压力表失灵和损坏，及时更换并经常检查易损部位，发现后要及时处理。
⑺施工作业时，任何情况下，喷射机喷头，注浆管管口前方严禁站人。
⑻严禁违章操作、野蛮施工，高空作业时搭设的工作平台须牢固可靠，并设置拦杆、挂安全防护网，在醒目处设立安全警示标志。
⑼严格按照符合设计技术要求并经监理工程师审核的开挖支护施工程序组织生产，严禁违反施工程序施工，以免造成边坡失稳，崩塌等重大事故的发生。
⑽支护施工的钻孔及喷护采取降尘措施，尽量减少粉尘对人及环境的伤害及污染。
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