锚杆施工作业指导书.docx

1、锚杆施工作业指导书中铁十三局集团有限公司施工过程控制标准化管理手册（隧道分册） 锚杆施工作业指导书 编 制： 审 核： 批 准： 目 录1.目的 12.编制依据 13.适用范围 14.作业准备 14.1技术准备 14.2外业准备 15.劳动力组织 15.1劳动力组织方式 15.2施工人员配备 16.主要施工设备、机具配置 27.材料要求 28.锚杆种类及各种锚杆特点 28.1锚杆种类 28.2各种锚杆特点 38.2.1普通砂浆锚杆 38.2.2中空注浆锚杆 38.2.3水胀式锚杆 48.2.4楔缝式预应力锚杆 48.2.5涨壳式预应力注浆锚杆 48.2.6涨壳式预应力中空注浆锚杆 48.2.7

2、玻璃纤维锚杆 59.锚杆设计与选择 59.1锚杆设计 59.2锚杆选择 510.锚杆施工工艺流程 610.1砂浆锚杆、玻璃纤维锚杆施工工艺流程 610.2涨壳式中空预应力锚杆施工工艺流程 611.锚杆施工技术及技术要求 611.1锚杆施工前的准备 611.2钻孔 611.3锚杆安装 712.质量控制及检验标准 812.1质量验收规范 812.2分项验收标准 812.2.1基本要求 812.2.2实测项目 813.常见问题及处理方法 914.安全及环保要求 914.1组织机构 914.2安全要求 1014.3环保要求 1015.估算指标 10锚杆施工作业指导书1.目的 为明确隧道及地下工程锚杆施

3、工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，规范隧道及地下工程锚杆施工作业，特制定本作业指导书。2.编制依据国家、省和部有关现行设计规范、施工规范、安全规程、验收标准和有关规定。相关设计文件。包合同，招投标文件、协议、纪要。现场调查的相关资料。3.适用范围本作业指导书适用于隧道及地下工程砂浆锚杆、玻璃纤维锚杆、涨壳式中空预应力锚杆等锚杆的施工。也可用于边坡防护。4.作业准备4.1技术准备在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训。4.2外业准备现场地形、便道、场地等资料收集，

4、确定各类机具、设备进出场地线路及方法、风水电供应线路、材料临时堆放位置。根据设计图纸或设计图纸修改通知单，确定锚杆支护间排距，进行锚杆孔位放样。5.劳动力组织5.1劳动力组织方式采用劳务轻包组织模式5.2施工人员配备施工人员结合既定施工方案、机械、工期要求进行合理配置，详见表1。表1 钻孔桩作业人员配备表序号人员类别数量（人）1施工负责人12技术主管13专兼职安全员14技术、质检、测量人员45工 班 长16机械维修人员27液压三臂凿岩台车操作人员38支护工班（锚杆安装与注浆）、普工（砂浆搅拌）159电工1其中施工负责人、技术主管、工班长、技术人员、专兼职安全员必须由企业正式职工担任，并可根据工

5、程情况适当配备劳务工人。6.主要施工设备、机具配置锚杆支护作业施工设备、机具配置如表2。表2 主要施工机具设备配置序号名称型号单位数量备注1液压三臂凿岩台车Rocket boomer 353E台1造锚杆孔2汽车吊汽车式起重机QY12T辆1锚杆安装及注浆3装载机柳工CLG862辆1注浆机、搅拌机进出场4J0350搅拌机J0350台1现场砂浆搅拌5注浆机GS25EB台2锚杆注浆，备用1台6扭力扳手个2锚杆安装过程中施加预应力、备用1台7.材料要求任何一种锚杆都要保证下料长度，不得偷工减料和任意截取材料。不能采用污水造浆，可从供水管道上分支架设砂浆拌制临时供水管。砂浆应按照施工配合比进行随用随拌，在

6、初凝前全部用完，使用掺速凝剂砂浆时，一次拌制砂浆数量不应多于3个孔，以免时间过长，使砂浆在泵、管中凝结。因人工砂含粉尘较多，故注浆拌料采用河砂。8.锚杆种类及各种锚杆特点目前，国内采用的锚杆种类较多，因各种锚杆特点不同应有用于不同工程和工程部位。8.1锚杆种类锚杆主要种类：普通砂浆锚杆自转式中空锚杆水胀式锚杆楔缝式预应力锚杆涨壳式预应力注浆锚杆涨壳式预应力中空注浆锚杆玻璃纤维锚杆等。锚杆施工分类：随机锚杆系统锚杆。8.2各种锚杆特点8.2.1普通砂浆锚杆工程实践表明，普通砂浆锚杆虽具有成本低廉、施工简便等优点，但其自身固有的技术缺陷却潜伏着对锚杆工程质量和锚固效果的严重威胁，这是不容忽视的。普

7、通砂浆锚杆的主要缺陷有：普通砂浆锚杆常采用先灌浆后插筋的工艺，人为因素对灌浆饱满度影响较大，特别是当施工向上仰斜或长度大于3.0m的锚杆，灌浆饱满程度更难于保证，常导致实际的有效锚固区与设计要求相差较远，而当前又缺乏检验砂浆饱满度的有效方法。锚杆的抗拔试验也无法准确判定这类全长粘结型锚杆是否满足设计要求(因只要在不小于锚杆体直径的2535倍的长度内灌满砂浆，在极限荷载的作用下总是杆体钢材出现颈缩与破坏)。因此，当前广泛使用的砂浆锚杆给工程留下深深的隐患，更危险的是通常这种隐患不被人们察觉。普通砂浆锚杆一般不设垫板和螺母(有时仅设置垫板，但无带丝扣的螺母)，无法在锚杆安装后提供托板力，锚杆的作用

8、完全处于被动状态，只有当岩体位移时，锚杆才开始发挥作用。这就不利于控制岩体开挖后早期的松动与位移。由于锚杆施工中砂浆饱满度难以控制钻孔内的孔隙、空腔以及杆体钢筋裸露现象往往难以避免，为地下水(特别是含腐蚀介质的地下水)的入侵提供了通路，导致钢质杆体的锈蚀，严重影响锚杆的耐久性。在软弱破碎岩体等不良地层中钻孔，拔出钻杆后，常出现塌孔现象，普通砂浆锚杆的应对能力差。8.2.2中空注浆锚杆中空注浆锚杆具有以下一些特点，从而大大提高了锚杆的可靠性与适应性。普通中空注浆锚杆采用先插入中空杆体后在中空杆体的孔腔中由内向外灌注水泥浆，且锚孔外端口有止浆塞和托板，能有效地防止浆液的外溢，保证杆体与孔壁间的注浆

9、饱满，这样就能沿锚杆全长传递剪应力和拉应力，确保锚固范围内的岩体得到加固必要时，还可以实施压力注浆，使浆液向杆体周边岩体的裂隙内渗透扩散，使锚固范围内的岩体得到进一步加固。注浆凝固后，可用扭力扳手拧紧螺母，提供10kN左右的托板抗力在锚杆端头形成具有与机械式锚杆相似的球形压力区，从而可控制岩体开挖后的初期变形，阻止破碎岩块掉落。采用涨壳中空注浆锚杆或预应力自进式中空注浆锚杆，通过拧紧螺母或张拉装置能主动地将张拉荷载传递给岩土体，锚杆端部的球形或锥形压力区明显增大，并能提高软弱结构面或潜在滑移面的抗剪强度。按一定间距排列的涨壳式或自进式预应力锚杆可使锚固范围内的岩体构成压应力拱带，显著增强隧洞或

10、边坡工程的稳定性。在软弱破碎、成孔困难的地层中采用将钻杆与中空锚杆杆体合二为一(钻头留置在地层内)的自进式锚杆，并可通过连接套，方便地将锚杆加长，这样就从根本上扭转了在松软、破碎等不良地层中无法安设锚杆或锚杆长度不能满足设计要求的状况。中空锚杆不仅可保证杆体与孔壁间的空隙内注浆饱满，而且由于配置了锚头、止浆塞及连接套，可使杆体在锚孔内居中，从而锚杆能获得要求均匀的保护层厚度，大大提高了锚杆的耐久性。8.2.3水胀式锚杆施工速度快，不用灌浆，从而节省了水泥浆液的使用，方便快捷。 有优异的抗震动性，可接近于工作面进行安装。可以有随剪切位移的作用力。全长杆体膨胀紧贴不规则孔壁，任何一段都可成为独立作

11、用的部分，起支承作用。表面防腐处理，不用担心腐蚀情况。8.2.4楔缝式预应力锚杆在锚杆头部的楔缝中插入楔子，通过岩石的反力及岩石同锚头材料的摩阻力获取锚固力。主要应用于施工期间或使用年限较短的洞室中加固危岩，防止塌落。其特点是施工快，但锚固力较小，且会随时间的增长而降低。8.2.5涨壳式预应力注浆锚杆把带有楔梢的插头或锥形螺母放入锚杆头部的涨壳内，同锚杆一起插入锚杆孔内，使涨壳向外扩张，压紧岩层，从而获得锚固力。8.2.6涨壳式预应力中空注浆锚杆具有通过涨壳与岩壁形成的涨压力，安装锚杆后能迅速形成支护锚固力控制岩体变形；可对锚杆施加预应力控制围岩变形，提高锚固效果。能360度任意方向安装及注浆

12、，且施工简单、注浆可靠，使锚杆具有永久支护力和耐久性。通过预应力使锚杆注浆体处于零应力或注浆体不出现开裂，防止锚杆在长期的工作下腐蚀。通过安装排气导管，配合涨壳锚固件，施工时可实现后注浆，使注浆压力高，注浆体均匀饱满，加固效果好。8.2.7玻璃纤维锚杆玻璃纤维锚杆系列产品具有抗腐蚀、高强度、耐久性好的特点；重量轻，仅为同样长度钢锚杆的14，便于运输、操作，易于切割。9.锚杆设计与选择9.1锚杆设计初期支护锚杆采用L=4.5m、6m32砂浆锚杆、L=6m32涨壳式中空预应力锚杆（强岩爆地段采用L=9m32涨壳式中空预应力锚杆）、L=6m28玻璃纤维锚杆, 锁口锚杆支护采用L=4.5m/6m28或

13、32砂浆锚杆，超前锚杆支护采用L=6m28或32砂浆锚杆，随机支护采用L=4m3336水胀式锚杆。锚杆呈梅花型布置。9.2锚杆选择洞身大小：根据洞径的大小选择适当的锚杆，锚杆的长度及型号适当的调整，洞径越大，锚杆长度越长、型号越大；反之亦然。围岩类别：锚杆类型、长度及间距依据围岩级别进行确定。根据围岩软弱程度，围岩的类别越多，锚杆的种类、长度、型号也跟着增加。例如表3。表3 引水隧洞系统支护参数表围岩类别系统支护参数表临时支护锚杆（防岩爆锚杆）系统锚杆预应力锚杆b边顶拱280范围内系统布置32L=4.5m/，=1.5m1.5m带垫板砂浆锚杆两侧边墙各布置5排32,L=6m,T=80KN,=1.

14、0m1.0m 顶拱180范围内随机布置水胀式锚杆33 36，L=4.0m 边顶拱280范围内系统布置32 L=6m，=1.0m1.0m带垫板砂浆锚杆两侧边墙各布置5排32,L=6m,T=80KN,=1.0m1.0m顶拱180范围内随机布置水胀式锚杆33 36，L=4.0mb边顶拱280范围内系统布置32 L=6m，=1.5m1.5m带垫板砂浆锚杆两侧边墙各布置5排32,L=6m,T=80KN,=1.0m1.0m顶拱180范围内系统布置水胀式锚杆33 36，L=4.0m间排距1.5m/b边顶拱280范围内系统布置32 L=6m，=0.75m0.75m带垫板砂浆锚杆两侧边墙各布置5排32,L=6m

15、,T=80KN,=1.0m1.0m顶拱180范围内随机布置水胀式锚杆33 36，L=5.0m间排距0.75m边顶拱280范围内系统布置32 L=6m/9m，=0.5m0.5m带垫板砂浆锚杆两侧边墙各布置5排32,L=6m,T=80KN,=1.0m1.0m顶拱180范围内随机布置水胀式锚杆33 36，L=5.0m间排距0.5m施工部位：主要是边墙及拱顶。根据洞径的大小，围岩稳定性情况选择满足其安全施工的锚杆。一般拱顶选择涨壳式中空预应力锚杆或普通中空锚杆，边墙选择砂浆锚杆。锁口锚杆：洞室开口处根据围岩情况选择锚杆，原则上间距、环距控制在1m以内，一般围岩布置2环。加强支护：对于强岩爆地段加强支护

16、及岩爆处理可选择增加锚杆的种类、长度、型号。如锦屏二级水电站东端4#引水隧洞9+8009+730南侧边墙采用L=6m32涨壳式中空预应力锚杆和L=9m32涨壳式中空预应力锚杆交叉布置，间排距0.75m1m。超前支护：根据现场情况在类及更恶劣围岩洞段可采用超前支护：超前锚杆采用普通砂浆锚杆或自钻式中空锚杆等，顶拱180布置，外插角1030，L=6m,间距0.5m。10.锚杆施工工艺流程10.1砂浆锚杆、玻璃纤维锚杆施工工艺流程砂浆锚杆、玻璃纤维锚杆有先注浆后插锚杆和先插杆后注浆两种施工方法。常采用先注浆后插锚杆的施工方法，其施工工艺流程见图1。图1 先注浆后插锚杆施工工艺流程图10.2涨壳式中空

17、预应力锚杆施工工艺流程中空预应力锚杆一般采用先插锚杆后注浆的施工方法，其施工工艺流程见图2。图2 先插锚杆后注浆施工工艺流程图11.锚杆施工技术及技术要求11.1锚杆施工前的准备检查锚杆类型，规格，质量及其性能是否与设计相符。根据锚杆类型，规格及围岩情况准备钻孔机械及钻孔材料。11.2钻孔大洞室锚杆凿孔采用353E多臂钻钻孔，根据锚杆类型，规格及围岩情况确定凿孔深度、大小从而选择钻杆、钻头规格；按照设计间距布孔；锚杆的孔轴方向应满足施工图纸的要求。施工图纸未作规定时，其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面；局部随机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。钻头选用要符

18、合要求，钻孔点有明显标志，开孔的位置在任何方向的偏差均应小于100mm。岩锚梁部位锚杆要求上下孔位偏差不大于30mm，左右孔位偏差不大于100mm。 锚孔深度必须达到设计要求，孔深偏差值不大于50mm。岩锚梁部位锚杆钻孔倾角不应大于2，钻孔方位偏差不应大于5。钻孔结束后，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，不合格的锚杆孔必须进行补充设置。 钻孔完成后用风、水联合清洗，将孔内松散岩粉粒和积水清除干净；如果不需要立即插入锚杆，孔口应加盖或堵塞予以适当保护，在锚杆安装前应对钻孔进行检查以确定是否需要重新清洗。11.3锚杆安装涨壳式预应力中空锚杆安装安装锚杆时，杆体应插到孔底，

19、外露长度不大于杆体总长的5%，一般为10cm。边墙不用安装排气管，拱部锚杆必须安装排气管，排气管要安装到锚杆顶端，用铁丝与锚杆杆体固定，排气管要平顺，不得有弯曲，排气管需从锚垫板中心孔中穿出。安装完杆体后用锚固剂封堵孔口，孔口需封堵严密，边墙锚杆封堵时在孔口上部预留一小孔作为排气孔，封堵孔口后安装锚垫板，锚垫板要与岩面紧贴，安装完成后要对其施加预应力，施加的预应力为设计值的90%110%，螺母必须拧紧。锚杆安装完成后要及时注浆避免塌孔堵塞浆液，引起注浆不饱满。中空锚杆的砂浆标号为M30，浆液必须按照试验配合比掺砂（水泥：水：砂=1：0.45：1.5），且浓度粘稠（100120mm）要根据实际在

20、规定值内调整，防止浆液过浓或过稀引起注浆的不饱满。注浆时要缓慢注进浆液（压力控制在0.51Mpa），直到浆液从排气管或排气孔中返出方能停止注浆，要等待35分钟才能缓慢拔出注浆管。砂浆锚杆安装锚杆注浆安装前须先做好材料、机械和场地准备工作，砂浆标号为M25，配合比为：水泥：水：砂=1:0.45:2。注浆时注浆管必须插到孔底缓慢注浆，靠浆液压力压出注浆管，不得用手向外拔注浆管，浆液注满后缓慢插入杆体，直至插到孔底。拱部锚杆杆体插入时需用手挡住锚杆孔，防止浆液下坠，杆体插入后要等到浆液不下掉方能移开。若杆体插入时孔口无浆液流出应将杆体拔出重新注浆。砂浆不足时应重注砂浆。注浆完成后迅速安装锚垫板，锚垫

21、板需紧贴岩面，待砂浆初凝后拧紧螺母。玻璃纤维锚杆安装玻璃纤维锚杆目前是在东端3#引水隧洞段所用。安装要求同上砂浆锚杆。水胀式锚杆安装水胀式锚杆布置间距一般为=1m1m、成梅花型布置，特殊情况可减少至=0.75m0.75m。锚杆随机布置，但必须布置在完整岩石上。水胀式锚杆必须带垫板，尺寸不小于15cm15cm。水胀式锚杆长度要穿过爆破松动圈，但不应小于4m；用于掌子面加固的水胀式锚杆也不应小于4m。水胀式锚杆注水使用高压水泵，注水压力不小于15MPa或由现场实验确定，并要保证胀开后的直径至少要大于钻孔直径2mm。锚杆注水时必须要杆体充分膨胀后才能停止注水。12.质量控制及检验标准12.1质量验收

22、规范锚杆喷射混凝土支护技术规范GBJ86-85水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范SDJ57-8512.2分项验收标准12.2.1基本要求锚杆的材质、类型、质量、规格、数量和性能必须符合设计和规范的要求。锚杆插入孔内长度不得短于设计长度的95%。砂浆锚杆和注浆锚杆的灌浆强度应不小于设计和规范要求，锚杆孔内灌浆密实饱满。锚杆垫板应满足设计要求，垫板应紧贴围岩，围岩不平时要用M10砂浆填平。锚杆应垂直于开挖轮廓线布设。对沉积岩，锚杆应尽量垂直于岩层面。12.2.2实测项目锚杆支护施工允许偏差应符合表4的规定。表4 锚杆支护施工允许偏差序号检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1锚杆数量（根）不少于

23、设计值按分项工程统计2锚杆拔力（kN）28d拔力平均值设计值，最小拔力0.9设计值按锚杆数1%且不小于3根做拔力试验3孔位（mm）10尺量：检查锚杆数的10%4钻孔深度（mm）50尺量：检查锚杆数的10%5孔径（mm）砂浆锚杆：大于杆体直径+15；其他锚杆符合设计尺量：检查锚杆数的10%6锚杆垫块与岩面紧贴检查锚杆数的10%13.常见问题及处理方法安装锚杆前首先检查锚杆孔孔位、孔深、孔向是否符合要求，对不符合设计要求的孔需重新补打后才能安装锚杆，如塌孔引起的深度不够需采取“掏孔”，如无法掏出石渣的先放弃锚杆安装，353E多臂钻洗孔后再对其安装或重新补打锚杆孔。锚杆孔中必须注满砂浆，发现不满须拨

24、出锚杆重新注浆。注浆管不准对人放置，以防止高压喷出物射击伤人。砂浆应随用随拌，在初凝前全部用完，使用掺速凝剂砂浆时，一次拌制砂浆数量不应多于3个孔，以免时间过长，使砂浆在泵、管中凝结。废弃的锚杆孔需回填浆液，回填浆液需从孔底至孔口，禁止只在孔口填浆、禁止用锚固剂回填。锚注完成后，应及时清洗，整理注浆用具，除掉砂浆凝聚物，为下次使用创造好条件。施工期间，应对支护的工作状态进行定期和不定期检查。在不良地质地段，应由专人每班检查。暂停施工时，应将支护直抵开挖面。锚杆简易台架应安置应稳妥。锚杆尾端须置于开挖面后方护拱中的钢架之上，共同构成预支护系统。作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停

25、止风、水、料的输送。对锚杆支护体系的监控量测中发现支护体系变形、开裂等险情时，应采取补救措施。当险情危急时，应将人员撤出危险区。若已锚地段有较大变形或锚杆失效，立即在该地段增设加强锚杆，长度不小于原锚杆长度的1.5倍。14.安全及环保要求14.1组织机构成立以项目经理为组长，安全总监、总工程师为副组长的安全生产领导小组。安全生产领导小组在上级生产安全管理部门的领导和指导下开展工作，小组下设安全环保部，由安全环保部具体负责本工程的安全检查和管理工作。各施工队设专职安全员，各工班设兼职安全员。14.2安全要求特殊工种、值班人员持证上岗。钻机、钻具、起吊设备、卡具等均符合设计要求，并有专人进行检查维

26、修。泥浆池周围设置安全防护栏杆，并作醒目警示。钢筋笼、钻具、导管的起吊或中途打梢配备专用工具、卡具。凡不在施工的孔口，均张挂安全网或加盖脚手板，防止人员或物件掉入孔内。进入施工现场人员必须戴好安全帽，穿好防滑鞋，不准穿高跟皮鞋、拖鞋进入施工现场。夜间施工有足够的照明设施，所有电器设备符合施工现场安全用电规定。施工用电要由专业电工接、拆，一机一闸14.3环保要求施工前，对施工人员进行环境保护及文明施工要求交底。施工场地经常进行文明施工，保持场地清洁，路面平整。施工场地内要对材料堆放进行统一规范，并对该区域进行场地硬化，同时搭设支架堆放材料。防止水泥因为受潮而硬化结块、钢材因为长期放置于地面而腐蚀。外运石渣均要按要求做防护，不得沿途漏、洒，造成路面污染。施工和生活中产生的废弃物及时集中处理、运至指定地点弃置。对施工及生活中产生的污水或废水，集中处理，排放到污水排放系统。15.估算指标以L=6m、32涨壳式中空预应力锚杆为例，主要项目估算指标见表5。表5 主要项目估算指标表号项目单位数量备注1岩面清洗min152空位放样s103钻孔m/min0.5岩层4清孔时间min10清孔时间5安装锚杆时间根/min26第一次施加预应力时间根/min3根据预应力设计值定7注浆时间min10根据孔深定8砂浆初凝时间min20根据砂浆标号定6第二次施加预应力时间min3根据预应力设计值定