錨桿施工工法

錨桿施工工法一、序言錨桿在國內(nèi)多種隧道工程中較為常見，我企業(yè)在隧道錨桿錨桿施工中，采用液壓鑿巖臺車鉆設(shè)錨桿孔，并引進(jìn)雙管注漿工藝，加以改善和提高，開發(fā)出一套隧道錨桿的施工工法。采用此工法，能加緊錨桿施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量，提高施工效率，對錨桿規(guī)定及時發(fā)揮長錨桿支護(hù)作用的工程施工極為有效。二、工法特點(diǎn)1、錨桿鉆孔施工進(jìn)度較快，錨桿錨安工效高，成本低。2、采用單管和雙管結(jié)合施工的施工工藝并先固定桿體，實(shí)現(xiàn)了有壓注漿，有助于保證砂漿的保滿度和密實(shí)度，保證錨固質(zhì)量。3、操作以便，所需施工人員少，工人勞動強(qiáng)度低，且人員技術(shù)純熟快，能進(jìn)行高效率的錨安作業(yè)。三、合用范圍本工法合用于隧道施工中的砂漿錨桿，長度3~5m隧道錨桿支護(hù)施工。四、工藝原理對下傾錨桿采用老式的單管注漿工藝，插入注漿管至孔底，不設(shè)排氣管，邊注漿邊抽出注漿管至孔內(nèi)注漿完畢，再插入錨桿固定即可。對上傾或豎直錨桿的錨固，采用雙管注漿工藝，實(shí)既有壓注漿，砂漿在壓力作用下，由下而上填滿錨桿與錨桿孔壁之間的空隙，同步滲透進(jìn)圍巖的節(jié)理裂隙中，加強(qiáng)了錨桿與圍巖的摩擦力，同步，錨孔內(nèi)的空氣由排氣管內(nèi)排出，至排氣管溢漿時表明孔內(nèi)已注漿飽滿。五、施工工藝㈠工藝流程（見圖1）㈡關(guān)鍵技術(shù)1、錨桿眼成孔技術(shù)采用兩臂液壓鑿巖臺車、國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)φ48mm鉆頭、國外產(chǎn)φ35mm、長6.1m優(yōu)質(zhì)鉆桿進(jìn)行鉆孔。由于鉆桿長度比導(dǎo)軌滑架長度長約1.7m，開孔時需小心謹(jǐn)慎，待鉆進(jìn)1.7m后，將導(dǎo)軌滑架向上收縮抵住巖石，再正常鉆進(jìn)。軟弱圍巖鉆孔中存在的重要問題是圍巖破碎、鉆孔時排碴不暢，導(dǎo)致坍孔、卡鉆。針對性的處理措施是：保證鉆孔水壓及水量，以使其能將鉆碎的巖碴排走；出現(xiàn)卡鉆后及時退鉆，待處理后再鉆進(jìn)；軟弱圍巖段鉆孔后及時清孔、安裝和錨固錨桿，以防止錨桿推不進(jìn)去或推不究竟。2、錨桿錨安技術(shù)對下傾錨桿采用φ16mm鋼管作注漿管插入至孔底5～10cm，不設(shè)排氣管，邊注漿邊緩慢勻速拔出注漿管至孔內(nèi)注漿完畢，再插入錨桿固定即可。對上傾或豎直錨桿的錨固，采用雙管注漿工藝，將φ16mm注漿鋼管插入孔口后封堵，錨桿體插入前綁扎φ10mm塑料軟管作排氣管，采用灰漿泵對孔內(nèi)進(jìn)行有壓注漿，錨孔內(nèi)的空氣由排氣管內(nèi)排出，至排氣管溢漿時表明孔內(nèi)已注漿飽滿。3、錨桿質(zhì)量檢測技術(shù)對于砂漿錨桿，除進(jìn)行抗拔力檢測外，還應(yīng)進(jìn)行砂漿飽滿度的檢測，并輔以軸力檢測項(xiàng)目，方能保證錨桿質(zhì)量，發(fā)揮長錨桿作用。抗拔力采用錨桿拉拔計(jì)進(jìn)行檢測。砂漿飽滿度則運(yùn)用聲波反射能量對比法，通過使用激發(fā)能量大的機(jī)械沖擊法和用水作接受傳感器耦合劑等，采用M-10A型錨桿測試儀檢測。錨桿軸力采用JXGM-1型錨桿軸力計(jì)，在錨桿的上下面加工監(jiān)測用槽以安裝強(qiáng)度應(yīng)變片檢測，根據(jù)軸力值的大小和軸力分布狀況，判斷錨桿的施工質(zhì)量及有效性。㈢錨桿眼成孔1、鉆孔準(zhǔn)備對圍巖很好地段，應(yīng)先進(jìn)行找頂作業(yè)，清除作業(yè)面局部不穩(wěn)定石塊，錨桿作業(yè)面滯后開挖面一定距離。對圍巖較軟弱地段，必須先進(jìn)行初噴作業(yè)，再進(jìn)行錨桿鉆孔，錨桿鉆孔緊跟開挖面。臺車就位后，連接好臺車的水管和電纜，并保證工作面充足的照明。運(yùn)用臺車吊籃畫錨桿眼位，畫眼時按照設(shè)計(jì)間距及位置，并根據(jù)圍巖節(jié)理裂隙狀況作局部調(diào)整，但孔距偏差必須不不小于15cm。為便于臺車司機(jī)精確鉆孔，錨桿眼標(biāo)志應(yīng)醒目。2、鉆孔作業(yè)考慮到以便錨桿桿體插入孔內(nèi)，鉆頭采用φ48mm國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鉆頭，錨桿眼成孔直徑50mm。開孔時鉆桿應(yīng)垂直于開挖輪廓線，并小心謹(jǐn)慎，待鉆進(jìn)至能將導(dǎo)軌滑架抵住巖壁時，即可向上收縮導(dǎo)軌滑架至巖壁，然后正常鉆進(jìn)。鉆孔時必須保證水壓及水量，以及時排出孔內(nèi)巖碴，出現(xiàn)卡鉆時應(yīng)及時退鉆，待處理后再繼續(xù)正常鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深。鉆眼時嚴(yán)格控制鉆孔深度及孔向、開孔偏差，一般規(guī)定孔深只能超、不能欠，且最大偏差不得不小于5cm。錨桿孔向應(yīng)垂直于開挖輪廓線，方向偏差Δθ<2%[θ]。如臺車不能按設(shè)計(jì)角度或長度鉆孔時，應(yīng)及時調(diào)整臺車位置。錨桿孔開孔時應(yīng)按所畫位置，其偏差Δd<10cm。錨桿鉆孔完畢后應(yīng)進(jìn)行檢查，如不符合設(shè)計(jì)或規(guī)范規(guī)定，必須及時采用補(bǔ)救措施，重新鉆孔或加深錨桿孔等。3清孔清孔質(zhì)量直接影響著錨桿的錨固力，是決定錨桿錨固質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格控制。鑿巖臺車在退出鉆桿之前，直接用其高壓水沖洗錨桿孔直至孔口流出清水為止，對邊墻下傾錨桿必須再用高壓風(fēng)吹出孔內(nèi)殘碴、泥屑和積水，保證孔內(nèi)清潔潔凈。軟弱圍巖段鉆孔后應(yīng)及時清孔并錨固，以防止孔壁掉碴或產(chǎn)生變形，導(dǎo)致錨桿推不進(jìn)去或推不究竟。㈣桿體制作及安裝1、桿體制作、寄存及運(yùn)送錨桿采用經(jīng)抽檢合格的Ⅱ級螺紋鋼加工制作，所用螺紋鋼要有出廠合格證和工廠試驗(yàn)證明，并進(jìn)行人工除銹、除泥、除油污等處理。按照設(shè)計(jì)長度，采用鋼筋切割機(jī)切割而成。切割后發(fā)現(xiàn)桿體局部變形較大也許影響錨桿插入時，應(yīng)予以剔除。加工后，錨桿堆放應(yīng)下墊12cm枋木，支承距離1.8m以防桿體變形影響安裝,同步上蓋防水布等，以防銹防污、防腐防損和保持潔凈。桿體運(yùn)送過程中應(yīng)輕拿輕放，以防止撞擊變形。2、排氣管綁扎采用雙管注漿工藝時，排氣管采用φ10mm塑料軟管制作以保證其容許局部少許變形。將其剪斷成稍長于錨桿10~20cm，并將其頂部基本與錨桿頂平齊但略低3~5cm，以保證排氣管頂部不被眼底巖壁抵緊而失效。采用一般電膠布按0.5m間距將排氣管綁扎在錨桿上，同步在排氣管兩側(cè)加設(shè)小木片或其他硬物以防止塑料管在送入時完全被卡，保證排氣暢通。排氣管隨錨桿一起插入孔內(nèi)，尾端露出錨桿孔孔口10~20cm。排氣管采用施工現(xiàn)場隨綁隨用，寄存時應(yīng)防止被作業(yè)面泥水污染。3、錨桿安裝、固定及孔口堵塞采用可移動簡易作業(yè)臺架或鋼管腳手架平臺進(jìn)行錨桿安裝、固定作業(yè)。施作拱部上傾錨桿時，將綁扎好排氣管的錨桿小心插入孔內(nèi)，然后采用兩塊木楔對稱打入錨孔口，通過木楔與孔口的摩擦力來固定錨桿。再插入注漿鋼管，并用牛皮紙浸水后堵塞孔口。堵塞時應(yīng)塞緊，并采用措施防止排氣管失效。注漿完畢后抽出注漿管，插入下一錨桿孔內(nèi)，再次堵塞孔口和注漿。對邊墻下傾錨桿，注漿后插入桿體即可。㈤錨桿注漿1、水泥砂漿配合比⑴一般水泥砂漿一般水泥砂漿重要用于洞內(nèi)巖層很好段的錨桿錨固。選用材料為硅酸鹽水泥或一般硅酸鹽水泥，標(biāo)號42.5號；砂選用潔凈的中細(xì)砂，粒徑≤2.5mm，使用前應(yīng)過篩的，砂內(nèi)含泥量及其他雜質(zhì)含量應(yīng)符合施工規(guī)范規(guī)定。水采用一般拌合用水。2、注漿準(zhǔn)備工作注漿前將可移動臺架移動到需錨桿位置，或搭設(shè)鋼管腳手架平臺，其下分別布置注漿機(jī)、砂漿攪拌機(jī)、存漿槽，然后將注漿軟管連接至臺架頂并與注漿鋼管連接，同步在工作面附近準(zhǔn)備好所需注漿材料，連接好水管路。3、砂漿拌合砂漿可采用砂漿攪拌機(jī)拌合，按選定的施工配合比進(jìn)行計(jì)量配料，但拌合時間不得少于3min，以保證砂漿拌合均勻。漿液拌合后1h內(nèi)用完,超過1h的漿液不能再用，故漿液拌合前要計(jì)算材料用量，做到隨拌隨用，以免揮霍。4、注漿作業(yè)⑴拱部上傾錨桿注漿注漿開始或中途停止時間超過30min時，注漿機(jī)及管路應(yīng)先用清水沖洗，以濕潤注漿管路，防止堵管。注漿過程中應(yīng)隨時注意灰漿泵壓力，使其逐漸上升，若發(fā)現(xiàn)泵壓上升過猛、過大表明也許發(fā)生了堵管，應(yīng)及時處理。注漿壓力宜保持在0.1～0.15MPa之間，最大不超過0.18MPa，并一直保持到排氣管滲出漿液為止，及時將注漿軟管折疊綁扎，并將注漿鋼管抽出后堵嚴(yán)。壓注早強(qiáng)水泥砂漿時，采用與一般砂漿相似的機(jī)具、注漿壓力及工藝。注漿結(jié)束后應(yīng)清洗注漿機(jī)及管路,以便下次使用。⑵邊墻下傾錨桿注漿將注漿管插入至距孔底5～10cm，不設(shè)排氣管，邊注漿邊緩慢勻速拔出注漿管至孔內(nèi)注漿完畢即折疊注漿軟管，再插入錨桿固定即可。注漿措施與拱部同樣。5養(yǎng)護(hù)錨桿安裝后，不得懸掛重物，不得隨意敲擊，以免影響砂漿與桿體和砂漿與圍巖的粘結(jié)強(qiáng)度，減少錨桿質(zhì)量。六、機(jī)具設(shè)備重要施工機(jī)械設(shè)備見表1。表1:錨桿施工重要機(jī)具設(shè)備順號設(shè)備名稱型號單位數(shù)量備注1液壓鑿巖臺車湯姆洛克H205T臺1兩臂、配6.1m國外產(chǎn)鉆桿和φ48mm國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鉆頭2可移動臺架臺1自制3注漿泵BW-250臺1配6m長和1.5m長鋼注漿管、φ25mm注漿膠管4砂漿攪拌機(jī)SJ-160B臺15存漿槽個1自制6鋼筋剪斷機(jī)GQ40臺17錨桿拉拔儀ML-5套18錨桿測試儀M-10A套1用于砂漿飽滿度的檢測七、勞動組織施工班組所需勞動力組織見表2。表2錨桿施工勞動力組織順號工種人數(shù)工作內(nèi)容備注1班長1負(fù)責(zé)全面指揮工作采用一班制作業(yè)，八小時工作制，必要時可合適延長勞動時間。2臺車司機(jī)1鉆錨桿眼、清孔3臺車輔助司機(jī)1司鉆配合、臺車維修保養(yǎng)4砂漿攪拌2砂漿攪拌、輸送、砂漿攪拌機(jī)及注漿泵清洗維修保養(yǎng)5錨桿制作3鋼筋除銹及剪斷、運(yùn)送、綁扎排氣管6錨桿錨安2錨桿插入、固定、孔口堵塞、注漿7試驗(yàn)檢測2錨桿抗拔力及砂漿飽滿度檢測合計(jì)12八、質(zhì)量控制㈠原材料的質(zhì)量控制1、錨桿加工前，所用螺紋鋼要有出廠合格證和工廠試驗(yàn)證明，并根據(jù)有關(guān)規(guī)定抽樣，對鋼筋的極限強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、屈服延伸率、彈性模量等性能進(jìn)行試驗(yàn)，不使用不合格鋼材。2、水泥進(jìn)場前要有出廠合格證，使用前要對水泥的細(xì)度模量、原則稠度、需水量、凝結(jié)時間、安定性、強(qiáng)度及與添加劑的相溶性等性能進(jìn)行試驗(yàn)，杜絕使用劣質(zhì)水泥。3、砂子應(yīng)不具有機(jī)質(zhì)、粘土塊及雜質(zhì),其耐磨指數(shù)、細(xì)度模數(shù)、含水量等技術(shù)參數(shù)必須符合有關(guān)規(guī)范及原則規(guī)定。4、施工用水水質(zhì)必須符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。㈡施工質(zhì)量控制1、鋼筋切割后應(yīng)對桿體平直、除銹、除油，錨桿在寄存、運(yùn)送時應(yīng)采用措施，以防止銹蝕、變形、沾染泥水或油污等異物。綁扎排氣軟管時應(yīng)按照工藝規(guī)定，并采用防失效措施。2、鉆孔時，錨桿眼的孔徑、長度、間距、角度、方向必須符合設(shè)計(jì)和施工規(guī)范規(guī)定，孔深最大偏差不得不小于5cm，方向偏差Δθ<2%[θ]，孔位偏差Δd<10cm。清孔必須潔凈以保證錨桿錨固力。3、嚴(yán)格按配合比計(jì)量并拌制砂漿，保證砂漿拌合時間、均勻程度，以使砂漿強(qiáng)度不低于M20，同步加強(qiáng)過程監(jiān)控，做好試件取樣。4、插入桿體時，應(yīng)盡量讓桿體居中。5、注漿時，注漿壓力應(yīng)保持在0.1～0.15MPa，直到排氣管滲出漿液為止，以保證注漿飽滿。6必須進(jìn)行錨桿抗拔力和砂漿密實(shí)度檢測。錨桿抗拔力必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定，抽檢如不符合，應(yīng)采用加密錨桿予以補(bǔ)強(qiáng)。同步，錨桿的砂漿錨實(shí)度檢測時必須不小于75%。九、安全措