金固隧道錨桿施工技術(shù)

    1、前言
　　錨桿支護(hù)技術(shù)（簡稱錨固技術(shù)）最早應(yīng)用于1912年德國的謝列茲礦，至今已有一百年的發(fā)展歷史。目前，錨桿支護(hù)技術(shù)以美國、澳大利亞發(fā)展最為迅速，兩國錨桿支護(hù)比重已接近100%，其錨固技術(shù)水平居于世界前列。我國在1955年開始應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，近些年，錨固技術(shù)在我國的隧道施工及煤炭行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。
　　2、工藝原理
　　錨桿支護(hù)技術(shù)，是在巖體內(nèi)部鉆孔中用黏結(jié)劑（如水泥砂漿、錨固劑、水玻璃雙液漿）將桿材與巖體黏結(jié)成一個(gè)整體，對(duì)巖體起支承、加固、提高巖層間摩擦阻力且形成“組合梁”和懸吊的作用，是將因工程改變巖土體產(chǎn)生的重新分布力傳至穩(wěn)定結(jié)構(gòu)物或巖土層的一種構(gòu)件。當(dāng)采用鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲束作桿體材料時(shí)，也可稱為錨索。
　　3、適用范圍
　　（1）適用于自然不很穩(wěn)定的巖土體。不在一般自然力情況下出現(xiàn)崩塌導(dǎo)致危害而需要的加固。
　　（2）工程改變巖土體結(jié)構(gòu)而形成的切方邊坡和自然邊坡支護(hù)。
　　（3）坑道開挖后形成的臨空面支護(hù)。
　　4、工藝特點(diǎn)
　　巖土錨固技術(shù)是通過埋設(shè)在巖土體中的錨桿，將結(jié)構(gòu)物與巖體緊緊地聯(lián)鎖在一起，依賴錨桿與巖土體的抗剪強(qiáng)度傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力或使巖土體自身得到加固，以保持結(jié)構(gòu)物和巖土體的穩(wěn)定，其特點(diǎn)如下：
　　（1）在巖土體開挖后，能較快提供技護(hù)力，有利于保護(hù)巖體的固有強(qiáng)度，阻止巖土體的進(jìn)一步擾動(dòng)，控制巖土體變形的發(fā)展，提高施工過程的安全性。
　　（2）提高巖土體軟弱結(jié)構(gòu)面、潛在滑移面的抗剪強(qiáng)度，改善巖土體的其他力學(xué)性能。
　　（3）改善巖土體的應(yīng)力狀態(tài)，使其向有利于穩(wěn)定的方向轉(zhuǎn)化。
　　（4）錨桿的作用部位、方向、結(jié)構(gòu)參數(shù)、密度和施作時(shí)機(jī)可以根據(jù)需要方便地設(shè)定和調(diào)整，能以最小的支護(hù)力，獲得最佳的穩(wěn)定效果。
　　（5）將結(jié)構(gòu)物與巖土體緊密地聯(lián)鎖在一起，形成共同工作的體系。
　　
　　5、錨桿施工操作要點(diǎn)
　　（1） 錨桿施工前的準(zhǔn)備
　　錨桿材料的品種應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求并應(yīng)進(jìn)行以下檢驗(yàn)：
　　①外觀質(zhì)量檢驗(yàn)：桿體直徑要均勻、一致，無嚴(yán)重銹蝕、彎折；抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)應(yīng)滿足工程要求；
　　②應(yīng)按設(shè)計(jì)要求定出位置，孔位允許偏差為±150mm；
　　③鉆孔應(yīng)與圍巖壁面或其所在部位巖層的主要結(jié)構(gòu)面垂直，鉆孔應(yīng)圓而直；
　　④錨桿的深度誤差不得大于±50mm，砂漿錨桿的直徑應(yīng)大于桿體直徑15mm，其他錨桿的鉆孔直徑應(yīng)與桿體直徑相匹配；
　　⑤錨桿施工應(yīng)在初噴混凝土后進(jìn)行，以保證錨桿墊板有較平整的基面，錨桿用的水泥砂漿，其強(qiáng)度不得低于M20，錨桿孔內(nèi)灌注砂漿應(yīng)飽滿密實(shí)；
　　⑥在圍巖破碎、應(yīng)力較大地段，可采取增加錨桿數(shù)量、選用高強(qiáng)錨桿、加大錨桿長度和直徑、加大鉆孔直徑等措施。
　　（2）施工工藝
　　①錨桿鉆孔
　　隧道錨桿采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)成孔，錨桿鉆孔利用開挖臺(tái)階搭設(shè)簡易臺(tái)架施鉆，按照設(shè)計(jì)間距布孔；鉆孔方向盡可能垂直結(jié)構(gòu)面或初噴砼表面；錨桿孔比桿徑大15?，深度誤差不得大于±50mm；成孔后采用高壓風(fēng)清孔。
　　②砂漿錨桿安裝
　　錨桿注漿安裝前須先做好材料、機(jī)具、腳手平臺(tái)和場地準(zhǔn)備工作，注漿材料使用硅酸鹽或普通硅酸鹽32.5水泥，粒徑小于2.5mm的砂子，并須過篩，膠骨比1:0.5～1:1，水灰比0.38～0.45，砂漿標(biāo)號(hào)不小于M20。
　　砂漿錨桿作業(yè)程序是：先注漿，后放錨桿，具體操作是：先將水注入牛角泵內(nèi)，并倒入少量砂漿，初壓水和稀漿濕潤管路，然后再將已調(diào)好的砂漿倒入泵內(nèi)。將注漿管插至錨桿眼底，將泵蓋壓緊密封，一切就緒后，慢慢打開閥門開始注漿。在氣壓推動(dòng)下，將砂漿不斷壓入眼底，注漿管跟著緩緩?fù)顺鲅劭祝⑹冀K保持注漿管口埋在砂漿內(nèi)，以免漿中出現(xiàn)空洞，將注漿管全部抽出后，立即把錨桿插入眼孔，然后用錨固劑堵塞眼口，防止砂漿流失。
　　錨桿孔中必須注滿砂漿，發(fā)現(xiàn)不滿須撥出錨桿重新注漿。注漿管不準(zhǔn)對(duì)人放置，以防止高壓噴出物射擊傷人。
　　砂漿應(yīng)隨用隨拌，在初凝前全部用完，使用摻速凝劑砂漿時(shí)，一次拌制砂漿數(shù)量不應(yīng)多于3個(gè)孔，以免時(shí)間過長，使砂漿在泵、管中凝結(jié)。
　　錨注完成后，應(yīng)及時(shí)清洗，整理注漿用具，除掉砂漿凝聚物，為下次使用創(chuàng)造好條件。
　　③中空注漿錨桿安裝
　　A、安裝前，應(yīng)檢查錨桿體鉆頭的水孔是否暢通，若有異物堵塞，應(yīng)及時(shí)清理。
　　B、錨桿體裝入設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)用水和空氣洗孔，直至孔口反水或返氣。
　　C、注漿材料宜采用純水泥漿或1:1水泥砂漿，水灰比宜為0.4～0.5。采用水泥砂漿時(shí)砂子粒徑不應(yīng)大于1.0mm。
　　D、注漿料應(yīng)由桿體中孔灌入，上仰孔應(yīng)設(shè)置止?jié){塞和排氣孔。
　　7.勞動(dòng)組織
　　（1）施工人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)展情況、工期要求情況進(jìn)行合理配置。
　　金固隧道錨桿支護(hù)作業(yè)人員配備表
　　
　　
　　6、 材料要求
　　（1）水泥
　　錨桿注漿應(yīng)優(yōu)先采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)不小于42.5MPa。
　　（2）錨桿
　　錨桿錨桿所使用的鋼筋原材料進(jìn)場檢驗(yàn)必須符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。
　　7、設(shè)備機(jī)具配制
　　為實(shí)現(xiàn)隧道安全、快速施工的目的，應(yīng)結(jié)合隧道施工進(jìn)度，進(jìn)行施工機(jī)具的合理配置。
　　主要施工機(jī)械設(shè)備配置表
　　
　　
　　8、 質(zhì)量控制及檢驗(yàn)
　　（1）質(zhì)量控制
　　隧道設(shè)計(jì)拱頂錨桿為φ25中空注漿錨桿，邊墻為φ22砂漿錨桿。錨桿均設(shè)置墊板。錨桿長度為4m，縱橫間距為1.0×1.2m，呈梅花型布置。對(duì)錨桿孔位及深度進(jìn)行核實(shí)，鉆孔孔位及孔深應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；逐根檢查錨桿長度及直徑，確保錨桿原材料符合設(shè)計(jì)要求；錨桿孔注漿應(yīng)飽滿。
　　（2）質(zhì)量檢驗(yàn)主控項(xiàng)目
　　①鋼筋進(jìn)場時(shí)，必須對(duì)其質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行全面檢查并按批抽取試件做屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率和冷彎試驗(yàn)，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB1499）的規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。
　　檢驗(yàn)數(shù)量：以同牌號(hào)、同爐罐號(hào)、同規(guī)格、同交貨狀態(tài)的鋼筋，每60t為一批，不足60t按一批計(jì)。每批抽檢一次。
　　檢驗(yàn)方法：檢查每批質(zhì)量證明文件,并按批進(jìn)行抽樣做屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長率冷彎試驗(yàn)。
　　②半成品、成品錨桿的類型、規(guī)格、性能等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和國家現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
　　檢查數(shù)量：按進(jìn)場的每批次隨機(jī)抽樣3%進(jìn)行檢驗(yàn)。
　　檢驗(yàn)方法：檢查產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告并進(jìn)行試驗(yàn)。
　　③錨桿安裝的數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
　　檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。
　　檢驗(yàn)方法：施工現(xiàn)場計(jì)數(shù)檢查。
　　④砂漿的強(qiáng)度等級(jí)、配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
　　檢查數(shù)量：每一作業(yè)段檢查一次。
　　檢驗(yàn)方法：進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，做砂漿強(qiáng)度試驗(yàn)。
　　⑤錨桿孔內(nèi)灌注砂漿應(yīng)飽滿密實(shí)。
　　檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。
　　檢驗(yàn)方法：查施工記錄，觀察或采用超聲波錨桿檢查儀檢查。
　　⑥錨桿安裝允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定：
　　 A、錨桿孔的孔徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
　　 B、錨桿孔的深度應(yīng)大于錨桿長度的10cm。
　　C、錨桿孔距允許偏差為±15cm。
　　D、錨桿插入長度不得小于設(shè)計(jì)長度的95%。
　　檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。
　　檢驗(yàn)方法：現(xiàn)場尺量。
　　（2）一般項(xiàng)目
　　①錨桿孔的方向應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，錨桿墊板應(yīng)與基面密貼。
　　檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。
　　檢驗(yàn)方法：觀察。
　　②錨桿應(yīng)平直、無損傷，表面無裂紋、油污、顆粒狀或片狀銹蝕。
　　檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。
　　檢驗(yàn)方法：觀察。
　　9、安全及環(huán)保要求
　　（1）安全要求
　　①工期間，應(yīng)對(duì)支護(hù)的工作狀態(tài)進(jìn)行定期和不定期檢查。在不良地質(zhì)地段，應(yīng)由專人每班檢查。
　　②停施工時(shí)，應(yīng)將支護(hù)直抵開挖面。
　　③桿簡易臺(tái)架應(yīng)安置應(yīng)穩(wěn)妥。
　　④施工過程中如發(fā)生風(fēng)、水、輸料管路堵塞或爆裂時(shí)，必須依次停止風(fēng)、水、料的輸送。
　　⑤錨桿支護(hù)體系的監(jiān)控量測中發(fā)現(xiàn)支護(hù)體系變形、開裂等險(xiǎn)情時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。當(dāng)險(xiǎn)情危急時(shí)，應(yīng)將人員撤出危險(xiǎn)區(qū)。
　　⑥已錨地段有較大變形或錨桿失效，立即在該地段增設(shè)加強(qiáng)錨桿，長度不小于原錨桿長度的1.5倍。
　　⑦在做錨桿拉拔力測試時(shí)，操作人員要避開錨桿的軸線延長線方向，在錨桿的側(cè)向并遠(yuǎn)離錨桿尾部的位置上加壓讀數(shù)；測位時(shí)停止加壓。
　　（2） 環(huán)保要求
　　① 隧道內(nèi)工作人員，必須佩戴防塵口罩。
　　②生產(chǎn)中的廢棄物及時(shí)處理，運(yùn)到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門指定的地點(diǎn)棄置。
　　③ 按環(huán)保部門要求集中處理試驗(yàn)及生活中產(chǎn)生的污水及廢水。