超前錨桿施工工藝及質量控制

曹金滸 饒雪蘭

貴州省質安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責任公司

摘要：隨著中國公路鐵路中大量的修建隧道，當遇見軟弱松散地層結構時，穩(wěn)定性差，若有地下水時則更甚。在施工中極易發(fā)生坍塌，在這類地層中施工時，除減少對圍巖的擾動外，還應加強臨時支護，臨時支護可采用超前錨桿。超前錨桿的施工質量控制將是整個工程質量的重點。

關鍵詞：超前錨桿；松散地層；臨時支護

引言

超前錨桿在工程中大量的應用于工程超前支護的加固中，本文重點介紹了超前錨桿的施工方法，工藝流程，質量檢驗及控制等幾個方面。

1.施工方法

超前錨桿又分為懸吊式超前錨桿及格柵拱支撐超前錨桿。

1.1懸吊式超前錨桿

采用這種方法是在爆破前，將超前錨桿打入掘進前方穩(wěn)定巖層內，末端支承在拱部圍巖內專為超前錨桿提供支點的徑向懸吊錨桿，或支承在作為支護的結構錨桿上，使其起到支護掘進進尺范圍內拱部上方，有效地約束圍巖在爆破后的一定時間內不發(fā)生松弛坍塌，為大斷面開挖與噴錨支護創(chuàng)造了條件。施工中，因超前錨桿與懸吊錨桿的外露端往往不易直接相交，故以φ22的橫向短鋼筋焊在鄰近的懸吊錨桿上，再焊在超前錨桿的末端上。

1.2格柵拱支撐超前錨桿

如圖所示：超前錨桿的末端支撐在格柵拱架上。

1—超前錨桿 2—格柵拱架 a—超前錨桿橫向間距

b—格柵拱支承間距 α—超前傾角

超前錨桿的傾角α一般選用6°～12°，一般情況下，超前錨桿的橫向寬度為內拱頂線的一半再加2m，也可根據地質情況適當增減其布置范圍，為提高支護效果，在靠近拱腳部位的超前支護的方向常分別向左右酌情外插。橫向間距應根據圍巖情況而定，一般為0.2～0.4m，如采用雙層支護時，間距為0.4～0.6m。其上、下層應錯開排列，其縱向間距應根據圍巖類別、超前支護的長度、錨桿的截面尺寸及橫向間距等因素綜合考慮確定。一般可取100cm或150cm，最大不超過200cm，其長度應根據地質情況，錨桿拉拔試驗強度，鉆孔機械類型，供給鋼筋長度，開挖循環(huán)次數等因素綜合考慮確定。一般多采用3.5～5m，最長為7.0m，對圍巖軟弱的地方，可采用φ8或φ10的鋼筋按間距0.1×0.1m2掛方格網，再噴射0.10～0.15厚度的混凝土，增強圍巖的自穩(wěn)能力。

2.超前錨桿施工方法

2.1錨桿

制作，按設計要求將螺紋鋼加工成設計長度的錨桿。

2.2鉆孔

采用TY28手風鉆或鑿巖臺車鉆孔。鉆孔時嚴格按定出的孔位進行，鉆孔過程中及時觀察鉆桿方向及外插角度，當發(fā)現方向及外插角偏差較大時應予以調整。鉆孔時控制用水量，以防坍孔。

2.3注漿

可利用注漿泵往孔內注入早強水泥砂漿。注漿時，以水引路，將攪拌好的砂漿裝入注漿器并充滿管路，并將注漿管插入孔中，使管口離孔底10cm 間隙，開進風閥門，用高壓空氣將水泥砂漿壓入孔眼中，注漿管逐漸被砂漿向外推擠，注到孔深的2/3 以上時停止注漿，由插入的鋼筋將孔內砂漿擠出填滿為止。注漿過程中要始終保持罐內有足夠的砂漿（1/4 以上）。尤其是最后一根錨桿，防止高壓風將孔眼中砂漿吹掉，并確保安全。

2.4錨桿安裝

錨桿鋼筋在使用前應矯直和清除污銹并用水濕潤，以保證和砂漿緊密結合。一般先注漿后插入錨桿，先將鋼筋頭部加工成扁鏟形，以利于減少釬阻力并增大錨固力；插入鋼筋時，要沿孔軸線緩慢推入。如遇插入阻力大，可用錘子輕輕打入。

3.超前錨桿質量檢驗及控制

3.1錨桿安裝的數量、砂漿錨桿采用的砂漿強度等級、配合比應符合設計要求。

3.2注漿管的直徑不得小于16mm，錨桿孔內注漿應密實。

3.3錨桿孔應保持直線，一般情況下，應保持與隧道襯砌法線方向垂直。當隧道內巖層結構面出露明顯時，錨桿孔宜與巖層主要結構面垂直，錨桿墊板應與基面密貼。

3.4錨桿用鋼筋應平直、無損傷，表面無裂紋、油污、顆粒狀或片狀老銹。

4.質量、安全及環(huán)境保護措施

4.1鉆孔前應先清除掌子面危巖，然后采用噴射混凝土進行封閉，以保證施工人員的安全，確保注漿作業(yè)時封閉的掌子面能起到止?jié){墻的作用。

4.2鉆孔過程中嚴格控制好鉆桿方向和外插角度，以滿足成孔后達到設計的要求。

4.3小導管加工嚴格設計要求進行，并加強原材料、成品和半成品的檢驗，確保用于工程實體的均為合格品。

4.4采用人工和鉆機輔助裝管時用力應適中，確保裝管到位。每一循環(huán)的搭接長度必須滿足設計的要求。

4.5漿液拌制嚴格按配合比進行，并加強稱量控制。注漿應連續(xù)進行，以保證注漿效果。

4.6加強掌子面圍巖觀察，隨時注意掌子面噴射混凝土的開裂情況。

4.7注漿污水排放應修建沉淀池，注漿用水泥口袋應堆放整齊。注漿完成后現場必須清掃干凈，所使用機械設備必須清理并進行必要的維護，并按一定的順序進行歸位。

5. 質量標準及檢驗

1 原材料及成品、半成品質量檢驗

1）錨桿

錨桿所用鋼筋進場必須按批抽取試件作力學性能（屈服強度、抗拉強度、伸長率和冷彎）試驗，其質量必須符合國家有關規(guī)定及設計要求，本工藝采用φ22砂漿錨桿。

2）注漿液

（1）注漿液的種類有水泥砂漿、水玻璃砂漿、水泥—水玻璃雙漿液等，本工藝采用M20耐腐蝕水泥砂漿，其配合比必須符合設計要求，耐腐蝕劑按水泥用量的6%摻加；

（2）宜采用中細砂，粒徑不應大于2.5mm，使用前應過篩；

（3）砂漿配合比：砂灰比宜為1：1～1：2（重量比），水灰比宜為0.38～0.45；

（4）砂漿應攪拌均勻，隨拌隨用。一次拌和的砂漿應在初凝前用完，并嚴防石塊、雜物混入。

2 錨桿鉆孔、安裝質量檢驗標準

1）鉆孔機具應根據錨桿類型、規(guī)格及圍巖等情況選擇；

2）應按設計要求定出位置，孔位允許偏差為±50mm；

3）外插角以10°～12°，可根據實際情況做調整；

4）錨桿插入孔內長度不應小于設計規(guī)定的95%，錨桿安裝后不得隨意敲擊。

3 注漿液

1）注漿液配合比應進行設計，并進行工程試驗確定；

2）注漿深度和范圍應符合設計要求；

6. 工程工期保證措施

（1）確定進度協調工作制度，固定日召開工程例會，研究工程日進度完成情況及出現的新問題，及時反饋信息，實行動態(tài)管理；分析影響進度目標實現的干擾和風險因素，如拆遷影響、交通影響、雨季影響等；充分考慮設計變更因素，出現設計變更后，根據情況，及時對進度調整，總進度保持不變。

（2）加大人力和設備投入，盡量采用平行作業(yè)施工方法，減少施工周期。在控制工程施工的同時抓好非控制工程的施工。

（3）作好施工工序的轉換和緊密銜接，避免施工中斷。在本工序施工的同時，作好下一工序施工的準備。

（4）明確施工責任，做到施工秩序井然，控制工程采用三班制24小時作業(yè)。

（5）充分利用有利季節(jié)進行施工生產，減少工程施工受雨季的影響。雨季施工做好雨棚等防雨設施，保持場內排水通暢，確保施工連續(xù)進行。

7. 結語

通過對超前錨桿的施工方法及工藝流程介紹了超前錨桿的施工，對后期錨桿的質量檢驗及檢驗標準進行了介紹。

參考文獻：

[1]JTJ042—94，公路隧道施工技術規(guī)范[S].

[2]汪漢生. 軟巖淺埋段雙連拱公路隧道施工技術[ J] . 鐵道標準設計，2004（8）