隧道锚杆施工步骤

隧道锚杆施工步骤（精选7篇）

隧道锚杆施工步骤 篇1

预应力锚杆工程的质量检验和验收的

施工技术要求

1.施工步骤.1施工准备

施工准备包括场地布置、机械设备安装调试、人员上场和材料购置及储备等准备工作。

场地布置包括钻孔作业场地规划、水池、混凝土拌和场地平整，风水电管线布置以及生产、生活用房等。

施工人员人数可根据上场机械设备数量和施工条件确定。每班由班长、钻孔组、注浆浇砼组、空压机司机、锚索安装和张拉等组成。.2 测量放线

按设计文件要求，准确定出各锚点位置，定位精度：纵横向±10cm。.3 造孔

造孔工序含钻机就位、施钻成孔和清孔三个作业步骤。

当围护结构基坑开挖到达锚索钻孔位置时，首先要用钢管和木板搭役施钻作业平台。钻机就位要求钻头定位准确，在无设计规定时，最终成孔位置偏差不在于10cm，孔斜误差不超过2%。

施钻机具一般为风动冲击型钻机，在松散地段成孔施工，为防止坍孔，宜选用偏心钻跟进护壁套管方式钻进，钻进过程中，应观察出灰、出碴和漏风情况，做好滑动面、错落面等软弱面所处位置的记录，判断孔段是否进入稳定岩（土）层，以保证孔段进入稳定岩土深度不小于设计要求的锚固段长度。考虑沉碴厚度，孔底应超钻30~50cm。成孔后，用高压风清洗孔壁，以保障砂浆与孔壁的粘结力。钻孔必须采用干钻，严禁水钻。.4 锚索制作和安装

锚索采用高强度、低松弛的钢绞线，极限抗拉强度不小于1860MPa。

锚索制作和安装可分为下料、除锈防腐、焊接导向锥、绑扎和入孔六个作业步骤。

钢绞线下料长度为孔深加上预留长度，预留长度一般为1.0~1.5m，与张拉锚具型号、绑扎节状个数、垫墩和垫墩位置有关。

在绑扎前，钢绞线应先进行除锈、防腐处理，制作和安装全过程必须避免油脂、泥土等杂物锚固段钢绞线。钢绞线呈同心圆环节布，中心为灌浆管；锚索锚固段间距1~2m设置隔离架和紧箍环，使锚索呈节状，以增大锚索的抗拔力，另外还需设置定位片，使锚索能在孔中居中；自由段钢绞线外套塑料管，套管前端口应切实做好隔浆措施，防止灌浆材料侵入自由段。

导向锥起锚索入孔导向作用，它焊接在锚固段端部。完成造孔工序后，应立即用人工将预制好的锚索从孔口下入孔底。.5 灌浆 灌浆分制浆和注浆两个作业过程。

锚孔内的浆液为水泥砂浆，标号要求≥M35，配合比通过试验配制，可掺入适量早强剂，以缩短张拉等待时间，但严禁掺用具有中、强腐蚀性的外加剂。砂浆必须用525#水泥，中砂过筛，加早强剂，砂浆搅拌机搅拌均匀，浆液在初凝之前用完，并不得混入杂物。

注浆有多种方法，一般采用埋管式注浆，即由孔底向上有压一次性灌浆，压力不小于0.6~0.8Mpa，砂浆至孔口溢满为止，注浆管不拔出。此方法操作简便且灌浆质量好。注浆操作的同时，应制作相应砂浆试件，并埋入滑坡体中养护，以备张拉工序开展作强度参考。

注浆过程中，土体松散、岩体破碎较易发生漏浆情况，严重时砂浆无法注满，此时可采用人工从孔口填塞砾石、岩粉，使之与浆液混合，填塞裂缝漏浆。由于水泥浆有收缩性，注浆后的第二天应做补浆处理，使孔段砂浆饱满。

1.6 紧固头设置

紧固头设置包括垫墩预制和锚具安装两道工序。

垫墩为钢筋混凝土方形墩，标号不小于C35，垫墩直接在平整场地上立模预制，达到规定强度后，高强砂浆找平连续墙面，吊立安装，并做混凝土抗压试件，同条件养护，备后续工序参考。松散地表上垫墩应对基底进行夯实处理，防止垫墩在孔段内砂浆养生过程中下沉，造成锚索在孔口附近永久性弯折，致使锚索在孔口段产生预应力损失。

在垫墩强度达到75%设计强度后，吊立安装好垫墩，并安装钢垫板和锚具，用夹片锁好钢绞线。

1.7 张拉

张拉前，张拉设备必须配套标定，每只千斤顶应配用的压力表数量不小于两块，表的精度不低于1.5级，其常用读数不宜超过表盘刻度的75%。

在垫墩强度及砂浆强度达75%~80%后，开始用轻型千斤顶对钢绞线逐一张拉，张拉力控制在10~20KPa，使钢绞线逐根顺直，然后进行整束整体初次张拉。整体张拉按多次多级进行，一般采用两次多级，初次最终张拉吨位为锚索设计锚固荷载的50%~70%。当垫墩和孔内砂浆强度达设计强度时，进行末次张拉，末级最终张拉吨位为设计荷载的120%~130%，即最终超张拉20%~30%，各次张拉吨位则按级等分，各级张拉时间间隔不小于三天，以一周最好，使后一次张拉能有效补偿前一次张拉因地层压缩徐变而产生的预应力损失，末次张拉的预应力损失则由超张拉补偿，一般岩层预应力损失比例在13%~20%以内，土层不大于25%，各级张拉均需持荷稳定10分钟以上，使预应力在土体压缩变形稳定后能较好的均匀传递并得到调整。

安放千斤顶时，使锚具底座顶面与钻孔轴线垂直，以确保锚索张拉时千斤顶出力与锚索在同一轴线上。

张拉过程中，应认真测量和记录锚索的伸长量，伸长量作为油压表读数的校核参考值。

1.8 锁定与封头

各次最后一次张拉完成后，立即用夹片将锚索锁定于锚具上，末次张拉完成并锁定后，切除锚索外露段，用C15素混凝土包裹出露的金属部分，封住锚头。

1.9 张拉检测

围护开挖完成后，应随机抽取锚索总数的5%（不少于3根）进行张拉检测，要求张拉力不小于规定大小，检测合格率达100%后，方可切割锚具外超长部分的钢绞线。锚索张拉中应做好锚索伸长及受力记录，核实伸长与受力是否相符，作好观测直到交验为止。机械设备

序号 机械设备名称 型号规格钻机 MGJ-50 2 内燃空压机 P600 3 千斤顶 YCW 4 高压油泵 ZB4-500 5 注浆机 UB3 6 砂浆拌和机 100L 7 混凝土拌和机 350L 8 卷扬机 1T 9 切割机 10 电焊机劳动力组织

根据施工现场具体情况，每个班一般17人，由钻孔、注浆浇砼组、张拉组、杂工组等成，在班长统一指挥下开展工作。

成 员 工 作 内 容 数量（人）

班长 指挥协调、安全质量控制，施工记录 1 钻孔组 钻孔、清孔、移机等 3

注浆浇砼组 钢筋制作，注浆，垫墩施工、配合移机 6 电 工 照明、供电 1 空压机司 供风 1

杂工组 锚索制作、安装 3 张位组 锚索张位 2 合计 17 4 质量控制

1、所有材料特别是锚索专用材料必须进场试验验收合格后方可使用。

2、严格按照有关规范及设计文件施工。

3、钻进过程中一般采取干钻，防止水渗透至滑层加重对滑坡体的影响和钻渣粘结孔壁造成砂浆锚固力下降，特殊情况必须用水的，宜严格控制用水量，加强清孔。

4、为保证锚固段长度和防止清碴不彻底，所有钻孔深度应超钻0.5m。

5、锚索注浆必须是从注浆管孔底反向一次性连续注浆，如注浆出现间隔，必须采取措施，严禁从孔口注浆至锚固段。

6、锚索注浆在砂浆强度达成终凝前严禁扰动锚索。

7、保证垫墩背面地基有足够承载力。

8、保证锚索受力方向为直线。

9、张拉设备使用前必须经过标定，若长时间不用或经过长途运输，必须重新标定。

10、锚索加工严禁使用电焊焊接截断钢绞线，严禁用铅丝绑扎钢绞线

隧道锚杆施工步骤 篇2

1 工程背景

京珠高速公路在湖南某段隧道穿越丘陵山体, 山体陡峻, 冲沟发育。虽冲沟为无水沟谷, 但该地区年平均降水量1400mm~18 60mm, 沿节理裂隙渗入地下, 下渗水量较大, 据隧址四周水质分析结果:地表水、地下水水质纯净、人畜可饮用并对钢筋、混凝土不具腐蚀性。该地区不存在不良特别岩土工程问题。隧道出口段由全风化砂岩组成, 稳定性很差, 易造成坍塌等地质灾难, 其余地段岩体结构较完整, 围岩稳定性较好, 局部地段裂隙很发育, 会造成掉块、坍塌现象。

2 砂浆锚杆施工工艺

针对该地区不良地质现象, 其施工工艺流程如下图所示。

2.1 施工开始阶段

施工前按设计要求进行加工。对注浆设备进行检查, 检查合格后才能使用。接着做浆液配合比的试验工作, 并在施工过程中要不断进行调整。钻孔该符合下列要求:孔径与管径配合好, 管径比孔径小15mm, 孔位偏差为±15mm~50mm;孔深允许偏差为±50mm, 锚入长度至少达到设计长度的96%。钻好孔后用高压水将孔眼冲洗干净。

2.2 注入砂浆、插锚杆

砂浆要搅拌均匀, 随拌随用。拌合时按施工配合比施工, 一次拌合的浆液在初凝前用完。在注浆过程中, 为防止浆液沉淀, 不断进行搅拌。注浆前对注浆泵进行试运行。注浆压力小于0.4MPa, 直到钻孔注满流出为止。杆体插入孔内的长度不得短于设计长度95%, 实际长度大于设计长度的95%, 判断注浆是否饱满的根据是孔口是否有浆液挤出来。

2.3 初期支护

根据工程地质条件设置型钢钢架或格栅钢架、钢筋网、砂浆锚杆或中空锚杆、素喷混凝土或微纤维混凝土进行支护。锚杆台车联合注浆泵施作锚杆、注浆;喷射混凝土采用湿喷技术, 钢筋网集中加工, 升降台架铺挂。注浆泵选用液压式单液浆泵。

本段隧道初期支护采用带排气装置的Φ25中空注浆锚杆、Ф22mm砂浆锚杆、钢筋网、格栅钢架、型钢钢架、C25喷射 (微纤维) 混凝土。依据围岩类别设计综合使用。

支护紧跟开挖面及时施作, 尽量减少围岩暴露时间, 抑制围岩变形, 防止围岩在短期内松弛剥落。

钢架、钢筋网和锚杆在洞外构件厂加工, 人工安装钢架, 挂设钢筋网, 锚杆台车或风动凿岩机施作系统锚杆, 喷射机械手湿喷混凝土, 湿喷机喷射作业。

2.4 施工要点

(1) 水泥选用普通硅酸水泥, 砂子过筛, 其粒径小于3mm, 配合比为水泥∶水玻璃∶水=1∶0.5∶0.47。

(2) 杆体到位后要用木契在孔口卡住, 防止杆滑出, 不随意碰撞未达到设计强度70%的浆液, 三天内不准悬挂重物。

另外, 施工中需要注意的事项。

2.5 质量要求

(1) 锚杆安装的数量符合设计要求。检验数量:全部检查。

检验方法:施工现场计数检查。

(2) 砂浆的强度等级、配合比应符合设计要求。

检查数量:每一作业段检查一次。

检验方法:进行配合比设计, 做砂浆强度试验。

(3) 锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。检验数量:全部检查。

检验方法:查施工记录, 观察或采用超声波锚杆检查仪检查。

(4) 锚杆安装允许偏差应符合下列规定: (1) 锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm。 (2) 锚杆孔距允许偏差为±15cm。 (3) 锚杆插入长度不得小于设计长度的95%。

检验数量:全部检查。检验方法:现场尺量。

2.6 安全方面

(1) 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, 应该由专人每班检查。

(2) 暂停施工时, 应要求将支护直抵开挖面。

(3) 应稳妥安置锚杆简易台架。

(4) 作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时, 必须依次停止风、水、料的输送。

(5) 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。

(6) 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。

3 锚杆拉拔力试验分析及施工对策研究

改进砂浆锚杆的施工工艺是:注浆时采用孔底翻浆法, 保证孔内砂浆密实, 饱满无空隙, 这样克服了传统的孔口注浆法存在的缺点。插入杆体后及时在锚垫板周围采用锚固剂进行封口, 不让孔内砂浆外流。在孔口使用木契, 以便既保证杆体基本居中且不晃动, 又防止了在传统的施工工艺中锚杆体常常靠近孔下方的问题。

制定科学、规范、系统的锚杆施工监测方案保证锚杆的拉拔力满足设计要求和施工质量, 以及为施工后预估的计算提供数据, 为隧道的处理质量评估提供依据。

观测断面布置原则。

(1) 在Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级围岩处各设置一个观测断面, 在三种围岩变化处各设置一组观测断面。

(2) 在每个观测断面拱顶预留2个锚杆, 距离洞身中线3m处各预留1个锚杆, 洞身水平方向预留1个锚杆, 预留锚杆用作锚杆拉拔力试验用。

对策研究方面。

(1) 通过对不同围岩段采用砂浆锚杆新工艺施工与老工艺进行对比, 锚杆拉拔力明显提高。

(2) 锚杆拉拔力是否满足设计要求:采用老的施工工艺与新施工工艺施工后的锚杆进行拉拔力对比试验, 结果表明:新工艺施工砂浆锚杆力学性质有较好的改善和提高, 而且新工艺施工后的围岩拱顶沉降和收敛均有明显提高, 可以看出, 加固效果显著。

4 结语

(1) 通过大量系统现场工程施工试验, 可以解决砂浆锚杆施工中锚杆拉拔力不能满足设计要求的问题, 同时采用采用新工艺可以满足设计、规范要求, 为以后关于砂浆锚杆的施工提供一定的参考依据。

(2) 系统的、科学的对策研究, 为优化砂浆锚杆的处理提供了理论上的依据, 并能节约大量的施工成本。

(3) 通过制定现场观测的项目和监控方案保证锚杆的拉拔力满足设计要求和施工质量, 为施工后预估的计算提供数据, 并对施工工艺和处理质量的改进有一定的积极意义。

参考文献

[1]JTG0 42-1994, 公路隧道施工技术规范[S].1995.

[2]锚杆锚固质量无损检测技术在隧道中的应用, 2007年中国公路建设与养护技术大会, 2007.

隧道锚杆施工步骤 篇3

关键词：净空收敛 应力 支护效果 钢架应力

1 概述

天恒山隧道工程设计为上下行分离式隧道是哈尔滨绕城公路东北段的重要组成部分，其上行线的起止桩号为K88+320～K89+980，长1660m，下行线起止桩号K88+325～

K90+015，长1690m。有效净宽为2×3.75+0.75+1.25+

2×1=11.5m。隧道处于地面侵蚀较强以及起伏较大的岗阜状平原区，呈坡缓、顶平漫岗式，局部呈“V”型冲沟发育。隧道穿越的底层主要是粘性土，局部为细砂、中砂层，隧道围岩为Ⅴ级和Ⅵ级围岩。隧道采用复合式衬砌结构，初期支护以钢拱架、钢筋网、喷射混凝土及锁角锚管组成联合支护体系，二次衬砌全部为模筑钢筋混凝土结构[3]。

2 现场试验

2.1 监控量测的内容与方法 在拟定天恒山隧道试验段检测的内容和方法的时候，主要依据了《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）以及隧道的结构特点、施工工艺和地质情况，主要包括量测围岩压力、净空收敛、初期支护和二次衬砌之间的接触压力以及二次衬砌的净空收敛等[4]。

2.2 监控量测断面及测点布置 该试验段监测项目包括：净空收敛、拱顶下沉、围岩压力、喷射混凝土应力、型钢钢架应力。

初期支护阶段监测项目主要包括：净空收敛、拱顶下沉、围岩压力、喷射混凝土应力、型钢钢架应力、纵向连接筋应力[2]，其元件布置见图1。

第一，净空收敛监测。根据现场施工方法，将全站仪反光贴膜埋设于上台阶拱脚处，在开挖隧道的过程中，采用TCRA1102全站仪对净空变化进行监测。将净空收敛监测测点埋设于两侧墙中，在开挖隧道的过程中采用SWJ-Ⅳ收敛计对净空变化予以检测。第二，拱部下沉检测。将全站仪反光贴膜埋设在拱顶、拱顶偏左以及上台阶拱脚四个部位，在隧道的施工过程中，采用TCRA1102全站仪对拱部下沉情况进行监测。第三，围岩压力监测。为了对隧道施工过程中围岩压力的变化进行监测，应当将钢弦式压力盒埋设在拱顶、两侧拱腰、两侧拱脚、两侧墙底、仰拱、围岩与钢架间。第四，喷混凝土应变监测。为了对隧道施工过程中喷射的混凝土力学状态变化进行监测，应当将振弦式混凝土应变计埋设在拱顶、两侧拱腰、两侧拱脚、两侧墙底、以及仰拱的五个部位[5]。第五，钢架应力监测。为了对隧道施工过程中的钢架力学状态变化进行监测，将钢架表面应变计埋设于拱顶、两侧拱腰、两侧拱脚、两侧墙底、以及仰拱的五个部位。

3 监测结果与分析

在对S0围岩试验段的支护结构进行了一个多月的受力和变形检测结果分析后，显示各项测试数据处于基本稳定状态，通过分析监测数据得出如下结论：

第一，总体趋势。将测试元件埋设后15-20天左右，各项数据显示其趋于稳定，说明隧道围岩在初期支护施工后20天左右即进入稳定状态，此时可进行二衬。

第二，净空收敛。上台阶拱脚的收敛值大于最大开挖线处的收敛值，在监测初期，随着重点工序的实施，两个部位的收敛值的收敛变形急剧增长，随后缓慢增长，最后趋于稳定[1]。

第三，拱顶下沉。隧道的拱部表现为整体下沉，其下沉值大致相同。下沉量在监测初期增长较快，拱部随着中台阶和仰拱的开挖下沉急剧增长，随后缓慢增长，最后而趋于稳定[5]。在下沉过程中，开挖引起的沉降值从大到小分别是开挖上台阶、开挖仰拱、开挖中台阶。

第四，围岩压力。两个断面围岩的最大压力值都出现在左右两侧墙角或仰拱处，其他部位的围岩压力多处于0.1Mpa以下，这与墙角处承受较大的形变压力有关。在变化过程中多数部位的围岩压力增强相对缓慢，现在已经基本稳定。

第五，喷射混凝土应力。喷射于两个断面的混凝土，以压力为主，出现拉应力的只有墙角，由于所受的拉应力都没有超过喷射混凝土的设计抗拉强度，因此拉应力较小。相对而言，隧道拱部混凝土的应力加大，而边墙处较小[6]。

4 结论

①本报告仅把现阶段的量测工作做一总结，只对S0围岩试验段初期支护监测数据作了分析，下一阶段将继续对围岩的稳定性和支护效果进行长期监测。

②下一步将结合工程进展，进行S5围岩的试验工作[1]。

③同时将采用数值模拟的手段，对粘土质隧道系统锚杆的作用进行理论分析。

参考文献：

[1]张向东，张树光，刘松.锚杆支护配套技术设计与施工[M].北京：中国计划出版社，2003.

[2]王建宇.地下工程喷锚支护原理和设计[M].北京：中国铁道出版社，1980.

[3]韩瑞庚.地下工程新奥法[M].北京：科学出版社，1987.

[4]王梦恕.大瑶山隧道——20世纪隧道修建新技术[M].广州：广东科技出版社，1994.

[5]王梦恕.地下工程浅埋暗挖法技术通论[M].合肥：安微教育出版社，2004.

[6]孙钧.地下工程设计理论与实践[M].上海：上海科学技术出版社，1996.endprint

摘要：本文以天恒山隧道工程为背景，对其隧道不设锚杆的情况下的支护效果进行试验研究。其中包括净空收敛、拱顶下沉、围岩压力、喷射混凝土应力、型钢钢架应力，以实际测量数据为根据，对其进行客观评价，得出了相关结论。

关键词：净空收敛 应力 支护效果 钢架应力

1 概述

天恒山隧道工程设计为上下行分离式隧道是哈尔滨绕城公路东北段的重要组成部分，其上行线的起止桩号为K88+320～K89+980，长1660m，下行线起止桩号K88+325～

K90+015，长1690m。有效净宽为2×3.75+0.75+1.25+

2×1=11.5m。隧道处于地面侵蚀较强以及起伏较大的岗阜状平原区，呈坡缓、顶平漫岗式，局部呈“V”型冲沟发育。隧道穿越的底层主要是粘性土，局部为细砂、中砂层，隧道围岩为Ⅴ级和Ⅵ级围岩。隧道采用复合式衬砌结构，初期支护以钢拱架、钢筋网、喷射混凝土及锁角锚管组成联合支护体系，二次衬砌全部为模筑钢筋混凝土结构[3]。

2 现场试验

2.1 监控量测的内容与方法 在拟定天恒山隧道试验段检测的内容和方法的时候，主要依据了《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）以及隧道的结构特点、施工工艺和地质情况，主要包括量测围岩压力、净空收敛、初期支护和二次衬砌之间的接触压力以及二次衬砌的净空收敛等[4]。

2.2 监控量测断面及测点布置 该试验段监测项目包括：净空收敛、拱顶下沉、围岩压力、喷射混凝土应力、型钢钢架应力。

初期支护阶段监测项目主要包括：净空收敛、拱顶下沉、围岩压力、喷射混凝土应力、型钢钢架应力、纵向连接筋应力[2]，其元件布置见图1。

第一，净空收敛监测。根据现场施工方法，将全站仪反光贴膜埋设于上台阶拱脚处，在开挖隧道的过程中，采用TCRA1102全站仪对净空变化进行监测。将净空收敛监测测点埋设于两侧墙中，在开挖隧道的过程中采用SWJ-Ⅳ收敛计对净空变化予以检测。第二，拱部下沉检测。将全站仪反光贴膜埋设在拱顶、拱顶偏左以及上台阶拱脚四个部位，在隧道的施工过程中，采用TCRA1102全站仪对拱部下沉情况进行监测。第三，围岩压力监测。为了对隧道施工过程中围岩压力的变化进行监测，应当将钢弦式压力盒埋设在拱顶、两侧拱腰、两侧拱脚、两侧墙底、仰拱、围岩与钢架间。第四，喷混凝土应变监测。为了对隧道施工过程中喷射的混凝土力学状态变化进行监测，应当将振弦式混凝土应变计埋设在拱顶、两侧拱腰、两侧拱脚、两侧墙底、以及仰拱的五个部位[5]。第五，钢架应力监测。为了对隧道施工过程中的钢架力学状态变化进行监测，将钢架表面应变计埋设于拱顶、两侧拱腰、两侧拱脚、两侧墙底、以及仰拱的五个部位。

3 监测结果与分析

在对S0围岩试验段的支护结构进行了一个多月的受力和变形检测结果分析后，显示各项测试数据处于基本稳定状态，通过分析监测数据得出如下结论：

第一，总体趋势。将测试元件埋设后15-20天左右，各项数据显示其趋于稳定，说明隧道围岩在初期支护施工后20天左右即进入稳定状态，此时可进行二衬。

第二，净空收敛。上台阶拱脚的收敛值大于最大开挖线处的收敛值，在监测初期，随着重点工序的实施，两个部位的收敛值的收敛变形急剧增长，随后缓慢增长，最后趋于稳定[1]。

第三，拱顶下沉。隧道的拱部表现为整体下沉，其下沉值大致相同。下沉量在监测初期增长较快，拱部随着中台阶和仰拱的开挖下沉急剧增长，随后缓慢增长，最后而趋于稳定[5]。在下沉过程中，开挖引起的沉降值从大到小分别是开挖上台阶、开挖仰拱、开挖中台阶。

第四，围岩压力。两个断面围岩的最大压力值都出现在左右两侧墙角或仰拱处，其他部位的围岩压力多处于0.1Mpa以下，这与墙角处承受较大的形变压力有关。在变化过程中多数部位的围岩压力增强相对缓慢，现在已经基本稳定。

第五，喷射混凝土应力。喷射于两个断面的混凝土，以压力为主，出现拉应力的只有墙角，由于所受的拉应力都没有超过喷射混凝土的设计抗拉强度，因此拉应力较小。相对而言，隧道拱部混凝土的应力加大，而边墙处较小[6]。

4 结论

①本报告仅把现阶段的量测工作做一总结，只对S0围岩试验段初期支护监测数据作了分析，下一阶段将继续对围岩的稳定性和支护效果进行长期监测。

②下一步将结合工程进展，进行S5围岩的试验工作[1]。

③同时将采用数值模拟的手段，对粘土质隧道系统锚杆的作用进行理论分析。

参考文献：

[1]张向东，张树光，刘松.锚杆支护配套技术设计与施工[M].北京：中国计划出版社，2003.

[2]王建宇.地下工程喷锚支护原理和设计[M].北京：中国铁道出版社，1980.

[3]韩瑞庚.地下工程新奥法[M].北京：科学出版社，1987.

[4]王梦恕.大瑶山隧道——20世纪隧道修建新技术[M].广州：广东科技出版社，1994.

[5]王梦恕.地下工程浅埋暗挖法技术通论[M].合肥：安微教育出版社，2004.

[6]孙钧.地下工程设计理论与实践[M].上海：上海科学技术出版社，1996.endprint

摘要：本文以天恒山隧道工程为背景，对其隧道不设锚杆的情况下的支护效果进行试验研究。其中包括净空收敛、拱顶下沉、围岩压力、喷射混凝土应力、型钢钢架应力，以实际测量数据为根据，对其进行客观评价，得出了相关结论。

关键词：净空收敛 应力 支护效果 钢架应力

1 概述

天恒山隧道工程设计为上下行分离式隧道是哈尔滨绕城公路东北段的重要组成部分，其上行线的起止桩号为K88+320～K89+980，长1660m，下行线起止桩号K88+325～

K90+015，长1690m。有效净宽为2×3.75+0.75+1.25+

2×1=11.5m。隧道处于地面侵蚀较强以及起伏较大的岗阜状平原区，呈坡缓、顶平漫岗式，局部呈“V”型冲沟发育。隧道穿越的底层主要是粘性土，局部为细砂、中砂层，隧道围岩为Ⅴ级和Ⅵ级围岩。隧道采用复合式衬砌结构，初期支护以钢拱架、钢筋网、喷射混凝土及锁角锚管组成联合支护体系，二次衬砌全部为模筑钢筋混凝土结构[3]。

2 现场试验

2.1 监控量测的内容与方法 在拟定天恒山隧道试验段检测的内容和方法的时候，主要依据了《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）以及隧道的结构特点、施工工艺和地质情况，主要包括量测围岩压力、净空收敛、初期支护和二次衬砌之间的接触压力以及二次衬砌的净空收敛等[4]。

2.2 监控量测断面及测点布置 该试验段监测项目包括：净空收敛、拱顶下沉、围岩压力、喷射混凝土应力、型钢钢架应力。

初期支护阶段监测项目主要包括：净空收敛、拱顶下沉、围岩压力、喷射混凝土应力、型钢钢架应力、纵向连接筋应力[2]，其元件布置见图1。

第一，净空收敛监测。根据现场施工方法，将全站仪反光贴膜埋设于上台阶拱脚处，在开挖隧道的过程中，采用TCRA1102全站仪对净空变化进行监测。将净空收敛监测测点埋设于两侧墙中，在开挖隧道的过程中采用SWJ-Ⅳ收敛计对净空变化予以检测。第二，拱部下沉检测。将全站仪反光贴膜埋设在拱顶、拱顶偏左以及上台阶拱脚四个部位，在隧道的施工过程中，采用TCRA1102全站仪对拱部下沉情况进行监测。第三，围岩压力监测。为了对隧道施工过程中围岩压力的变化进行监测，应当将钢弦式压力盒埋设在拱顶、两侧拱腰、两侧拱脚、两侧墙底、仰拱、围岩与钢架间。第四，喷混凝土应变监测。为了对隧道施工过程中喷射的混凝土力学状态变化进行监测，应当将振弦式混凝土应变计埋设在拱顶、两侧拱腰、两侧拱脚、两侧墙底、以及仰拱的五个部位[5]。第五，钢架应力监测。为了对隧道施工过程中的钢架力学状态变化进行监测，将钢架表面应变计埋设于拱顶、两侧拱腰、两侧拱脚、两侧墙底、以及仰拱的五个部位。

3 监测结果与分析

在对S0围岩试验段的支护结构进行了一个多月的受力和变形检测结果分析后，显示各项测试数据处于基本稳定状态，通过分析监测数据得出如下结论：

第一，总体趋势。将测试元件埋设后15-20天左右，各项数据显示其趋于稳定，说明隧道围岩在初期支护施工后20天左右即进入稳定状态，此时可进行二衬。

第二，净空收敛。上台阶拱脚的收敛值大于最大开挖线处的收敛值，在监测初期，随着重点工序的实施，两个部位的收敛值的收敛变形急剧增长，随后缓慢增长，最后趋于稳定[1]。

第三，拱顶下沉。隧道的拱部表现为整体下沉，其下沉值大致相同。下沉量在监测初期增长较快，拱部随着中台阶和仰拱的开挖下沉急剧增长，随后缓慢增长，最后而趋于稳定[5]。在下沉过程中，开挖引起的沉降值从大到小分别是开挖上台阶、开挖仰拱、开挖中台阶。

第四，围岩压力。两个断面围岩的最大压力值都出现在左右两侧墙角或仰拱处，其他部位的围岩压力多处于0.1Mpa以下，这与墙角处承受较大的形变压力有关。在变化过程中多数部位的围岩压力增强相对缓慢，现在已经基本稳定。

第五，喷射混凝土应力。喷射于两个断面的混凝土，以压力为主，出现拉应力的只有墙角，由于所受的拉应力都没有超过喷射混凝土的设计抗拉强度，因此拉应力较小。相对而言，隧道拱部混凝土的应力加大，而边墙处较小[6]。

4 结论

①本报告仅把现阶段的量测工作做一总结，只对S0围岩试验段初期支护监测数据作了分析，下一阶段将继续对围岩的稳定性和支护效果进行长期监测。

②下一步将结合工程进展，进行S5围岩的试验工作[1]。

③同时将采用数值模拟的手段，对粘土质隧道系统锚杆的作用进行理论分析。

参考文献：

[1]张向东，张树光，刘松.锚杆支护配套技术设计与施工[M].北京：中国计划出版社，2003.

[2]王建宇.地下工程喷锚支护原理和设计[M].北京：中国铁道出版社，1980.

[3]韩瑞庚.地下工程新奥法[M].北京：科学出版社，1987.

[4]王梦恕.大瑶山隧道——20世纪隧道修建新技术[M].广州：广东科技出版社，1994.

[5]王梦恕.地下工程浅埋暗挖法技术通论[M].合肥：安微教育出版社，2004.

锚杆施工工艺 篇4

一、锚杆施工 1．锚杆施工流程

确定孔位→钻孔就位→调整角度→钻孔→清孔→安装锚索→一次注浆→二次补浆→施工锚索腰梁→张拉→锚头锁定→割除锚头多余钢铰线，对锚头进行保护。2．确定孔位

钻孔位置直接影响锚杆的安装质量和力学效果，因此，钻孔前应由技术人员（测量人员放线）按设计要求定出孔位，标注醒目的标志，不可由钻机机长目测定位。3．调整钻杆角度

钻孔就位后，由机长调整钻杆钻进角度，并经现场技术人员用量角仪检查合格后，才可正式开钻。另外，要特别注意检查钻杆左右倾斜度。因本工程第一道锚杆均为一桩一锚，水平间距才1米，钻孔过大的左右倾斜度会导致相邻两根锚杆锚固体的间距变小，出现应力集中，影响锚固效果，入射角允许偏差±2°。4．钻孔

因本工程地质较复杂，锚杆通过旋喷桩、粘土及砂土，通过旋喷桩、粘土层时容易堵管，而通过砂土时极容易塌孔。经比较，采用等同锚杆直径的套管跟进，压水钻进的方法钻孔，钻进时压力水从钻管流向孔底，在一定水头压力下，水流携带钻削下来的土屑排出孔外，钻进时要不断供水冲洗，包括接长钻管和暂时停机，而且要始终保持孔口水位，若发现不能压水进去，说明已堵管，应拔出钻管，把粘土塞取出，再继续钻进。待钻进至规定深度（钻孔深度大于锚杆长度0.5m），钻机继续旋转，并压水冲洗残留在孔中的土屑，直到流出的水不浑浊为止。此时应安插锚索，并立即注浆。5．锚索的制作与安装

（1）每根钢铰线的下料长度＝锚杆设计长度＋腰梁的宽度＋锚索张拉时端部最小长度（与选用的千斤顶有关）。

本工程为：下料长度＝锚杆设计长度＋1.1m。

（2）钢铰线自由段部分应满涂黄油，并套入塑料管，两端绑牢，以保证自由段的钢铰线能伸缩自由。

（3）捆扎钢铰线隔离架沿锚杆长度方向每隔1.5m设置一个。（4）锚索的安插

锚索加工完成，经检查合格后，安装前小心运至孔口。入孔前将4“镀锌管（作注浆管）平行并入一起，然后将锚索与注浆管同步送入孔内，直到孔口外端剩1.1m为止。如发现锚索安插人管内困难，说明钻管内有粘土堵管，不要再继续用力插入，使钢铰线与隔离架松散，而应把钻管拔出，清除出钻孔内的粘土，重新在厚位钻孔到位。6．注浆

（1）本工程采用边注浆边拔管的注浆方法，拔管比注浆迟后不小于5m。（2）采用425。普通硅酸盐水泥配制水泥浆，水灰比控制在0.4～0.45，注浆压力控制在0.4～0.6Mpa，直到孔口溢出浆。此时就把钻管全部拨出，注浆管不拔。（3）接着用水泥袋湿粘土加钢板封口，并严密堵实，以0.4～0.6Mpa稳压注浆5分钟，才拔出注浆管。

（4）注浆量要大于其理论计算量的1.2倍。本工程所有锚杆的注浆量均大于1.25倍。

7．锚索张拉与锁定

（1）张拉前首先处理好腰梁表面锚索孔口使其平整，避免张拉应力集中，加垫－200×200×8的钢板，用60KN的拉力进行预拉。

（2）张拉时，锚固体的强度应达到l5Mpa（以试块试压为依据）。

（3）考虑到设计要求张拉荷载要达到设计拉力，而锁定荷载为设计拉力的85%，因此张拉时的锚头处不放锁片，张拉荷载达设计拉力后，卸荷到0，再锚头安插锁片，才张拉到锁定荷载。

锚杆施工方案 篇5

1、范围

本工艺适用于工业与民用建筑土层锚杆工程。

土层锚杆简称土锚杆，它是在地面或深开挖的地下室墙面(挡土墙、桩或地下连续墙)或未开挖的基坑立壁土层钻孔(或掏孔)，达到一定设计深度后或再扩大孔的端部，形成柱状或其他形状，在孔内放入钢筋、钢管或钢丝束、钢绞线或其他抗拉材料，灌入水泥浆或化学浆液，使之与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。其特点是：能与土体结合在一起，承受很大的拉力，以保持结构的稳定，可用高强钢材，并可施加预应力，可有效地控制建筑物的变形量;施工所需钻孔孔径小，不用大型机械;代替钢横撑作侧壁支护，可大量节省钢材;为地下工程施工提供开阔的工作面。经济效益显著，可节省大量劳力，加快工程进度。本工艺标准适用于深基坑支护、边坡加固、滑坡整治、水池抗浮、挡土墙锚固及结构抗倾覆等土层锚杆工程。

2、施工准备

2.1材料要求

2.1.1锚杆：用钢筋、钢管、钢丝束或钢绞线多用钢筋;有单杆和多杆之分，单杆多用Ⅱ级或Ⅲ级热轧螺纹粗钢筋，直径由22-32mm;多杆直径为16mm，一般为2-4根，承载力很高的土层锚杆多采用钢丝束或钢绞线。应有出厂合格证及试验报告。

2.1.2水泥浆锚杆体：水泥用32.5号或42.5号普通硅酸盐水泥;砂用粒径小于2mm的中细砂;水用pH值小于4的水。

2.2主要机具设备

2.2.1成孔机具设备：有螺旋式钻孔机、旋转冲击式钻孔机或YQ-100型潜水钻机。亦可采用普通地质钻孔改装的HGYl00型或ZTl00型钻机，并带套管和钻头等。

2.2.2灌浆机具设备：有灰浆泵、灰浆搅拌机等。

2.2.3张拉设备：用YC-60型穿心式千斤顶，配SY-60型油泵油压表等。

2.3作业条件

2.3.1根据地质勘察报告，摸清工程区域地质水文情况，同时查明锚杆设计位置的地下障碍物情况，以及钻孔、排水对邻近建(构)筑物的影响。

2.3.2编制施工组织设计，根据工程结构、地质、水文情况及施工机具、场地、技术条件，制定施工方案，进行施工布置及平面布置，划分区域;选定并准备钻孔机具和材料加工设备;委托安排锚杆及零件制作。

2.3.3进行场地平整，拆迁施工区域内的报废建(构)筑物、水、电、通讯线路，挖除工程部位地面以下3m内的地下障碍物。

2.3.4开挖边坡，按锚杆尺寸取2根进行钻孔、穿筋、灌浆、张拉、锚定等工艺试验，并作抗拔试验，检验锚杆质量，以检验施工工艺和施工设备的适应性。

2.3.5在施工区域内设置临时设施，修建施工便道及排水沟，安装临时水电线路，搭设钻机平台，将施工机具设备运进现场，并安装维修试运转，检查机械、钻具、工具等是否完好齐全。

2.3.6进行技术交底，搞清锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆及锚固件型式。清点锚杆及锚固件数量。

2.3.7进行施工放线，定出挡土墙、桩基线和各个锚杆孔的孔位，锚杆的倾斜角。

2.3.8作好钻杆用钢筋、水泥、砂子等的备料工作，并将使用的水泥、砂子按设计规定配合比作砂浆强度试验;锚杆对焊或帮条焊应做焊接强度试验，验证能否满足设计要求。

3、操作工艺

3.1土层锚杆施工程序为(水作业钻进法)：土方开挖――测量、放线定位――钻机就位――接钻杆――校正孔位――调整角度――打开水源――钻孔――提出内钻杆――冲洗――钻至设计深度――反复提内钻杆――插钢筋(或钢绞线)――压力灌浆――养护――裸露主筋防锈――上横梁(或预应力锚件)――焊锚具――张拉(仅用于预应力锚杆)――锚头(锚具)锁定。

土层锚杆干作业施工程序与水作业钻进法基本相同，只是钻孔中不用水冲洗泥渣成孔，而是干法使土体顺螺杆出孔外成孔。

3.2钻孔要保证位置正确，要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度)，防止高低参差不齐和相互交错。

3.3钻进后要反复提插孔内钻杆，并用水冲洗孔底沉渣直至出清水，再接下节钻杆;遇有粗砂、砂卵石土层，在钻杆钻至最后一节时，应比要求深度多10-20cm，以防粗砂、碎卵石堵塞管子。

3.4钢筋、钢绞线使用前要检查各项性能，检查有无油污、锈蚀、缺股断丝等情况，如有不合格的，应进行更换或处理。断好的钢绞线长度要基本一致，偏差不得大于5cm。端部要用铁丝绑扎牢，不得参差不齐或散架。干作业要另焊一个锥形导向帽;钢绞线束外留量应从挡土、结构物连线算起，外留1.5-2.5m。钢绞线与导向架要绑扎牢固，导向架间距要均匀，一般为2m左右。注浆管使用前，要检查有无破裂堵塞，接口处要处理牢固，防止压力加大时开裂跑浆。

3.5拉杆应由专人制作，要求顺直。钻孔完毕应尽快地安设拉杆，以防塌孔。拉杆使用前要除锈，钢绞线要清除油脂。拉杆接长应采用对焊或帮条焊。孔附近拉杆钢筋应涂防腐漆。为将拉杆安置于钻孔的中心，在拉杆上应安设定位器，每隔1.0-2.0m应设一个。为保证非锚固段拉杆可以自由伸长，可采取在锚固段与非锚固段之间设置堵浆器，或在非锚固段的拉杆上涂以润滑油脂，以保证在该段自由变形。

3.6在灌浆前将管口封闭，接上压浆管，即可进行注浆，浇注锚固体。

3.7灌浆是土层锚杆施工中的一道关键工序，必须认真进行，并作好记录。灌浆材料多用纯水泥浆。水、灰比为0.4-0.45左右。为防止泌水、干缩，可掺加0.3%的木质素磺酸钙。灌浆亦可采用砂浆，灰、砂比为1：1或l：0.5(重量比)，水、灰比为0.4-0.5;砂用中砂，并过筛，如需早强，可掺加水泥用量0.3%的食盐和0.03%的三乙醇胺。水泥浆液的抗压强度应大于25Mpa，塑性流动时间应在22s以下，可用时间应为30-60min。整个浇注过程须在4min内结束。

3.8灌浆压力，一般不得低于0.4Mpa，亦不宜大于2Mpa。宜采用封闭式压力灌浆和二次压力灌浆，可有效提高锚杆抗拔力(20%左右)。

3.9注浆前用水引路、润湿，检查输浆管道;注浆后及时用水清洗搅浆、压浆设备及灌浆管等，注浆后自然养护不少于7d，待强度达到设计强度等级的70%以上，始可进行张拉工艺。在灌浆体硬化之前，不能承受外力或由外力引起的`锚杆移动。

3.10张拉前要校核千斤顶，检验锚具硬度：清擦孔内油污、泥砂。张拉力要根据实际所需的有效张拉力和张拉力的可能松弛程度而定，一般按设计抽向力的75%-85%进行控制。

3.11锚杆张拉时，分别在拉杆上、下部位安设两道工字钢或槽钢横梁，与护坡墙(桩)紧贴。张拉用穿心式千斤顶，当张拉到设计荷载时，拧紧螺母，完成锚定工作。张拉时宜先用小吨位千斤顶拉，使横梁与托架贴，紧然后再换大千斤顶进行整排锚杆的正式张拉。宜采用跳拉法或往复式拉法，以保证钢筋或钢绞线与横梁受力均匀。

4、质量标准

4.1锚杆及土钉墙支护工程施工前应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作，必须的施工设备如挖掘机、钻机、压浆、泵搅拌机等应能正常运转。

4.2一般情况下，应遵循分段开挖、分段支护的原则，不宜按一次挖就再行支护的方式施工。

4.3施工中应对锚杆或土钉位置，钻孔直径、深度及角度，锚杆或土钉插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度、锚杆或土钉应力等进行检查。

4.4每段支护体施工完后，应检查坡顶或坡面位移，坡顶沉降及周围环境变化，如有异常情况，应采取措施，恢复正常后方可继续施工。

预应力锚杆施工要求 篇6

预应力锚杆采用Φ32螺纹钢，总长度12m，锚固长度11.3m，外露70cm，锚杆孔φ100，内锚段长度3.5m，施加12～15t预紧力。预应力锚杆为4根，以千斤顶锚索中心为圆心，半径75cm，均匀布置。

一、内锚段采用注浆锚固方式

锚杆内锚段施工方法同千斤顶锚索，止浆装置采用布袋式止浆装置，由止浆环和止浆袋组成。

止浆环总长35cm，采用DN50mm钢管制成。用3~4根φ6mm圆钢将两根长10cm的DN50mm钢管沿轴向间隔焊接在一起，然后在止浆环两端焊接一圈厚度不小于5mm、高度为10mm的翼缘挡环。止浆袋采用质地致密、比较柔软、韧性好、透水而不透浆的布质材料缝制而成。止浆袋缝制成直筒形，长度为45cm，两端开口，缝合处要结实。止浆袋膨胀后的直径应略大于锚杆孔径，锚杆孔径为φ100，止浆袋直径应不小于φ120mm。布袋式止浆装置与锚杆内锚段灌浆共用一套灌浆管路，为了向止浆袋内充浆，需在止浆袋范围内的灌浆管上开一个出浆孔。止浆环安装时钢铰线、灌浆管和回浆管均穿过止浆环内部，止浆环两端的钢管内必须用环氧灰浆填塞密实，无孔隙。当锚杆止浆环上的环氧砂浆完全凝固、表面不粘连时，将止浆袋套在止浆环上，两端开口处手工均匀折叠成褶皱状，并用铁丝捆扎牢固，铁丝尽量靠近止浆环两端翼缘挡环。在插入锚杆时要小心，防止止浆袋在锚孔内与尖锐岩石摩擦而破损。灌浆时浆液在压力的作用下先充满止浆袋，使其迅速膨胀起来。膨胀后的止浆袋与孔壁紧密接触，以达到止浆目的。其余浆液在压力作用下通过灌浆管继续注入内锚段，直至灌浆作业完成。

锚杆孔口岩石由人工尽是凿平，采用M40干硬性预缩砂浆（或环氧砂浆），20mm厚垫板靠在锚墩上，垫板要与锚杆垂直。在孔口位置要做一拉拔器钢支架，做为拉拔器作业平台。在砂浆施工时要注意不要与锚杆粘接。砂浆强度增长应满足12小时承载15t张拉力的要求。

内锚段在施工7天后方可进行预紧，预紧采用拉拔器预紧，螺母拧牢，螺母要不少于二个，锚杆前端65cm加工成M27的螺纹，螺母采用高强螺母。锚杆张拉过程中直接采用压力表的读数来控制张拉力，张拉过程分为整体分级张拉和分级卸荷二个过程。整体张拉力施加值顺序依次为：第一次张拉力为设计值的25％（3.75t），持荷5分钟后进行第二次张拉，张拉力为设计值的50％（7.5t），持荷5分钟后进行第三次张拉，张拉力为设计值的75％（11.25t），持荷5分钟后进行第四次张拉，张拉力为设计值的100％（15t），持荷5分钟后进行第五次张拉，张拉力为设计值的115％（17.25t），最后一级张拉力达到设计值后稳压30min结束张拉后锁定。每级张拉后螺母柠紧一次，锁定后将螺母与锚杆焊住，锚杆设计张拉值为15t。在张拉过程中应量测锚杆的伸长值，其值在理论伸长值上、下限范围。卸荷过程同样分五级进行，直至荷载为0。预紧张拉结束后即可对外锚段进行灌浆。

锚杆孔孔斜偏差不大于1º。锚杆内锚段灌浆前要固定住，防止晃动影响锚固效果。内外锚段灌浆方法均同千斤顶锚索灌浆施工。内锚段注浆管与回浆管外径不大于10mm，内径不小于6mm，所以在灌浆前需要进行灌浆试验，保证灌浆液能顺利通过。

布袋式止浆装置撑起后锚索将无法拔出，一旦出现问题该锚索将作废。因此在安装止浆环、填塞环氧砂浆、锚索灌浆等工序施工时，应严格按照操作程序施工，以避免出现不必要的损失。

二、内锚段采用锚固剂方式

内锚段施工采用水泥锚固剂或树脂锚固剂，锚杆钻孔直径为φ65（最小不能小于φ60），用水泥锚固剂锚固深度为3m，用树脂锚固剂锚固深度不少于2m，要求水泥材料抗压强度不小于35Mpa,树脂材料抗压强度不小于50Mpa。

锚固剂药卷使用锚固剂风枪将锚固剂打入内锚段，锚固剂药卷经锚固剂风枪打入输送管（1″PE管），再经输送管打入内锚段孔底（锚固剂输送管插入孔内距孔底50cm左右），每打入一卷锚固剂，输送管向孔外拉出 5cm左右，直至打入孔内锚固剂距离孔底3.0m左右处（内锚段长度为3.0m）结束。

锚固剂药卷在打入前现在水中浸泡，浸泡时间控制在2.5分钟左右，浸泡直观效果原则上以药卷中心留有黄豆颗粒大小的白蕊，或药卷在水中不冒或冒少量气泡为止。锚固剂风枪工作风压控制在0.5～0.6MPa左右。在锚固段速凝水泥药卷打入结束后立即进行预应力锚杆杆体安装。

插杆前对锚杆杆体加工：预应力锚杆朝向孔底的一端应削尖。在距锚杆底部3.0m处设止浆环，止浆环采用φ14圆钢与锚杆体焊接(或用5mm厚，外径60mm，内径34mm钢板焊接)，每隔3m设对中环一个,对中环采用φ6.5mm圆钢与锚杆杆体焊接。在锚杆杆体自由段安装进浆管（内径φ15mm铁管）和回浆管（内径φ8mm硬质塑料管），回浆管应牢固绑扎在杆体上，管口端部距止浆环15cm处。

锚杆杆体插入内锚段后,立即采用木楔（长度6～10cm）进行锚杆孔口封口,防止锚杆从孔内滑出。木楔应完全打入孔内，不得留出孔外，以免影响锚杆孔口钢垫板安装和锚杆张拉。在内锚段锚固剂灌浆完毕后24小时左右开始进行锚杆张拉。

隧道锚杆施工步骤 篇7

隧道工程的施工方法主要有矿山法、沉管法、盾构法等, 山岭隧道工程中尤以矿山法应用为多。矿山法施工的隧道中, 大多数采用复合式衬砌。复合式衬砌中的初期支护主要由系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土、钢架组成, 目前关于采用矿山法施工的隧道初期支护中是否可以取消其中的系统锚杆, 学术界、工程界都有较大的争议。系统锚杆是按照隧道围岩级别、隧道跨度、用途、施工方法等具体情况而沿隧道通长设置的。结合规范的推荐参数[1,2]可知, 系统锚杆的数量较大, 若可以取消, 可以节约一部分人工、材料成本, 并且也可以节省施工时间、改变初期支护的施作时机, 给工程本身带来更好的经济效益。

1 围岩对于开挖的应力、应变响应

确定一种开挖支护方式的优劣必须与其所处的具体情况结合考虑, 指标主要有受力合理性、变形控制效果、可施工性、代价等。

隧道结构设计作为二维平面应变问题进行考虑, 郑颖人院士及其研究团队的研究成果[3]有详细阐述。考虑隧道开挖到支护的整个过程, 显然应当采用三维模式来进行分析, 意大利的Pietro Lunardi所提出的岩土控制变形分析法 (ADECO-RS) 是比较好的分析方法[4], 在我国简称新意法, 其认为掌子面及超前核心土是整个施工过程控制中的关键环节。关宝树[5]和赵勇、李国良、喻渝[6]均认为其是合适的软弱围岩隧道分析方法, 在新建兰州-重庆铁路桃树坪隧道得到应用, 并获得成功[6]。

隧道开掘后, 隧道围岩应力重新分布, 从而使得围岩最大主应力 (如切向应力) 会高于原岩应力, 而最小主应力 (如径向应力) 相对原岩应力有所降低。

当重新分布的应力超过围岩的弹性极限, 则围岩会产生塑性变形或剪切错动, 并达到某种新的平衡。为了便于分析计算, 通常把围岩划分为极限平衡区、弹性应力区和原岩应力区。

通过推导得到的双向等压圆形隧道破裂带半径为[7]:

由公式可知破裂带半径与开挖半径、原岩应力、粘聚力、内摩擦角有关。

1-极限平衡区;2-弹塑性分界面;3-弹性应力区;4-原岩应力区

假设原岩应力仅考虑自重应力场, 原岩应力为地下100m深自重应力, 当开挖直径不大于5 m时 (当隧道所处深度大于洞室高度的20倍时, 隧道顶底部原岩应力的自重应力差别可以忽略[7]) , 采用JTG/TD70-2010《公路隧道设计细则》的地层物理参数[8]计算结果如表1。

注:a为隧道开挖半径。

从以上计算结果并结合实际经验可知, 在目前理论基础上所得到的破裂带范围是较实际为大的。据此, 目前系统锚杆的长度均不足以穿过破裂带。实践经验表明, 无需考虑表1厚度破裂带的影响, 计算理论需要进一步发展, 从而可以使理论解析与实践结果更加吻合。在现实施工的山岭非软弱地层, 系统锚杆往往被“优化”, 分析结果支持上述论断。故认为在采用矿山法施工的山岭隧道的非软弱地层宜取消系统锚杆。

2 各种围岩中系统锚杆效用的分析

陈力华、林志、李星平[9]分别针对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩的情况进行计算, 认为:系统锚杆的增强效应并不明显、悬吊作用难以实现且不必发挥、其施工会贻误衬砌时机。

王梦恕、张梅[10]认为应当取消拱部锚杆, 在有钢拱架的地方可不设系统锚杆, 在接头处设置锁脚锚管。

陈建勋[11]依托包家山隧道进行软弱岩层采用现场原位测试与数值模拟分析手段分析系统锚杆的效用。得出结论:锁脚锚杆对结构的稳定性起重要作用、建议将初期支护由系统锚杆+喷射混凝土+钢筋网+钢架改为钢架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚杆。

2.1 黄土隧道

针对黄土隧道多位学者[6,11,12]都采用现场原位测试试验方法研究系统锚杆在黄土隧道中的效用, 并进行了数值模拟。结论较一致:系统锚杆对黄土隧道的结构稳定性作用不大, 系统锚杆的施作影响了初期支护的施作时机从而变相地增加了隧道的变形量, 黄土隧道施工应当秉承“快挖、快支、快封闭”的原则。

2.2 大变形隧道

对于大变形隧道而言, 传统意义上的系统锚杆根本无法控制隧道向洞内收敛变形。

关宝树列举了较多的大变形隧道的施工案例[13], 将处置措施中的锚杆部分整理如表2, 可知:对于大变形隧道, 常规系统锚杆不能有效限制隧道开挖后围岩的收敛变形。处治措施中锚杆普遍加长, 穿过塑性区, 且多打设底部锚杆、拱脚锚杆。

3 结论

1) 分析Ⅲ、Ⅳ级围岩认为, 在复合式衬砌体系中, 喷射混凝土、钢筋网、钢拱架 (格栅) 、锁脚锚杆、纵向连接筋相结合的支护方式可以保证隧道结构安全, 系统锚杆没有必要施作。

2) 对于软弱围岩中的非大变形情况, 系统锚杆效用不大;系统锚杆施作在力学效用不明显的条件下反而会影响初期支护施作的有利时机从而引发洞室更大的变形;拱架锁脚锚杆效用比较明显, 要对其引起足够重视。对于软弱围岩中的大变形情况, 系统锚杆由于其长度和设置范围的限制无法穿越塑性区, 也就不能有效控制洞室收敛变形。大变形地层隧道中的锚杆多是设计施作的另一套锚杆体系, 包括:长锚杆, 底部锚杆, 掌子面锚杆, 超前锚杆, 边墙锚杆, 拱脚锚杆等。

3) 目前采用矿山法施工的山岭隧道系统锚杆用量较大, 若取消, 不仅减少项目投资, 更是施工技术进步的表现。取消常规系统锚杆不仅可以加快施工速度, 并且可以改变初期支护的施作时机。所以建议在采用矿山法施工的山岭隧道中取消常规系统锚杆。