隧道中空锚杆施工常见质量通病与控制管理

隧道中空注浆锚杆施工常见质量通病与控制管理锚杆是隧道施工地程中维护围岩稳定，保证施工安全的重要支护手段之一。

施工完成后，在一定程度上它还可以作为永久支护结构的一部分发挥作用。

本文结合隧道施工实际，就中空注浆锚杆施工工艺、常见质量通病及质量控制管理进行了探讨，对规范隧道中空注浆锚杆施工作业，消减锚杆施工过程中容易出现的质量通病具有一定的指导作用。

1 前言锚杆是隧道施工地程中维护围岩稳定，保证施工安全的重要支护手段之一。

施工完成后，在一定程度上它还可以作为永久支护结构的一部分发挥作用。

因此，在施工中，如何保证和检查锚杆的施工质量，加强质量控制和管理是极为重要的。

但从目前的施工状况来看，锚杆打设角度不对，长度不足，不配置锚垫板、布置不合理、注浆充填不密实、不注浆、不放少放药卷，甚至“长锚短打”的现象时有发生。

造成这种现象的原因虽然是多方面的，但主要还是对锚杆在隧道施工中的作用认识不足，不能完全按照要求施工，而且缺乏行之有效的质量控制管理和检测手段。

2 中空注浆锚杆的施工工艺中空注浆锚杆采用中空设计，实现了注浆的功能，注浆饱满，并可实现压力注浆。

中空注浆杆体的居中性好，砂浆可以将锚杆体全长包裹，避免了锈蚀的可能性，达到长期支护的目的。

中空注浆安装方便，不需现场加工螺纹，就可方便的安装垫板、螺母。

中空注浆采用向上排气锚头，彻底解决了水平线以上中空注浆锚杆排气问题。

2.1 准备工作。

中空注浆锚杆施工时，应做好以下准备工作：进行注浆密实度实验：选取与现场锚杆的锚杆直径和长度、锚孔孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管（或钢管），采用与现场注浆相同配合比拌制的水泥浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后剖管检查其密实度。

不同长度的锚杆均需进行试验，以此检验注浆效果。

在钻孔前应对隧道周围及掌子面前方的地质情况进行探测，清理掌子面上的松动危石,确保作业人员的安全。

中空注浆锚杆应包括（硬质塑料）锚头、止浆塞、垫板、螺母等配件，其质量证明文件应齐全，应采用厂家制造的成套成品。

锚杆材料必须按规定逐批进行检验。

每批次进场检验一次，每检验批代表数量不超过300根，每批在三根锚杆上各取一个试样，试样长度420mm。

母材按Ⅱ级钢筋验收办法执行。

施工前应做好相应机械设备的配套。

一般要求每个隧道作业面配备：型材切割机1台、长、短型风动凿岩机4台（备用2台）、注浆泵2台、空压机1台等。

应优先使用普通硅酸盐水泥。

注浆材料宜采用纯水泥浆，水灰比宜为0.4～0.5。

2.2工艺流程。

中空注浆锚杆施工工艺流程如图1所示。

2.3 施工要点2.3.1 孔位测量放样根据不同围岩情况及设计图纸，按照设计间距布孔，注意两排锚孔应采用梅花形布点，并做出标记，以利于准确确定位置。

2.3.2 锚杆就位钻孔石质隧道锚杆可采用风动凿岩机成孔。

锚杆钻孔可利用开挖台车施钻，钻孔方向应垂直于开挖轮廓线（或岩石面）。

锚杆孔深度必须满足设计图纸及规范要求，钻孔时锚杆孔直径应满足设计要求，一般应比杆径大15mm。

2.3.3 成孔检查及清孔安装锚杆前，应用高压风对钻孔清洗。

清孔一定要彻底。

2.3.4 锚杆安装安装前，应检查锚杆体中空孔及锚头是否畅通，若有异物堵塞，应及时清理。

锚杆体装入到设计深度后，应用空气清孔，直至孔口返气。

锚杆应顺钻孔顺利插入孔内，杆体插入孔内长度不应小于设计规定的95％,外露10～15cm（需预留做拉拔试验和监控无破损检测的锚杆除外，预留总数应为3%锚杆数），以便连接注浆管。

应将止浆塞通过锚杆外露端打入孔内约3cm，并安装垫板和螺母，螺母只要受力就可。

锚杆长度应满足设计要求，按锚杆数的3%进行检查，并且不少于3根。

2.3.5 锚杆注浆宜采用42.5普通硅酸盐水泥单液浆，水灰比0.4～0.5。

相应水泥浆的稠度应该是28～30秒,需要试验确定。

检查注浆设备，连接注浆管，按照设计配合比配置浆液，开动注浆泵，直至浆液从止浆塞周边挤出。

关闭注浆泵，等待压力减弱到安全值后，拆除注浆管并用锚固剂或木塞堵塞注浆孔。

注浆压力：中空注浆锚杆的注浆压力在设计图纸和国家强制性规范均没有严格的规定。

一般为地下水静水压的2～3倍，同时应考虑岩层的裂隙阻力，根据现场情况试验后确定。

但瞬间最高压力值不应超过0.5MPa。

注浆结束的标准：达到下述两种情况之一者即可停止单孔注浆施工。

――注浆压力达到0.30Mpa；――单孔灌注量达1000kg。

2.3.6安装垫板拧紧螺母锚杆垫板安装时，其凹面应向岩面，应紧贴围岩。

岩面不平时，用M10砂浆填平。

浆液初凝后，应用扳手拧紧螺母。

3中空锚管施工常见的质量通病配合比不正确，水泥用量不足。

现场试验人员和监理人员要经常量测水泥浆的稠度，在设计范围内时可以压浆，否则要查明原因，多半是用少水泥，或是水泥结块，搅拌不均匀。

锚杆打设角度显水平状。

由于目前锚杆打设多数采用开挖钻孔台车，采用风动凿岩机（风枪）成孔。

而台车上下高度方向不能调整，一般的凿岩机偏长，竖不直，常常顶到台车顶面平台，这样对拱肩以上位置的锚杆就容易打成水平角度，无法打设成与开挖轮廓线垂直，拱顶部位漏顶的现角非常普遍。

锚杆定位偏差较大，成孔深度不足。

施工员贪图省事，未按规定亲自动手放线、标记、定点，而是由工人凭直觉打眼，造成孔位偏差较大。

而孔深不足，则是技术交底不清楚或工人偷懒导致。

现场应随机抽检，频率不少于10%的锚杆根数。

锚杆根数不足，多是故意偷工减料。

应在锚杆压浆前清点一次，全部压浆完成后再清点一次。

最后，还应在初喷前再清点一次。

现场管理人员必须熟悉设计图纸，熟悉每一循环需打设的锚杆根数。

锚杆根数是否足够的问题，完全是现场管理人员责任心的问题，因为清点锚杆根数的机会很多，时间也很充足。

不压浆、假压浆或者压浆不饱满。

不压浆、假压浆是严重的故意偷工减料的行为。

主要表现在故意在锚杆注浆口用锚固剂塞紧，造成假压浆的现象。

检查时要查看孔口的止浆塞周围是否有溢浆，也可以用敲击锚杆听声音的方法来判断是否已压浆。

压浆不饱满主要是止浆塞塞得不紧，造成孔隙过大，压力不足，或终止压浆后，未及时堵塞锚杆口，造成水泥浆倒流。

现场管理人员在压浆时必须全过程旁站。

4质量控制与管理人员配备：为保证隧道中空注浆锚杆施工质量，施工时应在每个洞口至少配备两名施工员和一名试验员，分两班对现场的孔位定位、打孔角度、间排距、打孔深度、锚杆插入和注浆配合比和注浆情况进行全过程监控。

原材料检验：材料进场后，应做好台账登记，将试验和检验状态标定为待检，悬挂材料标示牌，以防误用。

工地试验室应及时对材料抽检，根据抽检结果确定是否可以使用到工程实体中。

在施工过程中，试验员还应继续跟踪每批材料的使用桩号及部位，为可追溯积累原始数据。

现场检测设备：现场管理人员应配备有LED充电式探照灯、钢卷尺、水平尺、地质罗盘、数码相机、稠度仪、试模等设备，图纸要随身携带，随时备查。

工序检查要求：水泥浆度稠度的检查：水灰比0.4～0.5时水泥浆的稠度应该是28～30秒（需要试验确定），施工过程中，试验员要经常对浆液稠度检测，发现不符合要求，立即查明原因，现场纠正。

钻机机械的检查。

当锚杆钻孔采用风动凿岩机（风枪）成孔时，一定要求配备YSP45型向上式高频凿岩机钻孔，采用短、长钻杆套用方法克服台车空间限制，即先用短的钻杆开孔钻孔，再用长钻杆钻孔，直至达到设计深度要求。

锚杆孔位置检查：要求在布孔完成后检查。

锚杆的孔位、孔径、孔深及布置形式等，均要符合设计图纸要求，实际抽检采用尺量，检查锚杆数的10%。

如果不符合要求，立即要求重新布孔，再次检查。

成孔的孔位偏差±50mm,深度误差不得大于±50mm。

检查锚杆数的10%。

清孔情况的检查：注浆开始前，应用高压风管清扫孔内积水、杂物和钻渣，保证浆液扩散和孔壁、锚杆有限粘结，未经扫孔，不得进行注浆作业。

锚杆安装的检查：锚杆安装过程中，发现锚杆长度、规格和外观不符合要求、配件不齐全，应要求立即更换，对锚头、止浆塞安装情况重点逐根检查，发现松动、脱空和距孔口距离过大或过小，立即更正。

注浆过程的检查：注浆的压力宜保持在0.3MPa。

注浆过程应重点观察孔口，应有浓浆流出。

当注浆泵关闭后，止浆塞和围岩间的挤浆现象应短时间内停止，不再漏浆，否则证明止浆塞止浆效果不满足要求，需要求重新就位和注浆。

如果还是达不到要求，证明孔口孔壁不规整，可以使用锚固剂代替止浆塞封闭孔口。

具体方法是卸下止浆塞，人工手工配合钢筋头将锚固剂压进孔内，再安装止浆塞，使用强力将止浆塞和锚固剂打入规定深度，再次注浆，直至达到要求为止。

注浆完成后的检查：锚杆施工完成及强度达到规范要求，及时进行长度、注浆饱满度和拉拔检测，发现不合格的视为失效锚杆，立即补打和补注浆，补打锚杆的长度应为原锚杆长度的1.5倍，根数同失效锚杆。

拉拔试验的有关规定：按作业分区在每300根（或按设计要求）锚杆中，抽查不少于一组（3根）进行拉拔力试验，拉拔值不小于设计值。

5安全要求5.1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，应由专人每班检查。

5.2暂停施工时，应将支护直抵开挖面。

并将开挖面喷射砼封闭。

5.3锚杆施工台车安置应稳妥。

5.4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。

5.5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。

5.6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。

锚杆是隧道施工地程中维护围岩稳定，保证施工安全的重要支护手段之一。

中空锚杆的使用在隧道施工中使用量越来越大，本文结合隧道施工实际，就中空注浆锚杆施工工艺、常见质量通病及质量控制管理进行了探讨，对规范隧道中空注浆锚杆施工作业，消减锚杆施工过程中容易出现的质量通病具有一定的指导意义。