隧道锚杆与钢架支护施工工艺(隧道工艺标准系列之六)

6锚杆与钢架支护施工工艺

6.1 总则

6.1.1适用范围

本标准适用于采用矿山法施工的隧道。

6.1.2编制参考标准及规范

6.1.2.1公路工程技术标准(JTJ001－97)

6.1.2.2公路隧道设计规范(JTGD70－2004)

6.1.2.3公路隧道施工技术规范(JTJ042－94)

6.1.2.4公路工程质量检验评定标准(第一册土建工程)(JTGF80/1-2004)

6.2 术语

6.2.1锚杆

指用于隧道支护的锚固杆体，包括初期支护锚杆和预支护锚杆。

6.2.2钢架

指用于隧道支护的钢制拱架，包括格栅钢架和型钢钢架。

6.3 施工准备

6.3.1 技术准备

6.3.1.1 锚杆支护

(1)检查锚杆材料、类型、规格、质量以及性能是否与设计相符。

(2)根据锚杆类型、规格及围岩情况选择钻孔机具及其他所需工具。

6.3.1.2 钢架支护

(1)检查钢架材料、类型、规格、质量以及性能是否与设计相符。

(2)钢架应在洞外进行试拼装，符合要求后方能在洞内安装。

6.3.2材料准备

6.3.2.1 锚杆钢筋

(1)全长粘结锚杆：可采用3号钢、20MnSi钢和5号钢，现场制作。

(2)其它类型锚杆：由工厂生产定型产品,直接购买。

6.3.2.2 锚杆粘结剂

(1)早强药包

①树脂药包

a.不饱和聚脂树脂

用纤维纸袋(或塑料袋)装不饱和聚脂树脂、速凝剂和填料，袋中有一玻璃管，管

中装固化剂和填料。

b.环氧树脂

分为两个塑膜袋，外袋装环氧树脂与填料的胶泥状混合物，内袋装聚乙烯聚酰胺。

②快硬水泥药包

以快硬水泥为粘结剂。

(2)砂浆：水泥砂浆沿锚杆杆体全长粘结。

6.3.2.3 锚杆垫板：厚6～10mm的钢板或铸铁，规格：150×150mm或200×200mm 。

6.3.2.4 钢架

(1)根据设计要求，按格栅、型钢分别准备材料。

(2)确定钢架加工方式，有委托加工与现场加工两种。委托加工时要向加工单位提供各项设计和技术要求，组织对成品的检验，合格后方能进场。

6.3.3主要机具

6.3.3.1 锚杆施工机具

(1)钻孔机具：一般采用气腿式和向上式凿岩机。当在土层中钻孔时，宜采用干式排渣的回旋式钻机。

(2)合金钻头。

(3)套筒板手：用于施加预应力。

(4)锚杆拉力计：作拉拔试验用。

(5)风压表：用于测试注浆压力。

(6)注浆泵：用于锚孔的水泥砂浆灌注。

(7)打击套筒：配合锚杆安装。

6.3.3.2 钢架施工机具

板手等现场拼装工具,冷弯机、电焊机等。

6.3.4作业条件

6.3.4.1 锚杆

应保证安设凿岩机的作业空间，且能满足锚杆的设置长度。

6.3.4.2 钢架

应提供足够的施作空间，以保证钢架能随着开挖台阶的下落而往下延伸拼装。

6.3.5劳动力组织

根据施工进度安排和工程数量，按劳动定额和工班组织安排劳动组织计划。

见表6.3.5

隧道锚杆与钢架支护施工劳动力组织表6.3.5

6.4工艺设计和控制要求

6.4.1 技术要求

6.4.1.1 锚杆

(1) 钻孔

①钻孔前应根据设计要求定出孔位，做好标记，孔位允许偏差为±15mm；

②钻孔应圆而直，钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直；

③水泥砂浆锚杆孔径应大于杆体直径15mm；其它型式锚杆孔径应符合设计要求。

(2) 钻孔深度

①水泥砂浆锚杆孔深允许偏差为±50mm；

②楔缝式锚杆孔深不应小于杆体有效长度，且不应大于杆体有效长度30mm；

③早强药包锚杆孔深应与杆体长度配合恰当。

(3) 注浆

①注浆开始或中途暂停超过30min时，应用水润滑注浆罐及其管路；

②注浆孔口压力不得大于0.4MPa；

③注浆管应插至距孔底50～100mm处，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计

长度的95％。

6.4.1.2 钢架

(1) 钢架结构型式及其接头，应简单牢固，并尽可能定型化。

(2) 钢架相互之间应用纵撑连接牢固，构成整体。

(3) 当施工区段很短或可能发生纵向荷载时，应设置纵向斜撑，以防钢架倾倒。

(4) 钢架基础上的浮渣必须清除，地层松软时应加设钢垫板。

(5) 钢架架设后应迅速喷射混凝土，且应保证混凝土保护层的设计厚度。

(6) 钢架就位后，其与围岩之间应用楔块楔紧，楔块的个数在10个左右。

(7) 预支护的锚杆或钢管应从钢架的腹部穿过，其尾端应与钢架焊接牢固。

6.4.2 材料质量要求

6.4.2.1 锚杆材料必须按规定逐批进行检验。钢架材料的质量必须符合设计要求。

6.4.2.2 砂浆锚杆

(1) 应优先使用普通硅酸盐水泥，条件不具备时可使用矿渣硅酸盐或火山灰硅酸盐水泥。

(2) 水泥砂浆强度等级不得低于C20。配合比（质量比）：水泥：砂：水宜为1：（1～1.5）：(0.45～0.5），砂的粒径不宜大于3mm；

(3) 砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。

(4) 早强水泥砂浆锚杆采用硫铝酸盐早强水泥并掺早强剂；注浆作业开始或中途停止超过30min时，应测定砂浆坍落度，其值小于l0mm时，不得注入罐内使用。

(5) 宜采用清洁、坚硬的中细砂，粒径不宜大于3mm，使用前应过筛。

(6) 锚杆杆体应调平直、除锈和除油。

6.4.2.3 楔缝式锚杆

(1) 楔头与楔缝的尺寸和配合情况应符合锚固要求。

(2) 检查锚杆尾部螺栓和螺纹的配合情况。

(3) 备齐配套工具，做好螺扣的保护措施。

6.4.2.4 胀壳式锚杆

(1) 锥形螺母、内锚头(胀壳)的尺寸应符合锚固要求。

(2) 螺纹应配合良好，使得拧紧杆体时能顺利地将内锚头胀开。

(3) 备齐配套工具，做好螺扣的保护措施。

6.4.2.5 缝管式锚杆

(1) 必须检查管径，同批成品管径径差不宜超过0.5mm。

(2) 根据围岩情况选择钻头，使钻头直径符合设计要求。

(3) 安装用冲击器尾部必须淬火，硬度宜为HBC48～53。

(4) 钻杆长度必须大于锚杆长度。

6.4.2.6 早强药包锚杆

(1) 树脂或快硬水泥等粘结剂必须是粘液或糊状，能填满空隙、包裹杆头，并且迅速地凝为固体、卡住锚杆。

(2) 安装前应检查树脂卷、水泥卷等药卷的质量，变质者不得使用。