XX鐵路ALTJ-4標段隧道工程 編號：錨桿施工作業指導書 單位： 編制： 審核： 批準： 2016年1月1日發布 2016年1月1日實施XX鐵路隧道工程錨桿施工作業指導書隧道錨桿作為初期支護的一個組成部分，和二襯一起構成了隧道永久支護體系。為規范錨桿施工工藝，控制錨桿施工質量，特編制隧道錨桿施工作業指導書。隧道錨桿類型主要包括藥卷錨桿、中空注漿錨桿、組合中空錨桿、水脹式錨桿、自進式中空注漿錨桿、漲殼式預應力中空錨桿。1 適用范圍適用于中鐵XX局集團有限公司XX鐵路ALTJ-4標段所有隧道工程。2 作業準備2.1 錨桿施工前的準備（1）檢查錨桿類型，規格，質量及其性能是否與設計相符。（2）根據錨桿類型，規格及圍巖情況準備鉆孔機具。2.2勞動力安排每工班勞力安排：空壓機操作員1人，鋼筋工2人，鉆孔10人，注漿操作5人，電工1人。具體人員數量根據現場實際需要配置。2.3機具配備型材切割機1臺、注漿泵1臺、煤電鉆（或風槍）12臺（備用 2臺），空壓機1臺，不同類型錨桿需要的設備不相同。3 技術要求所有進場錨桿應嚴格按照規定檢驗頻次抽檢，針對不同錨桿施工工藝，必須配置相應的施工設備和檢測儀器。4 施工工藝流程及操作要點4.1.藥卷錨桿錨桿：20MnSi22螺紋鋼筋，錨固劑為ZW型。4.1.1 錨桿鉆孔石質隧道錨桿采用YT28型風動鑿巖機成孔，黃土隧道采用ZM-12T型煤電鉆鉆成孔。煤電鉆施工既可解決土質隧道遇水軟化圍巖的問題，又可解決在土質隧道施工中采用常規的沖擊鉆不易排碴、成孔困難的難題，可以提高在黃土隧道的成孔速度和安全性。錨桿鉆孔利用開挖臺階搭設簡易臺架施鉆，按照設計間距布孔；鉆孔方向盡可能垂直結構面或初噴砼表面；錨桿孔比桿徑大15，深度誤差不得大于50mm；成孔后采用高壓風清孔。4.1.2錨桿安裝和檢驗ZW型錨固材料有普通型和早強型兩種,本工程擬用早強型錨固材料。（1）ZW錨固材料浸水：錨固卷浸水前上端扎35個小孔（孔徑1mm）。浸水后通過濾紙進入錨固卷中的水占據了錨固卷中的小空間，原微小空間的空氣被擠排出，直到小孔不冒泡即浸水結束。這時水灰比約為0.340.35最理想范圍，可馬上取出安裝使用，浸水時間約為11.5min，浸水過少，水泥水化不完全，影響錨固力。浸水過多、水泥漿易流動，充實不足也影響錨固力。（2）錨桿體的安裝方法：將打好的眼孔用高壓風吹凈，將浸好水的幾個錨固卷裝入眼內，用炮棍送至眼底，將錨桿插入，其位置應盡量居中，端部外露長度為515cm。錨桿的錨頭制成Y字型，錨端頭最大寬度與水泥包直徑相等，將錨桿的錨頭安放在錨固卷底部，用TJ-9型風動攪拌機（電鉆改裝也可）帶動錨桿快速旋轉，邊旋轉邊徐徐推進，錨頭在旋轉與推進中強烈攪拌浸水后的錨固卷，使水泥漿獲良好的和易性，水泥漿如沿孔壁下滑，孔口用紙堵塞，施工過程中要求迅速，不要時間過長。（3）錨桿抗拔檢驗為了檢驗錨桿安裝質量，須對錨桿進行抗拔檢驗，進行此項工作時，注意以下事項：安裝拉力計時，其作用線與錨桿同心，并固定牢靠。加載勻速、緩慢，拉拔至設計噸位即停止，不做破壞試驗。鉆孔YT28風鉆檢查清孔TJ-9型風動攪拌機結束施工準備錨桿加工檢查高壓風送錨固卷浸藥包推進錨桿、攪拌藥包錨桿拉拔試驗錨固劑達到強度圖1 藥卷錨桿施工工藝框圖4.2中空注漿錨桿4.2.1 中空注漿錨桿特點中空注漿錨桿將錨桿和注漿管的功能合二為一。注漿時它是注漿管，注完漿后無需將它撥出即成為一根錨桿。相對于傳統的錨固工藝，它具有如下特點：wT中空注漿錨桿施工方法非常簡單，它將傳統的先灌漿后錨固工藝改為先錨固后注漿，注漿時壓力可達數十公斤，不但可以充填滿錨孔，而且在裂隙發育的地區，漿液還在注漿壓力的作用下滲透進裂隙，達到改良圍巖結構的目的。 中空注漿錨桿構造：注漿加固錨桿由錨頭、全螺紋中空桿體、止漿塞、墊板、螺母構成。4.2.2施工工藝YT-28風鉆鉆孔、清孔WTD25錨桿插入錨孔錨桿尾端安裝止漿塞、墊板、螺母連接錨桿尾端和注漿泵注漿圖2 中空注漿錨桿施工流程圖（1）鉆進采用普通鑿巖機鉆芋L并清手L。（2）插入錨桿，將安裝好錨頭的中空注漿錨桿插入孔，錨頭上的倒刺立即將錨桿掛住。（3）安裝止漿塞、墊板、螺母。（4）連接注漿機 通過，陜速注漿接頭將錨桿尾端和所選注漿機聯接。（5）注漿 開動注漿機注漿，待注漿飽滿且壓力達到設計值時關機。注漿壓力可根據設計參數和注漿機性能確定，灰沙比參考值為：1：01：1，水灰比參考值為0.450.5。注漿泵：選用萬通WT-1601型注漿泵。表1 錨桿技術參數型號WTD25直徑/壁厚（mm）25/5材料強度（Mpa）500錨固力（KN/m）50重量（kg/m）2.5螺紋方向左旋標準長度（m）2.0 2.5 3.0 3.54.3 中空組合錨桿中空組合式錨桿是在普通中空注漿基礎上發展起來的組合式錨桿，它充分考慮到普通中空注漿錨桿和其它類型組合式錨桿的優缺點，解決了中空錨桿的排氣和注漿問題，具有優良的應用效果。圖3 LHZ22組合中空錨桿系統4.3.1中空組合錨桿結構錨頭：錨頭上的倒刺可將錨桿定位于鉆好的孔內，并保證桿體良好居中。螺紋鋼桿體：總成中最重要的構件，在錨固和支護中起主要作用。錨桿體：總成中最重要的構件，在錨固和支護中起主要作用。止漿塞：在注漿過程中保持注漿壓力，使漿液充分填充進圍巖縫隙。墊板：承受更大的圍巖應力。螺母：將圍巖應力集中到墊板上。聯接套：將錨桿桿體和螺紋桿桿體連接起來。4.3.2中空組合式錨桿的特點：LHZ系列中空組合式錨桿集中了中空注漿錨桿及組合式錨桿的優點并有顯著提高，具有如下特點：（1）徹底解決了向上注漿問題，運用范圍廣泛；（2）錨桿的兩部分由中空注漿錨桿體和22螺紋鋼精加工組成，無需現場加工螺紋，連接方便，方便現場施工操作；（3）充分利用組合部分的中空錨桿體，增大注漿通徑，注漿錨固效果極好，無注漿盲區；（4）用等材質中空錨桿體組合連接，沒有強度薄弱區域，充分發揮中空錨桿全長等強的特點；解決了自進（鉆）式錨桿的注漿排氣難題。4.3.3施工工藝：系列中空組合式錨桿施工方法與LH系列普通中空注漿錨桿的施工基本相同。（1）鉆進，成孔；（2）插入錨桿：將安裝好錨頭、組合式連接套、排氣管的LHZ系列中空組合式錨桿體插入鉆孔；（3）安裝止漿塞、墊板、螺母（4）連接注漿機：通過快速注漿接頭將錨桿尾端與注漿機連接；（5）注漿：待排氣管口有水泥砂漿滲出，即可停止注漿；4.4 自進式錨桿自進式錨桿由中空鋼管桿體配鉆頭、連接套筒、墊板、螺母組成。桿體外表全長具有標準螺紋，可以任意切割和用連接套筒接長。它適用于易坍孔的破碎巖層，錨固深度大，錨固力強。鉆孔機械按孔深可選用手持鑿巖機或支架式鑿巖機，桿體用特制釬尾套與鑿巖機連接。自鉆式錨桿主要用在圍巖破碎不成孔地段，代替中空錨桿及砂漿錨桿作系統支護。也在支護發生變形后為加強支護時采用。圖4 自進式錨桿示意圖4.4.1 自進式錨桿結構合金鉆頭：由優質合金經精密工藝制作而成，具有很強的硬度和韌性，穿透力可使錨桿鉆入多類圍巖錨桿體：總成中最重要的構件，在鉆進和錨固中起主要作用。連接套：在錨桿需加長時起連接作用。墊板：能承受更大的圍巖應力。螺母：能將圍巖應力集中到墊板上。鉆進G32錨桿注漿開挖立鋼架錨固形成固結殼體每環超前錨桿與下一環搭接長度為不小于4.4.2 鉆孔（1） 鉆孔前檢查錨桿是否中空，鉆頭水孔是否有異物堵塞，若有應清理干凈，保證桿體與鉆頭通暢。（2） 連接鉆頭鉆桿，連接鉆機和鉆桿。由于在破碎巖層中鉆進，鉆頭的水孔易堵塞，因此在鉆進過程中，應放慢鉆進速度，多回轉，少沖擊，若在鉆孔中有水孔堵塞現象.應后撤鉆桿50cm，并反復掃孔，使水孔暢通，然后慢慢鉆進，直至設計深度。（3） 鉆到設計深度后，要用水或高壓風洗孔，檢查鉆頭水孔是否暢通，確認暢通后將鉆機連接套從錨桿上卸下。（4） 若錨桿需加長時，用鉆桿連接套連接已施作錨桿和另一根錨桿，繼續鉆進，直到要求深度。自進式注漿錨桿施工工藝流程圖（5） 鉆孔完成后，用鋼管將止漿塞通過錨桿外露端打入孔口10cm 左右，同時安裝錨桿墊板及螺母，但此時不宜上緊。4.4.3 錨桿注漿（1）采用采用專用錨桿注漿機注漿，注漿前先檢查注漿機及其零件是否齊備和正常，嚴格按操作程序作業。（2）檢查水泥、砂的粒徑、配合比等是否符合規定，漿液嚴格按設計配合比配制。（3）用水或風再次檢查錨孔是否暢通，孔口返水或風即可。迅速將錨桿和注漿管及泵用快速接頭連接好。（4）開動注漿泵，整個注漿過程要連續灌注，不得停頓。觀察當漿液從止漿塞邊緣流出或壓力表達到設計值，即可停泵。若注漿過程中出現堵管現象，應及時清理錨桿、注漿管及泵，此時若壓力表顯示有壓力，應反轉電機12 秒卸壓，方可卸下各接頭。（5）當完成一根錨桿的注漿后，應迅速卸下注漿軟管與錨桿的接頭，清洗并安裝到另一根錨桿，繼續注漿；注漿開始或中途停止超過30min 時應用水或稀水泥漿潤滑注漿罐及其管路，以免堵孔。（6）注漿過程中，要及時清洗接頭，以保證注漿過程的連續性，完成整個注漿后，應及時清洗及保養泵。（7）在注漿水泥漿體強度達10.0MPa 后方可上緊螺母及墊板4.5 漲殼式預應力注漿錨桿4.5.1錨桿結構由鋼質漲殼錨頭、中空注漿錨桿體、止漿塞、墊板、螺母組成。4.5.2 漲殼式錨桿特點： 安裝方便,保證預應力施加能及時進行。 主動張拉,預應力可達50KN,并可實現適當的超張拉。利用常規工具，單人即可實現張拉操作。 漲殼式預應力注漿錨桿 4.5.3施工工藝 （1）預應力,錨頭安裝及預應力施加 鉆孔成形并徹底清孔; 將安裝有漲殼錨頭的桿體直接接入成孔底部; 用力預緊桿體,保證錨頭頂端與孔底部緊貼并左旋錨桿體直至旋緊后,再安裝止漿塞、墊板、螺母 連接常規張拉工具(例如錨桿拉力),實施預應力張拉及規定值。 （2）注漿 將注漿機推入現場,接好注漿管及電源; 按設計配合比攪拌好漿液,并將其倒入注漿機中; 開動注漿機,漿液注入錨孔中,直到錨桿尾端流出漿液且注漿壓力達到設計值為止; 取下漿接頭,進行下一根錨桿漿,直到所有錨桿漿完畢; 清洗設備4.6 水脹式錨桿水脹式錨桿是一種由外徑大于錨孔直徑的無縫鋼管加工成小于錨孔直徑的雙層凹型管狀桿體,它由端套、擋圈、注液端、托盤等配件組成。其施工程序為:鉆孔將桿體裝上托盤,送入孔底注液器與注液嘴連接注入高壓水(壓力1520 MPa)桿體與圍巖密貼完成。水脹式錨桿在高壓水作用下,錨桿管壁隨錨孔形狀膨脹,產生永久變形,使其對圍巖產生擠壓,獲得錨固力,從而起到加固作用。水脹式錨桿有三種作用:第一是托錨作用,在加壓膨脹過程中,桿體沿軸線收縮14 mm ,使托盤對錨孔附近圍巖產生擠壓力;第二是錨桿對圍巖的軸向變形的限制作用,它隨著圍巖變形增加而增強;第三是沿錨桿全長對錨孔圍巖擠壓產生的徑向壓力作用,徑向壓力隨著水壓力增大而增大,當水壓為25 MPa 時,錨固力可達20 kN/ m ,而且比較穩定。5 質量控制及檢驗、5.1錨桿安裝允許偏差應符合下列規定 錨桿孔的孔徑應符合設計要求。 錨桿孔的深度應大于錨桿長度的10cm。 錨桿孔距允許偏差為15cm。 錨桿插入長度不得小于設計長度的95%。錨桿孔的方向應符合設計要求，錨桿墊板應與基面密貼。錨桿應平直、無損傷，表面無裂紋、油污、顆粒狀或片狀銹蝕。5.2質量控制5.2.1必須進行崗前培訓，讓操作者了解注意施作程序及標準。5.2.2開工前必須認真進行交底。5.2.3必須繪制錨桿布置圖，嚴格控制其位置。5.2.4嚴格控制砂漿的水灰比。5.2.5控制注漿壓力和進漿量。6 安全要求和措施、（1）施工期間，應對支護的工作狀態進行定期和不定期檢查。在不良地質地段，應由專人每班檢查。（2）暫停施工時，應將支護直抵開挖面。（3）錨桿簡易臺架應安置應穩妥。（4）