中空预应力锚杆施工工艺

1、预应力中空锚杆的施工工艺一、前言1、在岩土及地下工程中，当围岩节理发育破碎时，通常围岩存在着破碎块、松弛、岩块之间的咬合、摩擦力低，从而引发更大面积的围岩松弛，最终出现围岩失稳、坍塌等事故的发生。为有效保证工程质量和施工安全，故产生预应力锚固技术。预应力锚固是用锚固方法增加支挡结构或岩土体稳定性的一种措施。其方法是打钻孔穿过有可能滑动的或已经滑动过的滑动面，将钢筋（或钢索）的一端固定在孔底的稳定岩土体中，再将钢筋（或钢索）拉紧以至能产生一定的回弹力（即预应力），然后将钢筋（索）的另一端固定于岩土体或支挡结构表面，利用钢筋的回弹力压紧可能滑动的岩土体或支挡结构，以增大滑动面上的抗剪强度，从而达到

2、提高岩土体或支挡结构稳定性的目的。中空预应力锚杆就是在此理论基础上产生的，中空预应力锚杆以其便于施工、改量围岩条件显著等原因，近年来在我国铁路、公路、水利水电等工程中得到了迅速的推广和广泛的应用。二、工程概况江北城车站设计为重庆轨道交通六号线与九号线的地下换乘站，位于江北城中央商务区内。车站线路里程YDK16+57.455YDK16+298.258,有效站台中心里程为YDK16+155.928,车站主体总长240.8m。车站主体结构分为明、暗挖两部分，其中里程YDK16+57.455YDK16+105.048、YDK16+259.708YDK16+298.258为明挖段；里程YDK16+105

3、.048YDK16+259.708为暗挖段，采用地下三层钢碎马蹄形大拱脚结构，长154.660m。开挖断面H=27.4m、D=32.5m。暗挖段开挖方法为双侧壁导坑法。工程地质条件：根据区域地质资料,地应力条件简单，应力水平极低。区内无断层，地质构造简单。根据场地基岩露头地质测绘调查，基岩内裂隙发育程度为不发育，岩体呈块状结构。层面结合差，层面局部充填粘性土。水文地质条件：据地勘资料显示,拟建场区内松散层上层滞水和基岩风化裂隙水局部存在，水量较小。但因场地地表封闭较差且松散层上层滞水受气候和季节性变化较大，其水量与降水因素关系密切，因此后期施工（特别是在雨季期间）应考虑大气降水对场区的水文地质

4、条件的改变和影响。根据相邻场地及当地建筑经验综合判定：环境水类型为II类。本隧道围岩分级以IV级为主，定级为IV级，属于浅埋隧道，具成洞条件差，拱顶支护弱或不及时时可产生较大的塌方。故设计本着“强支护”的原则,拱部采用R51超前锚杆支护，L=4.5m,环纵距0.5*2.5m,双层H22格栅钢架0.5m/根。系统锚杆采用CD28药卷锚杆，CD32预应力中空注浆锚杆，环纵距为100*50cm,梅花型布设。二、预应力中空注浆锚杆施工工艺1、江北城车站采用了小28药卷锚杆、预应力锚杆交错布置，间排距为0.5mX0.5m,预应力锚杆长度为6.0m,锚杆直径为小32。此次使用的是涨壳式中空预应力锚杆，它由

5、涨壳锚头（小45）、中空锚杆体、垫板、螺母、连接套、注浆管、必要时还要用止浆塞组成。a、中空锚杆体：为全螺纹中空锚杆体,按照安装方式的不同，具有注浆或是排气的功能。a、涨壳锚头：用高强度的钢材制成,通过内楔和涨壳加片组成，是锚杆预应力内部承载体。c、垫片、螺母：预应力外部锁定和传递荷载的构件，垫片、螺母为M30d、注浆（排气）管：塑料管一段插入孔内,一段留在孔外。根据锚杆的安装方式起注浆或是排气的作用。锚杆示意图e、锚杆特点：迅速初期支护,控制围岩变形，保证围岩稳定。中空设计，使锚杆实现了注浆管的功能，避免了传统施工工艺注浆管拔出时造成的砂浆流失。能到达注浆饱满，并可实现压力注浆，提高工程质量

6、。由于各配件的作用，杆体的居中性很好，砂浆可以将锚杆体全长包裹，避免了锈蚀的危险，达到永久支护的目的。2-工艺流程：测量放线一造孔一泊孔一安插锚杆一安装垫板、螺帽及注浆管一施加预应力一注浆一锚杆验收评定3、施工准备材料的准备，包括涨壳锚头、中空锚杆体、垫板、螺母、连接套、注浆管等。机械包括注浆机、扭力扳手、风枪等。4、测量放样按图示支护参数进行锚杆孔位放样，并用不同颜色的油漆进行标记，以区别不同类型的锚杆孔位。5、钻孔锚杆钻孔采用YT28型风动凿岩机，钻孔时孔口直径以大于锚杆体1020mm为宜，钻孔角度根据洞室的结构形式和锚杆所处的部位，一般情况下垂直岩面，终成孔位置偏差不大于10cm,孔深误

7、差控制在5cm,角度偏差控制在13度。6、清空造孔完成后，用高压水枪进行孔内清洗，清洁后再用高压风枪吹出孔内积水。所有工作完成后，由现场技术员根据事先的编号在现场进行标识，并做好相关验收资料向监理工程师审请验收。验收合格后进入下一工序施工。7、安插锚杆将安装涨壳锚头的锚杆插入孔内，锚杆一段安装上纤尾，且接上凿岩机，开动凿岩机，通过凿岩机的旋转力使锚头在孔底充分的张开，在现场实际操作中，一般凿岩机无法转动时可视为达到效果。锚头膨胀过程示意图8、安装注浆管、垫板及螺帽在锚杆安装后即可插入注浆管，注浆管的长度定位20cm,孔口外露10cm,然后在孔口用1:0.3水泥砂浆封口，水泥砂浆入孔口约58cm

8、。孔口位置用水泥砂浆找平后可安装垫片、螺母。9、施加预应力预应力锚杆的张拉锁定一般有两种：用机械扭力扳手锁定或者用双活塞柱空心千斤顶锁定荷载，本次施工采用机械扭力扳手锁定。扭力扳手张拉前，应取20%设计张拉荷载，对其预张拉12次，使其各部位接触紧密。正式张拉时，应张拉至设计荷载的105%110%,再按规定值进行锁定。（用扭力扳手施加预应力时，用扳手拧紧六角螺母，使锚杆产生预应力。扳手产生的扭矩与锚杆预应力的关系一般以经验值为依据，如设计定锚杆预应力值为60KN时，扳手的扭矩为580N.m,及G=F*m,F为作用力、m为作用力到作用点之间的直线距离。扭力扳手上面有刻度，可调。）预应力施加示意图1

9、0、注浆此次注浆的水泥砂浆为M30水泥砂浆，注浆用的水泥为42.5的普通硅酸盐水泥，砂子选用粒径为35mm的中粗砂，砂子使用前需过筛，水泥砂浆的胶骨比为1:1.5,水灰比控制在0.380.42为宜。为是其达到效果最佳，可适量参入混凝土膨胀剂，量可控制在水泥用量的3%6%。由于现场砂子含水率不尽相同，所以在现场实际操作中应当反复调试，保证水泥砂浆达到最佳稠度。此次注浆压力的终压应控制在0.8MPa,注浆时，待排气管出浆后，封堵排气管，并继续灌注至预定压力，停止灌注，封堵钢管口。考虑现场实际地质条件，对注浆量过多的情况应当进行控制，如有地层漏浆现象，可适当放宽对注浆终压的要求。11、检查验收验收试

10、验锚杆数量不得少于锚杆总数的5%,且不得少于3根。验收试验应分级加荷，起始荷载宜为锚杆拉力设计值的30%,分级加荷值分别为拉力设计值的0.5、0.75、1.0、1.2、1.3和1.5倍，但最大试验荷载不能大于杆体承载力标准值的0.8倍。验收试验中，当荷载每增加一级，均应稳定510min,记录位移读数。最后一级试验荷载应维持10mino如果在110min内，位移量超过1.0mm,则该级荷载应维持50min,并在15、20、25、30、45、60min时记录其位移量。三、注意事项1、施工前需考虑人工、材料、机械的准备是否到位，现场风、水、电的供应是否满足，技术上要充分考虑不便于现场实际操作的各种因素，以及在便于施工的基础上是否对原有方案进行修改等要做到心中有数。2、在进行张拉和锁定时，台座的承压面应平整，并与锚杆的轴线方向垂直，有利于垫片有效地锁定荷载。3、按设计要求严格控制水泥砂浆配合比，掌握搅拌质量，并使注浆设备和管路处于良好工作状态，这是注浆饱满的主要因素。4.、在钻孔时，避免操作不规范而导致的孔径不准