无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法

无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法由葛洲坝集团第二工程有限公司、浙江中南建设集团有限公司完成的工法01形成原因操作原理质量控制工法特点材料设备安全措施目录030502040607环保措施应用实例效益分析荣誉表彰目录0908010基本信息《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》是葛洲坝集团第二工程有限公司、浙江中南建设集团有限公司完成的建筑类施工工法，完成人是杨忠兴、高一军、姚金满、闫平、罗运诚。适用于隧道洞壁、地下厂房顶拱、岩石开挖边坡等的不良地质部位岩石滑动面加固施工。《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》主要的工法特点是通过一次性注浆取消了张拉后注浆施工工序，加快了施工速度，使锚杆能在短时间内受力；简化为一次注浆，减少二次注浆对环境的污染；锚杆未设套管，增大了锚杆与砂浆、岩石摩擦面积，加大了摩擦力形成的抗拔力，锚固效果更好。2011年9月，《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2009-2010年度国家二级工法。形成原因形成原因水工建筑物在开挖施工中，一些交叉洞段、软弱夹层带以及岩石表层滑动面等部位常出现变形或破坏的问题。为了解决这些部位开挖后岩石稳定性问题，经常布置大量的粘结式预应力钢筋锚杆，使预应力锚杆结构与岩层连锁在一起，有效地承受拉力和剪力，提高潜在滑移面上的抗剪强度，有效地阻止岩石的变形位移。常规的预应力钢筋锚杆结构采用张拉后二次注浆或张拉端套管的方法来施工；这两种方法存在施工工序多、施工时间长、锚杆注浆密实度较低的问题，难以满足施工规范要求。为了解决这些问题，经过施工研究，采用无套管一次性注浆预应力锚杆施工能很好地解决这些问题，通过无套管一次性注浆预应力锚杆现场施工总结形成《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》。

工法特点工法特点《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的工法特点是：1.该工法通过一次性注浆取消了张拉后注浆施工工序，加快了施工速度，使锚杆能在短时间内受力。2.该工法简化为一次注浆，减少二次注浆对环境的污染。3.锚杆未设套管，增大了锚杆与砂浆、岩石摩擦面积，加大了摩擦力形成的抗拔力，锚固效果更好。4.具有其他预应力锚杆的特点，如施工所需钻孔孔径小，不用大型机械，机具轻便简单、灵活；通过钢筋的张拉施加预应力，有效的控制岩石的变形量。

操作原理适用范围施工工艺工艺原理操作原理适用范围《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》适用于隧道洞壁、地下厂房顶拱、岩石开挖边坡等的不良地质部位岩石滑动面加固施工。

工艺原理《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的工艺原理叙述如下：预应力锚杆锚固段采用速凝锚固材料和张拉段用缓凝锚固材料按照次序一次性注浆，待预应力锚杆锚固段的速凝锚固剂达到设计强度满足张拉受力条件，而张拉段缓凝砂浆未初凝张拉时能自由伸缩的情况下，进行锚杆张拉施加预应力，待张拉段缓凝砂浆凝固后，张拉段和锚固段共同受力，与常规预应力锚杆相比，提高了锚杆注浆密实度，增加了锚杆与岩石之间的摩擦力，更有效地共同承受岩石压力、水压力、抗浮、抗倾覆等所产生的拉力和剪力，改善岩体的稳定条件。其工艺原理见图1。

图1无套管一次性注浆预应力锚杆工艺原理施工工艺《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下：施工工艺流程见图2。图2施工工艺流程图一、施工准备1.施工前，根据图纸、地质报告以及技术规范编制专项施工方案，进行技术交底。2.根据预应力锚杆设计要求、岩层条件和环境条件，合理选择材料、设备、器具，布置水、电设施。3.预应力锚杆造孔前，对地质条件较差的部位采用人工配合挖掘机对松动岩石进行清撬处理，再喷3～5厘米厚混凝土。4.测量定位，设置水准点、变形观测点，并用不同颜色的油漆（或相同颜色的油漆采用不同的标记符号）进行标记，以区别不同类型的锚杆孔位。二、钻孔1.多采用多臂钻、潜孔钻钻孔。在钻机安放前，按照施工设计图采用全站仪进行测量放样，确定孔位以及锚孔材料设备材料设备《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》所用的材料及设备明细如下：1.预应力锚杆材料：预应力锚杆钢筋为高强螺纹钢筋，锚具由螺帽、垫圈、托板组成，其力学性能指标应满足相关规范和设计要求。2.浆体材料：浆体材料有速凝锚固剂、缓凝锚固剂、砂、水，其性能指标应满足规范及设计要求。3.对中架可选用钢筋、塑料制作。1.钻孔设备：潜孔钻机1台或多臂钻1台。2.供风设备：20立方米/分钟空压机1台。3.注浆设备：麦斯特注浆机1台和灰浆搅拌机1台等。4.张拉设备：扭矩扳手1把、活动扳手1把。

质量控制质量控制《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的质量控制要求如下：1.预应力锚杆施工技术指标应符合标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB、《建筑边坡工程技术规范》GB、《岩土锚杆设计与施工规范》CECS22：90的规定。2.预应力锚具与连接器应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T和《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85的规定。3.现场抽检的锚杆数量不少于锚杆总数的5%且不得少于3根进行抗拔力试验。4.锚筋组装、安装的允许偏差应符合规范与设计要求。1.根据设计文件要求编制详细的施工方案，严格按技术要求进行施工，每道工序合格后，方可进行下道工序作业。2.钢筋、水泥、锚具等材料应有产品合格证及相应的检验、试验报告。3.用仪器测定钻机导向架的倾角，在钻进过程中随时检查控制倾斜度。4.安全措施安全措施采用《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：1.预应力施工操作人员在用电及机械使用时应遵守《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46及《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33的有关安全规定。2.施工前应认真进行技术交底，施工中应明确分工，统一指挥。3.预应力锚杆张拉时孔口前方严禁站人。4.注浆管路应畅通，防止塞泵、塞管。5.机械设备的运转部位应有安全防护装置。

环保措施环保措施《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的环保措施如下：1.粉尘的作业环境中作业，干钻时洒水，作业人员配备劳保防护用品。2.合理安排作业时间，避免夜间施工，使施工噪声对周围环境影响减少到最低程度。3.工程完工后，及时清理干净施工现场。

效益分析效益分析《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的效益分析是：1.与常规预应力锚杆施工比较，取消了张拉段套管或二次灌浆，节约了施工材料，减少了施工工序，加快了施工速度，节约了施工成本。2.与其他预应力锚杆施工技术相比，张拉采用扭矩扳手，具有价格便宜、工艺简单，适宜高空作业。3.无张拉段套管或二次灌浆，保证注浆密实度，确保了预应力锚杆施工质量，加大了锚杆的抗拔锚固力。

应用实例应用实例《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的应用实例如下：1.工程概况锦屏二级水电站利用雅着江下游河段150千米长大河弯的天然落差，通过长约16.67千米的引水隧洞，截弯取直，获得水头约310米。电站总装机容量4800兆瓦，单机容量600兆瓦。工程枢纽主要由首部拦河闸、引水系统、尾部地下厂房3大部分组成，为一低闸、长隧洞、大容量引水式电站。其电站进水口位于雅誉江大河弯西端景峰临时桥下游550~730米的右侧凹岸，为独立岸式进水口。拦污栅布置在地面岸塔式拦污栅墩内，进水口事故闸门采用地下洞内竖井式布置。进水口工程于2007年10月开工，2012年12月完工。2.施工情况在进水口工程的闸门室、开挖高边坡及危岩体处理，存在部分围岩完整性及稳定性较差，局部沿长大裂隙渗、滴水。在闸门室和开挖高边坡设置了约1000根ф32预应力钢筋锚杆，锚杆设计孔径ф65毫米，长度9米。在预应力锚杆施工中采取这种无套管一次性注浆预应力锚固施工工艺，采用先注浆后插杆工艺。20立方米/分钟电动空压机供风，卡特拉斯多臂钻和B100型潜孔钻钻ф65毫米的孔，孔深9.2米，钻杆加长一次；麦世特注浆机注浆，先注锚固段的速凝锚固剂