高速铁路隧道工程施工之初期支护

高速铁路隧道工程施工之初期支护哈尔滨铁道职业技术学院铁道建筑学院王国博

初期支护喷射混凝土锚杆钢筋网钢架

锚杆是用金属或其他高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件。使用机械装置和黏结介质，通过一定的施工操作，将锚杆安设在地下工程的围岩中，起到加固围岩的作用。锚杆支护作为一种支护手段，在技术、经济方面的优越性和能适应不同地质条件的性质，使其在地下工程领域得到广泛应用。锚杆主要由杆体、垫板（碟形托板）、螺母（挡环）等几部分组成，支护锚杆必须安装与岩面密贴的垫板。锚杆2一、锚杆分类二、锚杆施工1、锚杆钻孔施工要求（1）钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩情况选择。（2）钻孔前应根据设计要求和围岩情况定出孔位做出标记。（3）锚杆孔距的允许偏差为±150mm，预应力锚杆孔距的允许偏差为200mm（4）预应力锚杆的钻孔轴线与设计轴线的偏差不应大于3%，其他锚杆的钻孔轴线应符合设计要求。（5）水泥砂浆锚杆孔深允许偏差宜为50mm；树脂锚杆和快硬水泥卷锚杆的孔深不应小于杆体有效长度且不应大于杆体有效长度30mm；摩擦型锚杆孔深应比杆体长10mm～50mm。（6）水泥砂浆锚杆孔径应大于杆体直径15mm；树脂锚杆和快硬水泥卷锚杆孔径宜为42mm～50mm，小直径锚杆孔直径宜为28mm～32mm；水胀式锚杆孔直径宜为42～45mm。其他锚杆的孔径应符合设计要求。（7）钻杆应保持直线，宜与其所在部位的围岩主要结构面垂直。（8）有水地段应先引出孔内的水或在附近另行钻孔。（9）对成孔困难的地段，应采用自进式锚杆。

2、水泥砂浆锚杆水泥砂浆锚杆是最常用的锚杆支护形式，其杆体宜采用HRB335、HRB400级带肋钢筋，锚杆体材质的断裂伸长率一般不得小于16%，允许抗拉力与极限抗拉力要符合设计要求。锚杆杆体使用前要除锈、除油，并保持平直。锚杆使用的水泥砂浆宜采用中细砂，使用前过筛，粒径不大于2.5mm。水泥砂浆强度不宜低于M20，砂胶比宜为1:1～1:2（重量比），水胶比一般为0.38～0.45。（1）施工工艺流程砂浆锚杆施工工艺流程见图6-12（2）水泥砂浆锚杆施工砂浆锚杆作业程序是：先注浆，后放锚杆，具体操作是：先将水注入牛角泵内，并倒入少量砂浆，初压水和稀浆湿润管路，然后再将已调好的砂浆倒入泵内。将注浆管插至锚杆眼底，将泵盖压紧密封，一切就绪后，慢慢打开阀门开始注浆。在气压推动下，将砂浆不断压入眼底，注浆管跟着缓缓退出眼孔，并始终保持注浆管口埋在砂浆内，以免浆中出现空洞，将注浆管全部抽出后，立即把锚杆插入眼孔，然后用木楔堵塞眼口，防止砂浆流失。注浆开始或中途暂停超过30min时，应用水润滑注浆管路；注浆孔口压力不得大于0.4MPa；注浆管应插至距孔底5~10cm处，随水泥砂浆的灌入缓慢均匀地拔出，随即迅速将杆体插入，杆体插入长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出，应拔出杆体重新注浆。

施工注意事项：锚杆孔中必须注满砂浆，发现不满须拨出锚杆重新注浆。注浆管不准对人放置，以防止高压喷出物射击伤人。砂浆应随用随拌，在初凝前全部用完，使用掺速凝剂砂浆时，一次拌制砂浆数量不应多于3个孔，以免时间过长，使砂浆在泵、管中凝结。锚注完成后，应及时清洗，整理注浆用具，除掉砂浆凝聚物，为下次使用创造好条件。锚杆安装后，不得随意敲击。在水泥浆体的强度达到10MPa后，安装托板和紧固螺帽。2、中空注浆锚杆

中空注浆锚杆是近年在铁路隧道施工中广泛使用的锚杆支护形式，主要有普通中空注浆锚杆、组合式中空注浆锚杆和自进式中空注浆锚杆3种。普通中空注浆锚杆体的屈服力、最大力、断后伸长率、公称质量应满足表7-5的要求。普通中空注浆锚杆目前常用三种型号中：φ25×5、φ28x5.5、φ32x6（乘号前为锚杆外径，后为孔的直径），长度一般2.0～3.5m。其钻孔和锚杆的插入方法与全长黏结型锚杆相同，当用于锚孔向下的部位时，锚孔灌浆采用杆体中空通孔进浆，锚孔口排气的施工工艺；当用于隧道拱部时，锚孔灌浆采用锚孔口进浆、中空杆体的中空通孔作排气回浆管的注浆工艺。组合中空注浆锚杆体的屈服力、最大力、断后伸长率应符合说明表7-6规定。

组合式中空注浆锚杆通过连接套将中空锚杆体与普通钢筋相连接，并配上止浆塞和排气管。目前常用三种型号：φ20、φ22、φ25，长度一般为2.0～3.5m。其钻孔和锚杆的插入方法与全长黏结型锚杆相同。组合中空注浆锚杆适用于拱部或锚孔上仰的部位。注浆时，砂浆经中空锚杆体的中空内孔从连接套上的出浆口进入锚孔壁与钢筋杆体间的空隙，锚孔内的砂浆由下向上充盈，锚孔内的空气从排气管排出直至回浆，注浆完成立即安装堵头。当组合中空锚杆必须用于锚孔向下倾斜的部位时，锚孔俯角不要大于30°。

自进式中空注浆锚杆由高强中空杆体在头部安装带有出浆孔的钻头形成，其价格较高。钻入前将锚杆装在钻机上，由钻机推入岩体，钻头不必取出。锚杆体钻进至设计深度后，用水或空气洗孔，直至孔口返水或返气，方可将钻机和钎尾卸下，并及时安装止浆塞。自进式中空锚杆灌浆料由杆体中孔灌入，灌浆料宜采用纯水泥浆或1:1水泥砂浆，水胶比为0.4～0.5。采用水泥砂浆时砂子粒径不要大于1.0mm。1、锚别杆施念工工貌艺流颂程中空挪注浆弓锚杆寻施工践工艺盘流程突见图7-炮12，自傻进式挪锚杆切施工真工艺梁流程他见图7-1容3。2、中空抢注浆锚话杆施工（1）锚替杆安蚁装①检镰查锚叉杆孔焰是否黎有异练物堵遥塞，皂若有银，应抚清除对干净册。②安设摄锚杆，窝锚杆插萄入孔内俊时应小晋心防止升孔内岩杨粉进入包锚孔内闲。③安装眼止浆塞仗，止浆限塞上设盟注浆口窝与通气威管，通财气管应园深入到降锚孔底仍部。用圆钢筋将赔止浆塞干通过锚隙杆外露错端打入付孔口10成cm左右画。④安抛装垫渠板及福螺母弊，但生此时锡不宜粘上紧弃。⑤自疲钻式私锚杆仍安装华前，斑应检戴查锚奏杆体独中孔忌和钻纳头的余水孔蕉是否攻畅通跃，若址有异委物堵办塞，兵应及水时清券理。保锚杆腔体钻士进至晒设计振深度落后，律应用彩水和叛空气就洗孔北，直昆至孔鸽口返晒水或挥返气般，方票可将寺钻机拥和连瘦接套待卸下臭，并辫及时丸安装唉垫板闲及螺壶母，稳临时证固定坐杆体亲。（2）注冷浆普通扰中空改锚杆杆在锚县孔向璃上倾脸斜的宰仰角彩大于30°时，卸锚杆决注浆众必须尚自锚钱杆体葡外钻唯孔中浪注浆斗，中因空锚东杆体恰的中翻空通说孔作未为排城气回赌浆管仿，注赤浆完习成后颠立即辽安装铃堵头讲。在币用于册仰角桂小于30°或锚孔胸向下倾射斜的俯怪角时，扣锚杆注纯浆可采晋用由锚锡杆体内榨中通管开进浆，疑中通管誉外钻孔醒壁排气以回浆方撞式。组合中型空锚杆朗宜用于彻锚孔向区上倾斜广的仰角晓，当用胳于锚孔导向下倾斥斜的俯拣角时，息锚孔俯端角不应泛大于30°。设均置内见径不洞应小词于φ6m港m的排抛气管轿沿钢盒筋全冤长固抚定，棕并从无中空贯锚杆猫体内悬孔穿话出，酬预留碗足够唐的富捧余长桥度。泉锚杆珍注浆眨利用绒中空监锚杆滥体作乳进浆害管，计可参猪见图7-巧14。注浆具嚷体施工惧顺序如抹下：①检荡查注泻浆泵治及其邮零件吩是否钻齐备比和正共常；智检查杠水泥便和砂洞的粒绵径、溜比例撒、温匆度等溉是否迟符合饶规定势。②用们水或之风检嫁查锚围孔是由否畅益通，助孔口齐返水工或风笑即可含。③检奴查浆食液稠孟度，泪水灰峰比或鸦灰砂只比是巡寿否达威到设导计要坡求。部如无泼设计托要求通可采意用如耀下参规考值士：灰邪砂比烫：1:0～1:1，宜虽选用瓜直径浸小于1.0积mm的细砂帽；水灰麦比：0.4～0.殊5。④开动佛泵注浆更，整个走过程应山连续灌逃注，直仔到达到等设计注啦浆量时距注浆结种束，当敲注浆压者力达到诱设计终械压不少耻于20m盯in，进幼浆量钢仍达床不到忙注浆民终量正时，柜亦可夜结束德注浆趣，并膛保证危锚杆谊孔浆锤液注溉满，延注浆艰质量亡合格肃后将暑锚杆码头封英堵，待避免颜浆液黑倒流稼。⑤当完浴成一嘉根锚倘杆的僚注浆爸后，气迅速胳卸下筒注浆奴软管侧与锚歌杆的歪接头毅，清研洗并乏安装含至另腐一根姜锚杆舌，然骨后注蜓浆，示若停鲜泵时虹间较锻长，轻在对亿下根更锚杆莫注浆掠前应沙放掉含前段通不均蔑匀的基灰浆寸，以先免堵昨孔。⑥注浆朽过程中况，应及晴时清洗浆接头，外保证注天浆过程丸的连续眨性。⑦完成输整个注盾浆后，浇应及时眠清洗保辈养泵。⑧水泥醋浆体强律度达10.产0MP王a后，上睡紧螺母处。3、摩擦扒型锚杆忽施工钻孔某直径俊对摩息擦型圣锚杆猛的锚肠固力屿有明愁显影萝响，距试验费和工酷程应暴用表残明，气在锚唐杆规法格和旧岩层迎条件匹相同羞的情伤况下权，由卖于钻滴孔直夹径不浮同，笔获得肺的锚英固效压果也忘不同菌。钻斩孔直厅径较洗小，慕所获信得的蛾锚固含力就弹较高典，反佩之，排亦然速。但义钻孔与直径浓也不肉宜过套小，欣否则阳会给沟锚杆厅推进锦造成没困难侨影响忘安装壮质量顾。因笔此，洗钻孔信前必咏须检壶查钻邻头规芳格，铃以确挎保孔须径符鸽合设誉计要防求。（1）缝管馆锚杆①根据烛需要和饭机具能耍力，选台择不同霜直径的待钻头和代管径，奸通过现腹场试验辛确定最仰佳值。跟在施工服中，应聚考虑因炭钻头磨躬损导致亮孔径缩帆小等情哥况。②采用一述般风动搬凿岩机援向钻孔挣内推入起锚杆杆靠体时，冒应配备器专用连恒接器。糟宜随钻音眼随安繁设锚杆境，可以思集中钻圾孔、集溪中安设画锚杆，剑但不得萌隔班隔直日安设忠锚杆。③凿岩廊机的工伪作风压炊不应小言于0.4厌MPa。④安装隙时先将窗锚杆套奋上垫板俘，将带蔽有挡环扫的冲击宽钎插入堪锚管内柏（钎杆驰应在锚塑管内自魔由转动轧），锚涨杆尾端缩慧嵌入凿伞岩机或虫风镐的叨卡套内歇，锚头狭导入钻千孔，调殖正方向踪蝶，开动败凿岩机笋，即可粉将锚杆脊打入钻指孔内，葵至垫板馆压紧围掌岩，立丢即停机槐，以免秋损坏垫滚板和挡关环，取阶出钎杆朵即告完缘瑞成。2.苹5m长的锚层杆，一抓般20～60鸭s即可安祖装完毕涂。⑤安设递推进锚简杆过程去中，要怨保持凿相岩机——锚杆——钻孔的衔中心线旋在同一佩轴线上隆。⑥若镇作为妙永久孔支护习，则咱应作摇防锈猾处理对，并凭灌注显有膨歪胀性鉴的砂挎浆。（2）楔氏管锚期杆楔管袜锚杆戴是楔蓄缝式杰锚杆晃与缝墙管式按锚杆拴结合弓的一荷种锚毁杆，沈其施桥工与剧缝管栗锚杆念相同砍。在胶安装断顶锚配下楔亩块时券伸入秩圆管熄段内短之钢贝钎直味径不影应大锹于26艰mm。为保丈证锚杆杰的锚固绩力，端贿头上下置楔块应慰完全楔物紧。A楔块杆体垫板螺母（3）水胀抚锚杆水胀锚并杆由薄匙壁钢管尝（无缝催钢管φ48壁厚2mm）加工圆成的异能型空腔筝杆件、浓端套、授挡圈、搏注液咀老和托盘盟等配套婆组成。滤为确保丛安装操速作安全啦和质量连，在施扰工过程馋应满足薄下列要淹求：①锚晃杆应嚼轻拿见轻放具严禁均损伤愤锚杆逐末端蹲的注减液嘴②安装错锚杆前啄对安装麻系统进向行全面扔检查确仙保其良砍好的状血态③高压猴泵试运鲜转压力鬼宜为15～30近MP备a。加高压和违初锚溪力的苍关系盯为：伐在充稼液压驴力为10戚MP误a时，蜘平均衬初锚侧力为47诊.8秀kN；在充锯液压力斗为