砂浆锚杆施工工艺

砂浆锚杆施工工艺第一章适用范围与编制依据1.1适用范围本工艺适用于Ⅲ～Ⅴ级围岩隧道、边坡、基坑及地下洞室支护中采用全长粘结型砂浆锚杆（Φ20～Φ32mm、HRB400或HRB500热轧带肋钢筋）的全部作业环节，包括钻孔、清孔、注浆、插杆、锚固、拉拔验收及后期维护。1.2编制依据(1)《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB500862015(2)《公路隧道施工技术规范》JTG/T36602020(3)《铁路隧道锚杆支护技术规程》Q/CR92482020(4)《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ802016(5)《职业健康安全管理体系要求及使用指南》ISO45001:2018(6)中铁十一局集团第四工程有限公司《隧道支护作业指导书》2022版(7)2023年3月15日“贵阳轨道交通3号线贵医站～大营坡站区间”设计变更通知单（编号：GYGD3SJ13BG05）第二章材料与设备2.1锚杆材料2.1.1钢筋：采用HRB400热轧带肋钢筋，屈服强度≥400MPa，抗拉强度≥540MPa；每批次进场附质保书、出厂检验报告，并按《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB/T1499.22018进行见证取样复验，同一炉批号≤60t为一检验批。2.1.2螺纹加工：杆体需在车丝机上剥肋滚轧，牙型角60°，有效螺纹长度≥150mm，螺纹精度6h；加工后做15°倒角，防止应力集中。2.1.3防腐：永久支护锚杆采用环氧涂层，涂层厚度250±50μm，附着力≥5MPa（划格法）；临时支护可采用镀锌层≥45μm。2.2砂浆2.2.1水泥：P·O42.5普通硅酸盐水泥，28d抗压≥48MPa，比表面积≥330m²/kg；氯离子含量≤0.06%，碱含量≤0.60%。2.2.2砂：中砂，细度模数2.4～2.8，含泥量≤1%，泥块含量≤0.5%，筛分后烘干含水率≤0.5%。2.2.3外加剂：采用UE型膨胀剂，掺量8%，限制膨胀率水中7d≥0.025%；减水剂为聚羧酸系，减水率≥20%，与水泥相容性经净浆流动度试验合格后方可使用。2.2.4配合比（重量比）水泥∶砂∶水∶膨胀剂∶减水剂=1∶1.2∶0.38∶0.08∶0.015；试件28d抗压≥55MPa，流动度180～220mm（跳桌法）。2.3注浆设备2.3.1注浆泵：活塞式，额定压力≥4MPa，排量0～100L/h可调，带压力表（0～6MPa，1.6级）与单向阀。2.3.2搅拌筒：强制式，容量200L，叶片线速度≥1.5m/s，3min内净浆均匀度（通过0.08mm筛余）≤5%。2.3.3注浆管：Φ20mm高压树脂管，爆破压力≥12MPa，长度比孔深长1.0m，前端0.3m开4排Φ6mm溢浆孔，孔距50mm，梅花形布置。2.4检测仪器锚杆拉拔仪：量程0～300kN，精度±1%，带自动峰值保持；位移传感器0～50mm，分辨率0.01mm；数显回弹仪用于砂浆强度无损复核。第三章作业条件与人员配置3.1作业条件(1)开挖面初喷混凝土厚度≥40mm且终凝≥4h；(2)掌子面无渗水或经引排后残余水量＜0.2L/min·孔；(3)现场照明≥50lx，通风风速≥0.25m/s；(4)环境温度5～35℃，当＜5℃时采用42℃热水拌和并覆盖保温被，＞35℃时夜间施工。3.2人员配置每班“8人制”固定班组：班长1（高级工）、钻孔2、注浆2、插杆2、安全员1；所有人员持《建筑施工特种作业操作资格证（隧道锚杆作业）》并在三级教育后入场；班长与安全员再经中铁十一局“红名单”内部考核，成绩≥90分方可上岗。第四章工艺流程与操作细则4.1工艺流程总图测量放线→钻孔→清孔→孔深验收→砂浆拌制→一次注浆→插入锚杆→二次补浆→安装垫板与螺母→拉拔试验→注浆密实度无损检测→验收移交。4.2测量放线采用LeicaTS16全站仪，坐标系统与隧道导线点闭合，放样误差≤10mm；用红色自喷漆做“+”字标记，横线50mm，竖线80mm；每10m复核一次导线，闭合差＜1/10000。4.3钻孔4.3.1钻机：YT28气腿式凿岩机，钻头直径42mm，长度1.2m；孔径允许偏差0～+2mm，孔深≥设计深度+0.1m。4.3.2钻孔参数：系统锚杆环纵距1.2m×1.0m，梅花形布置，外插角10°～15°；局部加打锁脚锚杆，长度4.5m，下倾30°。4.3.3防卡钻：每钻进0.6m提钻吹孔一次，风压0.5～0.7MPa；遇泥化夹层改用φ50mm螺旋钻，低速30r/min，边钻边退出。4.4清孔用0.5MPa高压风连续吹扫≥2min，手触孔口无粉尘飞出为合格；若孔内渗水＞0.2L/min，埋设Φ50mm弹簧排水盲管导排，30min后再吹扫。4.5孔深验收采用1.5m长Φ6mm圆钢焊接“T”形测钩，孔底返测3次，取最小值；填写《锚杆孔深验收记录表》，监理现场签字确认，不合格孔重钻。4.6砂浆拌制4.6.1计量：电子台秤精度±50g，水泥、砂、膨胀剂、减水剂按配合比一次称足，严禁“铲车估堆”。4.6.2搅拌顺序：先投砂→水泥→膨胀剂干拌60s→加水与减水剂湿拌120s→出料；全部过程≤5min，超时废弃。4.6.3稠度控制：出机后30s内测流动度，不合格立即二次掺加减水剂，但总量不得超出设计掺量0.005%，仍不合格整盘废弃。4.7一次注浆4.7.1注浆管插至孔底后反向退出0.2m，采用“孔底注浆、缓慢拔管”法，拔管速率0.5m/min；注浆压力0.3～0.5MPa，回浆管见浓浆后稳压30s。4.7.2注浆饱满度判定：采用“反射波法”无损检测，若锚固段波速≥4.2km/s且幅值衰减＞80%，判定为饱满；否则补浆。4.8插入锚杆4.8.1锚杆对中：杆体焊接Φ6mm支架，每1.2m一组，三点均布，确保保护层≥10mm。4.8.2插入速度：人工配合锤击，每0.3m一次，严禁一次到底；插入时间≤砂浆初凝时间50%，本工程砂浆初凝65min，故插入≤30min。4.8.3外露长度：系统锚杆外露100～120mm，锁脚锚杆外露150mm，误差±5mm；用角磨机切除超长部分，切口与杆体垂直度≤1°。4.9二次补浆插杆后30min内，通过预留注浆管进行二次补浆，补浆压力0.2MPa，至孔口溢浆再稳压1min；拆除注浆管后立即用快硬水泥封堵孔口，封堵深度≥50mm。4.10安装垫板与螺母4.10.1垫板：200mm×200mm×12mmQ235B钢，中心孔Φ26mm，与岩面密贴，缝隙＞2mm时加设1∶1水泥砂浆填平。4.10.2扭矩：采用400N·m定扭矩扳手紧固，扭矩偏差±10N·m；紧固后垫板不得出现肉眼可见变形。4.11拉拔试验4.11.1频次：每300根抽检1组，每组3根；地质复杂段每100根抽检1组。4.11.2分级加载：0→0.1Nt→0.25Nt→0.50Nt→0.75Nt→1.0Nt→1.2Nt（Nt=设计抗拔力120kN），每级稳压5min，记录位移；1.2Nt稳压10min位移增量＜2mm为合格。4.11.3不合格处理：若1根不合格，加倍抽检；再不合格，该批次全部注浆拔除重打，费用责任由施工班组承担。4.12注浆密实度无损检测采用“超声波透射法”，换能器频率50kHz，测点间距0.2m；判定标准：波速≥4.0km/s且首波幅值≥80%基准值为密实；否则钻孔取芯验证，芯样抗压≥45MPa可降级使用，否则补打。第五章质量控制要点5.1原材料“双控”水泥、外加剂每批留样6kg，密封保存90d；建立二维码追溯库，扫码可查出厂报告、进场复检、使用部位。5.2过程“三检制”自检：操作工填写《锚杆施工原始记录》；互检：下班组对上道工序签字确认；专检：质检科持表逐项核查，不合格立即返工。5.3影像留存钻孔、注浆、拉拔三环节必须手机拍照上传“铁建通”APP，照片含GPS坐标、时间水印，缺失视为未施工。第六章安全与环保措施6.1顶板管理严格执行“敲帮问顶”制度，使用2.5m长撬棍清除危石；每班配备1台YSP45向上式凿岩机做随机泄压孔，孔深1.5m。6.2防尘降噪钻机加装KJ30型湿式除尘罐，粉尘浓度由15mg/m³降至1.8mg/m³；空压机外包隔音罩，噪声由98dB降至78dB。6.3环保要求废浆收集至1m³铁桶，沉淀24h后上清液回用，沉渣含水率＜30%时运至指定弃渣场；水泥袋集中压缩打包，回收率100%。第七章应急预案7.1突泥涌水当钻孔水量＞2L/min·孔，立即停钻、安设孔口阀，启动Φ100mm弹簧排水管；现场值班经理5min内电话报告项目经理，启动Ⅲ级响应，必要时注双液浆（水泥水玻璃）封堵。7.2注浆爆管注浆压力骤升＞1.0MPa且持续10s，立即停泵、关闭球阀；人员撤离至20m外，待压力回零后更换爆裂管，废浆回收。7.3高处坠落作业平台铺设50mm厚脚手板，设1.2m防护栏杆与180mm挡脚板；每班使用前由安全员签字确认；发生坠落，现场立即启动“120110内部”三线联动，2min内报急救。第八章常见问题与排错指南（面向初学者）8.1问题：孔口返浆稀少，疑似堵孔排错：①停泵，反向旋转注浆管180°，再缓慢提升0.1m；②用0.3MPa风冲30s；③若仍无效，拔出注浆管，用Φ8mm钢筋通条疏通溢浆孔；④二次接长注浆管至孔底0.1m处，重新注浆。8.2问题：拉拔时位移突变＞5mm排错：①检查垫板是否压紧岩面，松动则重新加垫砂浆；②查看锚杆螺纹是否滑丝，滑丝则更换螺母；③若仍突变，判定为砂浆裂隙，钻孔注环氧浆补强，72h后复测。8.3问题：砂浆30min失去流动性原因：现场气温＞32℃，水泥水化加速解决：①拌和用水提前24h放入5℃冷藏柜降温；②加0.01%缓凝剂（葡萄糖酸钠），重新做流动度试验；③运输桶外包铝箔隔热棉，1h内用完。第九章工程实例总结9.1项目背景2022年7月～2023年4月，中铁十一局集团第四工程有限公司贵阳轨道交通3号线3标贵医站～大营坡站区间，全长1.68km，Ⅳ级围岩，埋深18～42m，设计砂浆锚杆18700根，设计抗拔力120kN。9.2实施方法采用本工艺，投入2套钻孔、注浆班组，使用“三台阶七步流水”法，锚杆与初喷、钢架同步流水；引入“二维码+铁建通”系统，实现“一杆一档”。9.3结果数据一次验收合格率99.4%，拉拔试验63组全部合格，平均抗拔力138kN，富余系数1.15；无损检测密实度98.7%；单循环进尺由1.8m提至2.2m，月进尺突破186m，较传统方法提高22%；获贵阳轨道公司“安全质量红榜”2次，节约成本186万元。9.4经验提炼(1)配合比中膨胀剂掺量8%是控制饱满度的关键阈值，低于6%时