中空注浆锚杆工艺流程

中空注浆锚杆工艺流程1适用范围与引用文件1.1本流程适用于隧道、边坡、基坑、地下厂房等采用φ25mm～φ32mm中空注浆锚杆进行系统支护或预加固的全部作业面。1.2下列文件一经引用即构成本流程不可分割的组成部分，现场若出现版本冲突，以最新发布的行业强制性条文为准：——GB500862015《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》——TB100252019《铁路隧道锚杆支护技术规范》——JGJ/T702019《建筑基坑支护技术规程》——GBZ2.12019《工作场所有害因素职业接触限值》——《煤矿安全规程》2022版第四编第五章——企业标准Q/XXJS2023《中空注浆锚杆作业指导书（内部）》2术语与符号2.1中空注浆锚杆（HollowGroutedBolt,HGB）：杆体为全长波形螺纹中空钢管，兼作钻杆与注浆管，尾部带一次性组合式止浆塞与拱形垫板。2.2设计抗拔力Fd：设计文件给出的锚杆极限抗拔承载力标准值，单位kN。2.3注浆体强度fcu：28d立方体抗压强度，现场同条件养护试件不低于25MPa。2.4孔口溢浆压力P0：孔口处压力表稳定读数，控制在0.3～0.5MPa，持续30s以上为注浆结束判据。3管理职责3.1项目经理部a)负责审批《中空注浆锚杆专项施工方案》；b)保证安全、质量、环保费用单列，专款专用；c)每周组织一次锚杆抗拔力抽检，抽检比例≥5%，且不少于3根。3.2隧道作业队（或边坡作业队）a)配备经培训考核合格的“锚杆机长”“注浆机长”“质检员”三类人员，持证上岗率100%；b)建立“锚杆施工台账”，每班记录孔号、孔深、角度、注浆量、异常情况及当班机长签字；c)对注浆浆液进行1次/30min的流动度、温度、密度抽检，并填写《浆液质量跟踪卡》。3.3试验室a)每50根锚杆留置1组（6块）70.7mm×70.7mm×70.7mm砂浆试件；b)出具3d、7d、28d强度报告，28d强度不合格即启动“注浆体质量缺陷应急预案”。3.4安全环保部a)每日班前用四合一气体检测仪（O2、CO、H2S、CH4）对钻孔作业面进行环境检测；b)对噪声、粉尘进行月度第三方监测，超过GBZ2.1限值立即下达《职业卫生隐患整改通知书》。4施工准备4.1技术准备a)工程部在开挖掌子面（或边坡坡脚）放出1:500锚杆孔位大样图，用红色自喷漆标出孔位，偏差≤50mm；b)采用BIM模型进行碰撞检查，确保锚杆与排水盲管、钢拱架、防水板无冲突；c)编制《注浆配合比设计书》，经总监理工程师签字后方可开盘。4.2材料准备a)中空锚杆杆体：Q345材质，屈服强度≥345MPa，外径25/28/32mm，壁厚4.5～6mm，直线度≤1.5mm/m；b)水泥：P·O42.5级普通硅酸盐水泥，进场7d内完成复检，比表面积≥300m²/kg；c)外加剂：采用聚羧酸系减水剂，减水率≥18%，与水泥相容性合格（GB/T8077检验）；d)砂：中砂，细度模数2.5～2.8，含泥量≤1%，泥块含量0；e)水：饮用水标准，pH6～8，无油污。4.3设备准备a)钻机：YT28气腿式凿岩机或R32液压凿岩台车，冲击功≥60J，转速≥250rpm；b)注浆机：SZB50/6双缸活塞式，额定压力6MPa，流量0～50L/min，配备0～1MPa低压表、0～6MPa高压表各一只；c)搅拌机：JW350强制式，容量350L，转速45rpm，叶片与筒壁间隙≤3mm；d)检测仪器：ML20锚杆拉拔仪（量程0～300kN，精度±1%）、ZBLU520非金属超声仪（用于注浆饱满度检测）。4.4作业环境a)掌子面爆破后必须进行30min通风，炮烟浓度<5mg/m³方可进入；b)采用36V安全照明，灯具距离作业面≤3m；c)喷射混凝土初凝后2h内不得进行锚杆钻孔，防止扰动。5工艺流程与操作细则5.1放线定位a)用全站仪测放孔位，纵向间距1.0m×环向间距1.2m（设计值），梅花形布置；b)孔位放样后，用40cm长φ6mm钢筋钉入岩面，外露5cm挂红色反光标识；c)对超挖>20cm处，采用M10水泥砂浆回填找平后再定位，确保锚杆与岩面垂直。5.2钻孔a)开孔前检查钻机风水管路，风压0.5～0.7MPa，水压0.3～0.5MPa；b)采用φ42mm十字合金钻头，低速开孔30s后转入正常冲击，钻速控制在1.0～1.5m/min；c)每钻进1m用1m钢尺复核孔深，终孔深度=设计长度+0.1m（沉渣预留）；d)钻孔结束后，用高压风（≥0.5MPa）吹孔2min，将岩粉吹净，孔口无粉尘逸出为合格；e)对易塌孔地层，采用φ50mmPVC套管跟进2m，套管壁厚2.5mm，防止缩径。5.3杆体安装a)中空锚杆杆体逐根连接，连接套为R32波形螺纹，扭矩≥120N·m，现场用350mm管钳双人复核；b)杆体头部安装一次性钻头（φ42mm合金十字），尾部套入拱形垫板（150mm×150mm×8mm）+止浆塞（EPDM橡胶，硬度65±5ShoreA）；c)人工扶杆对准孔口，低速顶进，顶进速度0.5m/s，禁止冲击顶入，防止螺纹滑丝；d)杆体外露长度15cm±1cm，确保垫板紧贴岩面，用0.3kg手锤轻敲无松动。5.4注浆浆液配制a)配合比（重量比）水泥：砂：水：减水剂=1：0.5：0.38：0.01；b)搅拌顺序：先投砂→水泥→干拌30s→加水→加外加剂→湿拌120s；c)流动度控制在16～20s（Marsh漏斗法），温度5～30℃，超出范围加冰或热水调节；d)浆液随拌随用，初凝前用完，超过45min废弃。5.5注浆作业a)采用“孔底返浆、一次注满”工艺，注浆管为中空锚杆内腔，回浆管为孔口透明PVC软管；b)注浆前用快硬水泥（≤5min初凝）封孔口，封孔深度10cm，防止漏浆；c)开注顺序：先开回浆阀→再开泵→低压0.2MPa润管30s→升压至0.5MPa持续注浆；d)当回浆管连续流出浓浆（与进浆颜色一致）且压力稳定在0.3～0.5MPa持续30s，即可停泵；e)停泵后关闭回浆阀，保持孔内压力0.3MPa不少于5min，确保浆液充分渗透；f)每根锚杆注浆量理论值V=π×(D²−d²)/4×L×φ，其中D=0.042m（孔径），d=0.025m（杆径），L=设计长度，φ=1.2（充盈系数）；若实际注浆量小于理论值80%，立即补注。5.6养护与强度验证a)注浆结束后12h内不得敲击锚杆，24h内禁止施加轴向荷载；b)现场同条件试件48h强度≥10MPa方可进行下一循环爆破或开挖；c)72h后进行饱满度检测：采用超声透射法，在杆尾端面与岩面间布置T、R换能器，首波声速≥4.0km/s为饱满，3.5～4.0km/s为基本饱满，<3.5km/s为不饱满，不饱满率>5%时启动补注浆。5.7抗拔力验收a)加载分级：0→0.1Fd→0.25Fd→0.5Fd→0.75Fd→1.0Fd→1.2Fd（持荷5min）；b)终止条件：①锚头位移>2mm/级且累计>10mm；②总位移>1%L；③杆体断裂；c)验收标准：1.2Fd持荷5min内位移≤1mm，且弹性位移≥80%总位移；d)不合格锚杆在24h内采用φ89mm地质钻机透孔，重新安装φ32mm自进式锚杆并注浆，补拉达到1.2Fd后方可验收。6质量控制要点6.1孔位偏差：纵向±50mm、环向±30mm、孔深0～+10cm、倾角±1°；6.2注浆饱满度：超声检测合格率≥95%，不满足时采用二次劈裂注浆，劈裂压力1.5MPa，稳压10min；6.3水泥浆强度：28d试件抗压强度平均值≥25MPa，单块最小值≥22MPa；6.4锚杆抗拔力：每300根为一批，抽检3根，合格率100%，若有1根不合格，加倍复检，再不合格则整批返工。7安全环保措施7.1钻机作业必须采用湿式凿岩，粉尘浓度≤2mg/m³；7.2注浆管路耐压≥8MPa，接头采用U型卡+安全链，每班做1.5倍工作压力试压，保压5min无渗漏；7.3浆液池设置15cm高围堰，防止外溢，废浆采用5mm筛网过滤后回用，回用率≥70%；7.4夜间作业噪声>55dB(A)时，采用隔声棚+低噪泵，噪声降至52dB(A)以下；7.5作业人员佩戴KN95防尘口罩、护目镜、防噪耳塞，每班更换一次口罩。8应急预案8.1突水突泥a)当钻孔水量>30L/min或孔口涌泥时，立即停钻，安装孔口闸阀，记录孔号、水量、含泥率；b)启动“注浆堵水”预案：采用双液浆（水泥水玻璃），体积比1:0.6，凝胶时间30～60s，注浆压力2MPa，直至无渗流。8.2注浆管路爆裂a)泵操作手立即停泵，关闭进浆阀，通知安全员疏散5m范围人员；b)更换备用管路，时间≤10min，废浆回收至集浆桶，防止污染地下水。8.3锚杆拉断a)若抗拔试验中杆体断裂，记录断裂位置、荷载值，拍照存档；b)断裂位置位于孔口0.5m内，采用加长套筒（L=1.0m）重新连接；断裂位置在孔内，则废弃该孔，旁开30cm重新钻孔。9记录与追溯9.1每根锚杆建立“一杆一档”，包含：孔位坐标、钻孔录像、杆体合格证、注浆量记录、试件编号、抗拔报告、超声曲线，保存至工程交工后5年；9.2采用二维码+云平台系统，现场扫码即可查看全部数据，实现15min内追溯；9.3监理工程师每月对台账进行10%平行抽检，发现问题下发《质量整改通知单》，限期24h内闭合。10经验教训与持续改进（2022～2023年度川藏铁路某隧道项目实例）10.1项目概况该隧道Ⅳ级围岩段1.2km，设计φ28mm中空注浆锚杆8400根，设计抗拔力120kN。10.2遇到的主要问题a)2022年7月，PDK23+415掌子面花岗岩蚀变带，钻孔塌孔率35%，注浆量仅为理论值60%；b)2022年9月，夜班注浆工误用早强硫铝酸盐水泥，导致浆液20min初凝，堵塞注浆泵2台，停机6h。10.3采取的对策a)对蚀变带采用φ50mmPVC套管+0.8m间距超前小导管注浆预加固，塌孔率降至5%；b)建立“水泥颜色+二维码”双标识制度，不同品种水泥分区堆放，搅拌机口安装AI摄像头识别，误投率0；c)引入“注浆量压力”实时曲线监控，当压力突升>1MPa且流量<5L/min时自动停泵报警，堵泵事故降为0。10.4效果a)最终8400根锚杆抗拔力一次合格率99.