锚喷支护工讲义

锚喷支护工程锚喷支护是锚杆支护、喷混凝土支护及喷混凝土与锚杆、钢筋网联合支护的统称。锚喷支护是在隧洞开挖后，及时在围岩表面喷射一层厚3~5cm的混凝土，必要时加上锚杆、钢筋网以稳定围岩。这一层混凝土一般作为临时支护，以后再在其上加喷混凝土至设计厚度作为永久支护。这种施工方法称为“新奥法”。锚杆支护锚杆是为了加固围岩而锚固在岩体中的金属杆件。锚杆插入岩体后，将岩块串联起来，改善了围岩的原有结构性质，使不稳定的围岩趋于稳定，锚杆与围岩共同承担山岩压力。锚杆支护是一种有效的内部加固方式。一、锚杆的作用（1）悬吊作用。即利用锚杆把不稳定的岩块固定在完整的岩体上。（2）组合岩梁。将层理面近似水平的岩层用锚杆串联起来，形成一个巨型岩梁，以承受岩体荷载。（3）承载岩拱。通过锚杆的加固作用，使隧洞顶部一定厚度内的缓倾角岩层形成承载岩拱。但在层理、裂隙近似垂直，或在松散、破碎的岩层中，锚杆的作用将明显降低，锚杆的分类按锚固方式的不同可将锚杆分为：张力锚杆和砂浆锚杆两类。前者为集中锚固，后者为全长锚固。砂浆锚杆的施工方法先插锚杆后注浆造孔→清孔→插杆→注浆→封孔→锚杆密实度检测先注浆后插锚杆造孔→清孔→注浆→插杆→封孔→锚杆密实度检测预应力锚杆施工实例预应力锚索预应力锚索的作用和特点在外荷载的作用前，针对建筑物可能滑移拉裂的破坏方向，预先施加主动压力。可提高建筑物的抗滑和防裂能力。较其他的加固方法，具有工期短、造价低、布置方便、施工干扰小、施工技术易掌握等优点，在坝基、边坡、洞室的边墙和顶拱有广泛的应用。锚索的组成锚索由锚头、锚束、锚根等部分组成。1．锚束及固结材料（1）锚束材料的分类和技术性能预应力锚束材料分为钢丝、钢绞线与调质钢筋等三种类型。在锚束材料中，以钢丝的强度最高，宜于密集排列，多用于大吨位锚束，适于混凝土锚头、镦头锚及组合锚等；钢绞线价格较高，锚具也较贵，适用于中小型锚束，与锚塞锚环型锚具配套使用，对编束、锚固均较方便；调质钢筋适用于预应力锚杆及短的锚束，热轧钢筋只用做砂浆锚杆及受力钢筋。不得在预应力锚束上使用两种不同的金属材料，避免因异种金属长期接触，发生化学腐蚀。（2）固接材料水泥、水及外加剂中，均不得含有氯、硫等有害成分，水泥宜用高标号普通硅酸盐水泥，不得使用矿渣水泥、火山灰水泥及氯化钙外加剂。2．锚头与锚根（1）锚头常用的锚头型式、适用条件及优缺点见下表锚头型式构

造适用条件所需张拉设备优

点缺

点钢筋混凝土锚头将锚束的钢丝端头浇筑在任意形状的钢筋混凝土内孔距、排距较大的垂直或陡倾角钻孔3～4台千斤顶顶升式张拉吨位大，造价低，设备简单体积大，工序多，混凝土待凝时间长镦头锚头钢丝端头镦成粗镦头，逐根锚固在锚盘上各种斜孔；溢流面或狭小场地1台拉伸机体积小，质量可靠，施加力大小均可精度要求高，需大吨位张拉设备锥形锚头锚塞锚环利用锚圈与锚塞（或锚环与夹片）间的挤压摩擦力而锚固钢丝各种斜孔；中小型锚束1台拉伸机（双作用或三作用）工艺成熟、加工粗度容易满足单孔加力小，预应力损失较大螺杆式可用爆炸压接法将锚束与锚具压熔成整体各种斜孔；中小型锚束及锚杆1台拉伸机工艺成熟、加工精度容易满足单孔加力较小组合式锚头将同一锚具上的锚束，按单根或几根逐次张拉锚固高空、高陡坡及工作面狭小的大吨位加固1台拉伸机逐根拉伸用小型张拉设备达到大吨位锚固各锚束受力不均匀（2）锚根锚根分为粘着式锚根和机械式锚根。粘着式锚根系在孔底扩孔段内先填入高强水泥浓浆或其他粘着材料，再放入锚束，依靠浆体的握裹力嵌固。机械式锚根利用特制的三片钢齿状夹板的倒楔作用，将锚束根部卡固在孔底。锚索的施工程序

岩体有粘结端头预应力锚索施工流程图岩体无粘结端头预应力锚索施工流程图岩体对穿预应力锚索施工流程图锚索制作（1）岩体预应力锚索有端头锚索和对穿锚索（包括有粘结索和无粘结锚索），近年来国外和国内在地质条件复杂的岩锚工程中，越来越多地采用与传统拉力型或压力型锚索不同的压力分散型预应力锚索。（2）制作预应力锚索的材料有两种高深低松弛预应力钢绞线的普通型和防护型①水电工程中采用较多的普通型钢绞线技术参数公称直径15.2mm，公称截面积140mm2理论重量1.101kg/m，强度级别1860mpa最大延伸率真3.5%，松弛率真≦2.5%,弹性模量1.95×105mpa②防护型钢绞线技术参数公称直径15.7mm，公称截面积150mm2油脂含量53g/m，强度级别1860MPaPE层厚度≧1.0mm，摩擦系数0.04-0.10用这两种钢绞线制索的方法基本相同，只是防护型钢绞线在制索时，断料后其两端根据需要作去皮、洗油处理。（3）预应力锚索制作，一般要求锚索制作应在有防雨防尘设施的室内进行。A、计算钢绞线下料长度计算公式端头锚索L=s+h对穿锚索L=s+2h式中L——钢绞线下料长度S——实测孔道长度h——锚垫板外钢绞线使用长度mm各锚索的钢绞线下料长度计算成果应编号列表记录。B、钢绞线断料钢绞线盘装上开盘架后，将钢绞线在下料台上调直，从端部截去50cm后按计算长度用切割机逐一断料，其长度误差不大于10MM。严禁使用乙炔焰或电火切割。切割后的定长钢绞线，在编索架上平直存放，并使其一端对齐。同时按设计要求的规格长度，准备好一期和二期的灌浆管、出浆管、隔离架、止浆环、内锚头套管等部件。

6000kN级预应力铺杆安装图锚索安装打开孔口，检测孔深，复核孔号。用疏孔器检查孔道是否畅通，无误后用机械或人工将相应编号的锚索运至现场，将内锚头送入孔内。用人工或机械辅助将锚索逐步缓慢向孔内推进，至到孔底。锚索安装中严禁在孔内来回拖动，以防损坏孔壁和止浆环。锚索安装到位后，应对其孔外部分进行临时防护。锚墩混凝土浇筑岩体预应力锚索张拉时，张拉反力荷载和运行时锚固力都是锚垫墩承担的，其结构形式、外形尺寸，内部结构均由设计确定。一般锚垫墩由孔口套管、钢筋网片、螺旋钢筋、锚垫板和混凝土构成。其施工工艺是：（1）将锚墩底面设计尺寸内的岩面（或混凝土面）清理干净，按需要打锚筋孔，安装锚筋。（2）安装孔口套管、其中心线与锚索轴线重合，将其固定，用水泥砂浆密封套管外壁与孔壁之音的缝隙。（3）安装钢筋网片，孔口螺旋钢筋（孔口套管外壁）（4）安装锚墩模板，校正、加固、密封缝隙。（5）安装锚垫板。锚垫板必须与孔道轴线垂直，并与孔口套管、锚筋焊接牢固。（6）经验收合格后进行混凝土浇筑，锚墩混凝土浇筑作业比较困难，必须做到振捣密实，加强养护，确保达到设计强度。孔道灌浆（1）有粘结岩体端头锚索，其孔道灌浆分两次进行。第一次进行止浆环以下部分的内锚段孔道灌浆。等锚索张拉锁定后，再进行张拉段（止浆环以上部分）孔道灌浆。两次灌浆的浆材，施灌方法和技术要求相同。（2）岩体端头无粘结锚索孔道灌浆，是一次性将全孔灌满，其浆材、灌浆压力、屏浆压力、屏浆时间均与有粘结孔道灌浆相同锚索张拉锁定具备锚索张拉的条件主要有三条：一是锚墩混凝土强度达到计值；二是内锚段浆体强度达到设计要求，三是张拉机具进行了配套标定，监理批准使用。锚索张拉作业步骤（有粘结锚索及无粘结锚索）：（1）将锚垫板表面、孔外钢绞线切实清理干净；（2）依次安装工作锚板、夹片、限位板、千斤顶、工作锚板、夹片。需要进行监测的锚索，应先安装测力计再安装工作锚板。（3）连接千斤顶与高压油泵之间的进回油管路并检查是否正常。（4）操作人员定人定岗全部到位，做好操作准备。（5）张拉程序，一般是先对锚索的每根钢绞线进行单根预张拉（简称预紧），预张拉力一般为0.2σcon（设计张拉应力的20%）。预张拉的作用是将锚索的所有钢绞线初始应力达到均匀。（6）整束张拉，一般采用双控工艺。即以张拉力控制为主，伸长校核为辅。张拉千顶的额定张拉力应比锚索设计张拉力大1-2级，如设计张拉力的2000KN的锚索应使用额定张拉力为2500kn-3000kn的千斤顶进行张拉。0.2σcon5min

0.25σcon5min

0.5σcon5min

0.75σcon5min

1σcon5min

1.05σcon5min

1.10σcon10min锁定

锚索张拉中的加载程序1.05σcon~1.10σcon为超张拉应力。σcon——设计控制应力外锚头防护（1）外锚头防护的结构形式，一般设计都有明确要求。通常是两种结构形式。一是普通锚索多采用细雨石混凝土对锚头进行防护；二是设有测力计需要作长期监测的锚索，多采用钢质或塑料防护罩加内注专用防腐油脂。（2）其作业步骤是·锚板外钢绞线留长30mm-50mm，将剩余钢绞线用切割机切除。·将钢绞线、锚板、锚垫板表面清理干净。·按设计要求安装钢筋、模板后再灌注混凝土或安装钢质（塑料）防护罩，并将其内注满防腐油脂。喷混凝土支护

喷混凝土支护主要用于护坡、平洞及斜井支护喷混凝土应在洞室开挖后立即实施，及时对围岩提供抗力，并可喷入裂隙的一定深度内，将岩体进行加固。一、喷混凝土的作用（1）喷混凝土与围岩粘结，即能抵抗危石的剪切，起到薄拱梁的作用，又可提高围岩的承载能力。（2）可抵抗围岩整体变形，使围岩处于三维应力状态，防止岩体强度恶化，适用于软岩洞室的支护（3）与锚杆联合作用，承受危石压力（4）喷混凝土可填平围岩软弱带塌落处，与两侧硬岩粘结，起到加固薄弱层的效果（5）混凝土封闭岩体表面，可防止围岩风水、漏水，避免大裂隙、断层、挤压破碎带的充填物流失二、喷混凝土的特点

喷射混凝土最大特点是无需模板支护，减少了这一道费工费时的工序，但是和普通浇筑混凝土方法比，还有其它一些特点，这些特点是：（1）喷射混凝土前应将受喷面作严格检查，检查受喷面是否满足设计尺寸要求，并将周围松动岩石作一次处理，有时可能要花费很多劳动力。（2）确定适当的喷射机的工作压力，可以减少混凝土的回弹量。回弹量应控制在一定的范围内，边墙控制在10～20%，顶拱控制在20～30%，回弹物应尽量利用。这样不仅可以降低工程造价，而且大大减少粉尘，改善工作条件。（3）注意水灰比，这是影响混凝土质量和回弹量大小的重要因素。（4）喷射厚度要适当，太大时，混凝土颗粒间凝聚了减弱，会使混凝土因自重而大片坍落，或造成顶拱混凝土与岩石间形成空壳现象；太小时粗骨料容易溅回，增加回弹量。（5）喷射后混凝土的养护时间，要比现浇混凝土的时间长，在喷射后的12小时到14天内要进行良好的养护。（6）施工劳动组合应根据工作面具体情况进行配备，一般应配备的劳动力有喷射、收回弹物，上水泥砂石