隧洞注漿錨桿施工技術(shù)方案一、編制依據(jù)本方案依據(jù)《鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程》《中空錨桿技術(shù)條件》《熱軋帶肋鋼筋》等現(xiàn)行規(guī)范編制，結(jié)合工程實(shí)際地質(zhì)條件，針對IV-V級圍巖隧洞支護(hù)需求，制定注漿錨桿施工全過程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。方案適用于隧洞系統(tǒng)錨桿支護(hù)、超前預(yù)支護(hù)及局部圍巖加固工程，涵蓋砂漿錨桿、中空注漿錨桿等主流工藝，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度與穩(wěn)定性要求。二、工程概況本隧洞工程穿越砂巖與泥巖互層地質(zhì)段，局部存在斷層破碎帶，設(shè)計(jì)采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。其中，拱部采用φ25組合中空注漿錨桿，長度3.5-4.0m，環(huán)向間距1.2m，縱向間距1.0-1.5m（按圍巖級別調(diào)整）；邊墻采用B22全長粘結(jié)型砂漿錨桿，長度3.0m，梅花形布置。錨桿設(shè)計(jì)抗拔力不小于180kN，注漿體強(qiáng)度等級M20，要求注漿飽滿度≥95%，桿體插入孔內(nèi)長度不小于設(shè)計(jì)長度的95%。三、施工準(zhǔn)備3.1技術(shù)準(zhǔn)備組織技術(shù)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審，編制詳細(xì)的錨桿布置圖，明確不同圍巖段的錨桿參數(shù)：Ⅲ級圍巖：拱部錨桿間距1.2×1.5m（環(huán)×縱），采用φ25中空注漿錨桿，長度3.0mⅣ級圍巖：間距1.2×1.2m，φ25中空注漿錨桿，長度3.5mⅤ級圍巖：間距1.2×1.0m，φ25組合中空注漿錨桿，長度4.0m邊墻通用：B22砂漿錨桿，間距1.5×1.5m，長度3.0m進(jìn)行現(xiàn)場工藝試驗(yàn)，確定最優(yōu)注漿壓力（0.5-1.5MPa）、漿液配比（水泥:砂:水=1:1.2:0.48）及鉆孔參數(shù)，形成專項(xiàng)技術(shù)交底文件，對施工班組進(jìn)行崗前培訓(xùn)，考核合格后方可上崗。3.2材料準(zhǔn)備錨桿材料：中空錨桿桿體采用20MnSi螺紋鋼，直徑φ25mm，中空孔徑15mm，抗拉強(qiáng)度≥500MPa，延伸率≥16%，每批進(jìn)場需提供出廠合格證及力學(xué)性能檢測報(bào)告墊板采用150mm×150mm×6mm碟形鋼板，配套M25螺母，焊縫強(qiáng)度不低于桿體強(qiáng)度止?jié){塞采用遇水膨脹橡膠材質(zhì)，直徑比鉆孔大5-8mm，膨脹率≥200%注漿材料：水泥選用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，細(xì)度模數(shù)≥3.0，初凝時(shí)間≥45min，終凝時(shí)間≤600min砂子采用潔凈中砂，粒徑≤3mm，含泥量≤3%，使用前過篩處理水采用飲用水，pH值7-8，不含有害雜質(zhì)外加劑：摻加0.5%高效減水劑（萘系），必要時(shí)添加2%速凝劑（初凝≤5min，終凝≤10min）材料驗(yàn)收：錨桿桿體逐根檢查外觀，不得有裂紋、彎折、嚴(yán)重銹蝕，直徑偏差≤±0.5mm每批水泥抽樣進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，砂進(jìn)行篩分和含泥量檢測，不合格材料嚴(yán)禁使用注漿料按設(shè)計(jì)配比制作標(biāo)準(zhǔn)試塊（70.7mm×70.7mm×70.7mm），每組6塊，28d抗壓強(qiáng)度≥20MPa3.3設(shè)備準(zhǔn)備配置專用施工設(shè)備并進(jìn)行調(diào)試：鉆孔設(shè)備：YT-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)（用于軟巖）、錨桿臺(tái)車（用于硬巖）、煤礦螺旋鉆（黃土地層專用），配備φ38mm、φ42mm鉆頭（孔徑比桿體大15mm）注漿設(shè)備：NZ130A型錨桿注漿機(jī)（工作壓力0-2.5MPa，排量3m3/h），配套攪拌桶（容積500L）、注漿軟管（耐壓≥3MPa）檢測設(shè)備：M-7錨桿檢測儀、RS-UT01C超聲波檢測儀、壓力表（量程0-2.5MPa，精度0.05MPa）、卷尺（精度1mm）輔助設(shè)備：高壓風(fēng)槍（壓力≥0.6MPa）、注漿管（φ20mm，帶快速接頭）、攪拌機(jī)（轉(zhuǎn)速150r/min）設(shè)備調(diào)試重點(diǎn)檢查注漿機(jī)的壓力穩(wěn)定性、攪拌桶的均勻度及鉆孔設(shè)備的定位精度，確保設(shè)備完好率100%。四、主要施工工藝4.1砂漿錨桿施工工藝4.1.1施工流程測量定位→鉆孔→清孔→漿液拌制→注漿→插入桿體→安裝墊板→養(yǎng)護(hù)4.1.2關(guān)鍵工序控制鉆孔作業(yè)：采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，按設(shè)計(jì)孔位標(biāo)記，用紅漆標(biāo)識，孔位偏差≤±150mm鉆孔方向盡量與巖層主要結(jié)構(gòu)面垂直，局部節(jié)理發(fā)育段調(diào)整角度，與節(jié)理面夾角≥70°孔深應(yīng)大于設(shè)計(jì)長度10cm，允許偏差±50mm，孔徑φ42mm（桿體φ22mm）鉆孔完成后用高壓風(fēng)（壓力≥0.5MPa）清孔，清除孔內(nèi)巖粉和積水，清孔時(shí)間≥30s漿液拌制：采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，先加入水和水泥，攪拌30s后加入砂子，總攪拌時(shí)間≥3min砂漿稠度控制在180-220mm，每盤砂漿攪拌量不超過注漿機(jī)3min的排量隨拌隨用，砂漿初凝前必須使用完畢，超時(shí)砂漿廢棄，嚴(yán)禁二次加水?dāng)嚢枳{與插桿：注漿管插至距孔底5-10cm處，緩慢勻速注漿，注漿量為理論孔體積的1.2倍待漿液從孔口溢出時(shí)，邊注漿邊緩慢拔出注漿管，拔管速度與注漿速度匹配（約0.5m/min）立即插入桿體，采用風(fēng)鉆套筒沖擊安裝，確保桿體到位，外露長度控制在20-30cm孔口用木楔臨時(shí)固定，防止桿體滑出，24h內(nèi)嚴(yán)禁敲擊4.2中空注漿錨桿施工工藝4.2.1施工流程測量定位→鉆孔→清孔→安裝錨桿（含錨頭、止?jié){塞）→連接注漿管→高壓注漿→安裝墊板螺母→養(yǎng)護(hù)4.2.2關(guān)鍵工序控制鉆孔與清孔：采用錨桿臺(tái)車鉆孔，鉆進(jìn)參數(shù)：轉(zhuǎn)速50-80r/min，推進(jìn)力15-25kN破碎地層采用"多回轉(zhuǎn)、少?zèng)_擊"工藝，每鉆進(jìn)50cm清孔一次，防止卡鉆終孔后用高壓風(fēng)（0.6MPa）和高壓水交替清孔，直至孔口返出清水，最后用風(fēng)槍吹干錨桿安裝：將錨頭安裝在錨桿前端，錨頭上的倒刺應(yīng)張開靈活，確保插入孔后能有效錨固同步安裝排氣管（φ8mm聚乙烯管），排氣管一端距孔底5cm，另一端引出孔外10cm錨桿插入孔內(nèi)時(shí)保持軸線與鉆孔同心，外露長度25cm（便于連接注漿管）人工安裝止?jié){塞，用木錘輕擊至與孔口齊平，確保密封良好高壓注漿：漿液采用純水泥漿，水灰比0.45-0.5，攪拌時(shí)間≥5min，通過1.2mm篩網(wǎng)過濾注漿管與錨桿快速接頭連接，啟動(dòng)注漿機(jī)，初始壓力0.5MPa，逐漸升至設(shè)計(jì)壓力裂隙發(fā)育段注漿壓力控制在1.2-1.5MPa，穩(wěn)定3min后停止；完整巖層0.8-1.0MPa當(dāng)排氣管溢出純漿液或注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，關(guān)閉注漿機(jī)，保持壓力30s后卸荷注漿完成后立即清洗注漿機(jī)和管路，防止?jié){液凝固堵塞4.3邁式自進(jìn)式錨桿施工（特殊地層專用）4.3.1適用范圍適用于砂卵石地層、流塑狀地層等難以成孔的地質(zhì)段，采用φ32自進(jìn)式錨桿，長度4.5m，環(huán)向間距1.0m。4.3.2施工要點(diǎn)采用帶鉆頭的中空錨桿體直接鉆進(jìn)，鉆進(jìn)壓力10-15kN，轉(zhuǎn)速30-50r/min鉆至設(shè)計(jì)深度后，保持鉆具原位，直接從錨桿中空孔注漿，注漿壓力1.5-2.0MPa漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，配比水泥漿:水玻璃=1:0.5，初凝時(shí)間控制在30-60s注漿完成后保留鉆具3min，待漿液初步凝固后退出，立即安裝墊板和螺母五、質(zhì)量控制措施5.1過程控制標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目允許偏差檢查方法檢查頻率孔位±150mm全站儀定位每循環(huán)抽查20%孔深±50mm測繩+鋼卷尺每孔必檢孔徑≥設(shè)計(jì)值+15mm孔徑規(guī)檢查每循環(huán)5個(gè)孔錨桿角度±5°測角儀每循環(huán)10個(gè)孔注漿壓力±0.1MPa壓力表實(shí)時(shí)監(jiān)測全過程記錄桿體插入長度≥95%設(shè)計(jì)值標(biāo)記法+超聲波檢測每循環(huán)抽查10%注漿飽滿度≥95%超聲波檢測儀每100根檢測3根5.2質(zhì)量保證措施鉆孔質(zhì)量：采用全站儀定位，每循環(huán)放樣后進(jìn)行復(fù)核，確保孔位準(zhǔn)確鉆孔前檢查鉆桿角度，安裝導(dǎo)向裝置控制鉆孔方向，特別是拱部錨桿的外插角（5°-10°）終孔后用探孔器檢查孔深和孔徑，不合格孔位重新鉆孔注漿控制：配備自動(dòng)計(jì)量攪拌系統(tǒng)，嚴(yán)格控制水灰比，每盤料進(jìn)行坍落度檢測（180±20mm）注漿過程中派專人記錄壓力-時(shí)間曲線，出現(xiàn)壓力驟降或驟升時(shí)立即停機(jī)檢查每根錨桿注漿必須連續(xù)完成，中途停頓超過30min需重新清孔并更換漿液桿體安裝：錨桿插入前檢查桿體直線度，彎曲度超過2°/m的進(jìn)行調(diào)直處理采用專用套筒安裝，確保桿體居中，避免偏心受力墊板安裝在注漿體強(qiáng)度達(dá)到10MPa后進(jìn)行，用扭矩扳手?jǐn)Q緊螺母，扭矩值≥150N·m六、質(zhì)量驗(yàn)收6.1主控項(xiàng)目驗(yàn)收材料性能：錨桿桿體抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)：每300根一組，每組3根，抗拉強(qiáng)度≥180kN注漿體強(qiáng)度：每50m3制作3組試塊，28d抗壓強(qiáng)度≥20MPa墊板承載力試驗(yàn)：抽樣5%，承載力≥200kN，變形量≤3mm施工質(zhì)量：錨桿抗拔試驗(yàn)：按錨桿總數(shù)3%抽樣，Ⅲ級圍巖抗拔力≥150kN，Ⅳ、Ⅴ級≥180kN，合格率100%注漿飽滿度檢測：采用超聲波檢測儀，每個(gè)檢測斷面測3根，飽滿度≥95%孔深、孔徑、孔位偏差：抽查20%，合格率≥90%6.2一般項(xiàng)目驗(yàn)收錨桿外觀：桿體無銹蝕、彎折，螺紋完整，墊板平整，與巖面密貼外露長度：錨桿尾部外露≤100mm，且不小于螺母高度+20mm排列整齊度：同排錨桿間距偏差≤±100mm，排距偏差≤±50mm驗(yàn)收資料包括：錨桿布置圖、材料出廠合格證、試驗(yàn)報(bào)告、施工記錄、檢測報(bào)告等，整理成冊歸檔。七、安全與環(huán)保措施7.1安全措施高空作業(yè)防護(hù)：作業(yè)臺(tái)架搭設(shè)高度≥作業(yè)面1.2m，腳手板滿鋪，設(shè)1.2m高防護(hù)欄桿，掛安全網(wǎng)臺(tái)架基礎(chǔ)承載力≥15kPa，底部設(shè)防滑墊，連接扣件擰緊力矩≥40N·m高空作業(yè)人員必須系雙鉤安全繩，安全帶固定在牢固的結(jié)構(gòu)體上機(jī)械設(shè)備安全：注漿機(jī)壓力表定期校驗(yàn)（每季度一次），安全閥設(shè)定壓力為工作壓力的1.1倍電氣設(shè)備設(shè)置接地保護(hù)，接地電阻≤4Ω，電纜架空敷設(shè)，高度≥2.5m鉆孔作業(yè)時(shí)，操作人員佩戴防塵口罩、護(hù)目鏡，風(fēng)壓管路連接牢固，設(shè)專人監(jiān)護(hù)應(yīng)急預(yù)案：配備應(yīng)急注漿設(shè)備（備用注漿機(jī)1臺(tái)）、急救箱（含止血帶、夾板等）制定突水突泥應(yīng)急處置流程，現(xiàn)場儲(chǔ)備速凝劑、沙袋等應(yīng)急物資每月組織一次應(yīng)急演練，提高班組應(yīng)急響應(yīng)能力7.2環(huán)保措施廢水處理：施工廢水經(jīng)三級沉淀池處理（沉淀時(shí)間≥2h），pH值調(diào)節(jié)至6-9后排放注漿清洗廢水單獨(dú)收集，加入絮凝劑處理后回用，不外排粉塵控制：鉆孔作業(yè)采用濕式除塵，或安裝袋式除塵器，粉塵濃度≤2mg/m3水泥等粉料密封存儲(chǔ)，運(yùn)輸車輛加蓋篷布，裝卸時(shí)灑水降塵固廢處理：廢漿液、鉆渣集中堆放，含水率降至30%以下后運(yùn)至指定棄渣場廢錨桿、廢鋼材分類回收，交由專業(yè)單位處理，回收率≥90%八、施工監(jiān)測8.1圍巖監(jiān)測在錨桿施工段布設(shè)監(jiān)控量測點(diǎn)，監(jiān)測頻率：Ⅴ級圍巖：1次/天Ⅳ級圍巖：1次/2天Ⅲ級圍巖：1次/周監(jiān)測內(nèi)容包括：洞周收斂：采用收斂計(jì)，精度0.01mm，允許值≤50mm/月拱頂下沉：水準(zhǔn)儀測量，精度1mm，允許值≤30mm/月錨桿應(yīng)力：在代表性錨桿安裝應(yīng)力傳感器，監(jiān)測錨固力變化，預(yù)警值160kN8.2質(zhì)量監(jiān)測采用超聲波檢測儀對錨桿進(jìn)行無損檢測：檢測原理：通過發(fā)射聲波在桿體中的傳播特性，分析反射波振幅、頻率判斷注漿飽滿度檢測數(shù)量：每作業(yè)循環(huán)抽檢10%，重點(diǎn)檢測斷層破碎帶、富水段錨桿評判標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)良：反射波清晰，波速≥4000m/s，飽滿度≥98%合格：反射波較清晰，波速3500-4000m/s，飽滿度95%-98%不合格：波速＜3500m/s，飽滿度＜95%，需進(jìn)行補(bǔ)注漿處理