Q/CR 9248-2020 铁路隧道描杆支护技术规范(完整正版、清晰无水印).pdf
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Q/CR 9248-2020 铁路隧道描杆支护技术规范(完整正版、清晰无水印)
表4.2.13自钻式钻头选型
表4.2.13自钻式钻头洗型
4.2.14机械铺固件应符合下列规定:
1钢质机械锚固件宜选用符合现行《一般工程用铸造碳钢 件》GB/T11352规定的铸钢制造。 2塑料机械锚固件应具有与中空杆体相连通的出浆孔,其孔 径不应小于14mm。 3机械锚固件应根据锚孔孔径、围岩类别和施加预应力大小 选型和调整。 4.2.15钢质锚杆应设对中支架,其间距不宜大于3.5m。 4.2.16锚杆应根据注浆工艺需要选配注浆管、排气管及止浆塞, 止浆塞可采用橡胶或塑料材质制作。 4.2.17中空锚杆错端宜采用塑料材质制作,其出浆孔的孔径不 应小于14mm
学士标准规范范本4.2.18压力型铺索用承载体应符合下列规定:
1承载体可采用钢质或高分子聚酯纤维复合材料,承载体应 具有与锚索极限受拉承载力相适应的力学性能。 2钢质承载体外表应进行防腐处理。 4.2.19预应力锚索锚具应符合现行《预应力筋用错具、夹具和连 接器》GB/T14370的有关规定。 4.2.20锚索垫板及钢过渡管应符合下列规定: 1预应力错索可设置单层或双层平面垫板,垫板尺寸可根据 锚索的张拉荷载确定,垫板厚度不宜小于20mm。 2垫板可选用45号或Q355号钢板。 3下层垫板应预留螺栓孔、注浆和排气孔。 4钢过渡管宜与下层垫板焊接,其壁厚不宜小于5mm。 4.2.21隔离架应符合下列规定: 1沿锚索长度方向应设隔离架,锚固段内隔离架不应少于 3个,自由段内隔离架间距宜为2.0m~4.0m。 2隔离架应采用钢材制作,其尺寸应满足锚索注浆保护层厚 度的要求。 3隔离架不得影响锚索注浆浆体的自由流动。 4.2.22防护套管应符合下列规定: 1自由段防护用光滑套管应采用聚乙烯(PE)管,锚固段防 护用波形套管应采用高密度聚乙烯(HDPE)波纹管。 2套管内径应大于错索体直径4mm以上,有隔离架铺索的 套管内径应大于隔离架直径4mm。 3高密度聚乙烯波纹管壁厚不应小于3mm,不应使用再 生料。
4.2.22防护餐管应符合下列规定
1自由段防护用光滑套管应采用聚乙烯(PE)管,锚固段防 护用波形套管应采用高密度聚乙烯(HDPE)波纹管。 2套管内径应大于锚索体直径4mm以上,有隔离架锚索的 套管内径应大于隔离架直径4mm。 3高密度聚乙烯波纹管壁厚不应小于3mm,不应使用再 生料。
4.3.1水泥基注浆材料可分为水泥浆和水泥砂浆;采用水泥砂浆 时,细骨料粒径不应大于2.0mm。水泥基注浆材料应为质地均 ·12·
匀、颜色一致的粉状材料,不应有结块
4.3.2水泥基注浆材料的主要技术指标应符合表4.3.2
表4.3.2水泥基注浆材料主要技术指标
4.3.3水泥卷锚固剂扎口应严实,不得有破损;水泥卷错固剂的 主要技术指标应符合表4.3.3的规定。
表4.3.3水泥卷锚固剂的主要技术指标
续表4.3.34.3.9环境温度为(22±1)℃、龄期24h条件下,树脂卷锚固剂指标要求抗压强度不应小于60MPa。序号项目速凝型I速凝型II缓凝型4.3.10表4.3.10规定的龄期条件下.铺固力不应小于配套铺杆4氧离子含量≤0.06%≤0.06%≤0.06%杆体屈服力的1.2倍。0.5 h>80表4.3.10规定龄期5固力(kN)5 h ≥150CKaCKbKz1 d≥200规定龄期(min)51015304.3.4树脂卷锚固剂按凝胶时间可分为CKa、CKb、K及Z四类,4. 3. 11树脂胶泥在(80±2)℃条件下放置20h,取出后在(22±其标识及凝胶时间应符合表4.3.4的规定。1)℃环境温度下放置4h,树脂胶泥不应变硬,且其稠度不小于16 mm。表4.3.4树脂卷锚固剂分类类型特性胶时间(s)等待安装时间(s)颜色标识CKa8 ~ 2510 ~ 30黄超快速CKb26 ~ 4030 ~ 60红K快速41 ~9090 ~ 180蓝z中速91 ~ 180480白注:在(22±1)℃环境温度条件下测定,搅择应在锚固剂凝胶之前完成。4.3.57树脂卷锚固剂应装填饱满,质地柔软,颜色均匀,树脂胶泥不分层、不沉淀,固化剂分布均勾,封口严密,无渗漏。4.3.6树脂卷错固剂产品规格可按表4.3.6进行选择.并应进行现场试验验证。表4.3.6树脂卷锚固剂产品规格与推荐适用钻孔直径错固剂直径(mm)4737锚固剂长度(mm)300 ~ 500300 ~ 500推荐适用钻孔直径(mm)52 ~ 5542 ~454.3.7环境温度为(22±1)℃时,树脂胶泥稠度不应小于30mm。4.3.8固化剂与树脂胶泥的质量比不应小于4%。. 14 · 15 .
续表5.2.2孔映般围岩条件特殊条件条件锚杆类型镭固类型硬质岩软质岩土砂期孔涌水大变形岩爆5锚杆支护设计不能自钻式中自稳空锚杆水泥(砂)浆O5.1一般规定注:O为推荐选用;△为视条件选用5.1.1隧道喷错支护锚杆应根据所处地层环境作用等级进行防5. 2. 3隧道拱部宜采用预应力错杆,成孔困难时可采用自钻式中腐设计。空锚杆。5.1.2隧道锚杆支护应根据围岩条件、施工便利性、所需强度等5.3锚杆设计确定设计参数。5.1.3预应力错索支护应在充分的调查研究和必要的试验基础5.3.1隧道系统错杆支护设计参数应根据隧道围岩分级、隧道开上进行设计。挖跨度、作用部位、地应力条件等采用工程类比或理论计算确定;5.2锚杆类型选择对于软岩、大变形和岩爆地段以及特大跨度、高边墙的隧道洞室,应进行理论分析或数值计算复核,并经试验研究后确定。5.2.1隧道锚杆支护设计应根据工程要求,结合围岩特性及施工5.3.2隧道铺杆支护设计参数检算时,系统错杆支护宜采用弹塑方法等因素综合确定锚杆类型。性数值方法,局部锚杆支护宜采用块体极限平衡法。5.2.2隧道围岩支护锚杆类型可按表5.2.2进行选择。5.3.3系统锚杆支护应沿隧道周边径向按矩形或梅花形布置,当表5.2.2锚杆类型及锚固材料适用范围岩体主结构面或岩层层面明显时,铺杆应与岩体主结构面或岩层孔壁一般围岩条件特殊条件锚杆类型锚固类型层面成大角度布置:锚杆间距、设计长度应结合工程地质、锚杆试条件硬质岩软质岩土砂孔涌水大变形岩爆验结果等实际情况经计算确定。水泥(砂)浆5.3.4局部错锚杆支护布置应符合下列规定:实心锚杆树脂卷o1当存在影响局部稳定的结构面时,除正常设置系统锚杆水泥卷o外,还应设置局部锚杆。自稳水泥(砂)浆OA2局部锚杆按附录C的规定进行设计。机械锚固件中空锚杆水泥(砂)浆O3锚杆按最优错固角布置。树脂卷或水泥卷5.3.5锚杆支护参数应根据监控量测信息进行必要的调整。水泥(砂)浆OO05.3.6预应力错索支护设计应进行工程安全性、经济性及施工可预应力错索水泥(砂)浆oo行性评估,并应符合附录C的规定。 16 · 17 .
5.3.7预应力锚杆(索)张拉锁定后自由段锚孔应充填注浆。
5.3.7预应力锚杆(索)张拉锁定后自由段铺孔应充填注浆。 5.3.8锚杆用水泥(砂)浆胶结材料的抗压强度等级不应低于 M20:预应力锚杆(索)锚固段用水泥(砂)浆胶结材料的抗压强度 等级不应低于M35,其自由段充填用水泥(砂)浆胶结材料的抗压 强度等级不应低于M20
5.4.1错杆的防腐保护措施应根据设计使用年限及所处地层环 境作用等级确定。 5.4.2错杆杆体的错固材料层厚度不应小于10mm,预应力错索 索体的错固材料层厚度不应小于20mm。 5.4.3隧道环境作用等级为H3和H4时,错杆防腐设计应符合 下列规定: 1钢质杆体可采用镀锌或渗锌、环氧涂层或镀锌环氧涂层防 腐,钢质垫板及螺母宜采用镀锌或渗锌防腐。 2采用热浸镀锌法或渗锌法处理时,钢质杆体及垫板的镀锌 或渗锌层厚度不应小于70μm,螺母的镀锌或渗锌层厚度不应小 于40um,其他要求应符合国家现行相关标准的规定。 3采用环氧涂层或镀锌环氧涂层法处理时,钢质杆体的涂层 享度应符合表5.4.3的规定,其他要求应符合现行《环氧树脂涂层 钢筋》JG/T502的规定。
钢质杆体环氧涂层及镀锌环氧涂
4.4预应力铺索工I级防脂保护构造应符合表5.4.4的要
表 5. 4. 4 预应力罐索工、Ⅱ级防脂保护构造设讯
5.4.5隧道环境作用等级为H3和H4时,预应力锚索支护应采 用I级防腐保护构造设计,在其余环境作用等级下预应力锚索支 护应采用Ⅱ级防腐保护构造设计
5.4.5隧道环境作用等级为H3和H4时,预应力锚索支护应采 用I级防腐保护构造设计,在其余环境作用等级下预应力锚索支 护应采用Ⅱ级防腐保护构造设计。
6.4.1错杆施工采用的主要工艺方法应符合下列要求
1铺杆钻孔前应进行钻孔放样定位。 2隧道采用全断面法施工时,锚杆钻孔宜采用凿岩台车或错 杆台车;采用台阶法施工时,锚杆钻孔宜采用锚杆钻机。 3终孔后应使用压缩空气或压力水进行清孔。 4钻孔完成后应及时安装锚杆,减少裸孔时间。 5安装注浆或排气管,锚孔注浆应密实饱满。 6及时安装垫板及螺母,垫板应有较平整的基面。
6.5施工工艺质量控制要点
6.5.1隧道采用全断面法施工时,锚杆钻孔机械的最大作业高度 不应小于隧道开挖内净空高度:采用台阶法施工时,钻机推进梁长 度应与台阶净空高度相匹配,并宜达到推进梁一次钻孔作业满足 锚孔设计深度的要求。 6.5.2液压凿岩机的冲击功率不应小于12kW,冲击频率不应小 于60Hz。 6.5.3风动凿岩机的功率宜与岩石硬度相匹配,当钻孔深度大于 4.0m时不宜采用风动凿岩机。 6.5.4水泥基注浆材料应采用合格的工厂产品;当现场拌制时, 锚固浆液应按计量配制,配合比应通过试验确定,水胶比宜为 0.35~0.45。错固浆液按要求检验其强度等级, 6.5.5铺杆钻孔应符合下列要求: 1按设计要求定出孔位,其允许偏差为±150mm。 2系统错杆宜沿隧道周边径向钻孔,或与岩体主结构面或岩 层层面成大角度方向钻孔。 3钻孔孔径大小应满足锚杆杆体的注浆保护层厚度要求,针 头大端直径应大于锚杆杆体直径20mm。 ·28·
螺母的紧固安装时机应根据施工工艺试验决定。2锚固段采用快速、超快速树脂卷锚固剂锚固时,垫板及螺母的紧固安装宜在锚杆搅拌完毕5min~15min后进行。6.5.14铺锚杆垫板及螺母安装完成后,杆体外露段长度不应大于锚固质量检测杆体直径。6.5.15露出在初期支护外的锚杆杆体应采用混凝土喷射平整或7.1一般规定安设塑料锚头罩,防止刺穿防水层。6.5.16注浆接头应采用操作方便快捷的接头形式,中空锚杆注7.1.1铺杆错固质量宜采用无损检测.其检测内容包括锚杆长度浆接头应符合附录A的规定。和锚固密实度,其工作流程如图7.1.1所示。接受检测任务收集地质及施工等资料编制检测方案人工组织及设备检查检测参数现场标定现场检测计算分析争议铺固质量评价不合格验证合格复检检测成果报告编写、提交及归档图7.1. 1隧道错杆错固质量检测流程图7.1.2错杆锚固质量检测前,应收集地质及施工等资料,并对检测参数进行现场标定。7.1.3隧道错杆抽检部位应具有代表性,地质条件较差及施工困· 30 ·· 31 .
附录A常用锚杆及配件图A.0.1实心铺杆应由钢质或纤维增强复合材料杆体、连接套(可图A.0.2—1普通中空钢质锚杆结构简图选)、垫板和螺母等组成(图A.0.1—1和图A.0.1—2)。1—中空钢质杆体;2—连接套(可选);3—垫板;4—螺母;5—错端;6—进出浆孔HHom图A.0.2—2普通中空纤维锚杆结构简图图A.0.1—1实心钢质错杆结构简图1一纤维增强复合材料中空杆体;2一连接套(可选);3一垫板;1一实心钢质杆体;2一连接套(可选);3一垫板:4一螺母4—螺母;5—锚端;6—进出浆孔A.0.3自钻式中空锚杆应由中空钢质杆体、连接套(可选)、钻头、垫板、螺母等组成(图A.0.3)。图A0.1—2实心纤维锚杆结构简图1一实心纤维增强复合材料杆体;2一连接套(可选);3一垫板:4一螺母图A.0.3自钻式中空锚杆结构简图1—中空钢质杆体;2连接套(可选);3—钻头;4—垫板;5—螺母A.0.2普通中空铺杆应由钢质或纤维增强复合材料中空杆体、连A.0.4先锚式中空锚杆应符合下列规定:接套(可选)、锚端、垫板、螺母等组成(图A.0.2—1和图A.0.2—2)。1采用机械错固时,中空错杆应由中空钢质杆体、连接套(可选)、机械错固件、垫板、螺母等组成(图A.0.4一1)。· 34 · 35
A.0.6预应力中空错杆应符合下列规定:1采用机械锚固时,中空锚杆应由中空钢质杆体、连接套(可选)、机械锚固件、垫板、螺母等组成(图A.0.6一1)。图A0.4一1先锚式中空锚杆结构简图(机械锚固)1一中空钢质杆体:2一连接套(可选):3一机械错固件:4一垫板:5一螺母2采用黏结错锚固时,中空错杆应由中空钢质杆体、连接套(可选)、垫板、螺母等组成(图A.0.4一2)。图A.0.6—1预应力中空锚杆结构简图(机械锚固)1一中空钢质杆体;2一连接套(可选):3一钢质机械错锚固件:4一垫板:65一球面螺母(或球面垫圈和螺母)mo2采用黏结错锚固时,中空铺杆应由中空钢质杆体、连接套(可选)、垫板、螺母等组成(图A.0.6—2)。图A.0.4—2先铺式中空错杆结构简图(黏结锚固)1一卷式错固剂错固段;2一水泥(砂)浆锚固段:3一连接套(可选);374—垫板;5—螺母;6—进出浆孔A.0.5预应力实心锚杆应由锚固段钢质杆体、自由段钢质杆体、连接套(可选)、垫板、球面螺母(或球面垫圈和螺母)等组成(图A.0.5)。图A.0.6—2预应力中空锚杆结构简图(黏结锚固)1一错固段钢质杆体;2一自由段中空钢质杆体;3一带孔连接套:4一连接套(可选):5一垫板:6一球面螺母(或球面垫圈和螺母):7—进出浆孔:8—充填注浆A.0.73预应力错索可选用拉力型、压力型两种类型,并应符合下图A.0.5预应力实心铺杆结构简图列规定:1错固段钢质杆体;2一自由段钢质杆体;3一连接套(可选);4—垫板;1拉力型锚索应由与注浆体直接黏结的锚索错固段、锚索自5一球面螺母(或球面垫圈和螺母);6一充填注浆由段和锚头组成(图A.0.7—1)。· 36 ·· 37 ·
B.3.2组装件拉伸试验应按现行《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》GB/T228.1的规定进行拉伸试验,直至试样滑脱或断裂,或垫板被拉穿,此时测试的最大力为组装件的实测极限拉力。附录C锚杆支护设计计算B.3.3当测试组装件的实测极限拉力不小于配套错杆杆体的设计最大力时,可判断该组装件合格;不满足时,可判断该组装件不C.0.1预应力错杆(索)的拉力设计值可按式(C.0.1)计算。合格。N, = 1. 35,N,(C. 0. 1)式中N。—错杆(索)筋体的拉力设计值(N);N—锚杆(索)筋体的拉力标准值(N);%.——工作条件系数,—般情况取1.1。C.0.2预应力铺杆(索)支护设计计算,还应包括下列内容:1错杆(索)筋体的抗拉承载力计算。2错杆(索)锚固段注浆体与筋体、注浆体与地层间的抗拔承载力计算。3压力型锚索,尚应进行错固注浆体横截面的受压承载力计算。C.0.3错杆(索)筋体受拉承载力应满足张拉控制应力的要求,并应符合下列规定:1对于钢绞线或精轧螺纹钢筋应按式(C.0.31)计算。Na≤fA(C. 0. 3—1)2对于热轧带肋钢筋应按式(C.0.32)计算。N≤f,A,(C.0.32)式中N锚杆(索)筋体的拉力设计值(N);F钢绞线或精轧螺纹钢筋的抗拉强度设计值(N/mm);f,热轧带肋钢筋的抗拉强度设计值(N/mm);A—预应力筋的截面积(mm)。C.0.4错杆(索)筋体的张拉控制应力α...应符合表C.0.4的规定。·42 . 43 ·
表C.0.4锚杆(索)筋体的张拉控制应力
C.0.5锚杆(索)错固段的设计长度应按式(C.Q.5—1)、式(CQ.5—2) 计算,并取较大值
表C.0.5一1胶结材料与孔壁围岩的黏结强度标准值(N/mm
表C.0.53胶结材料与错杆(索)筋体的黏结强度设计值
F. 0. 2错杆错固质量无损检测结果统计应按表F.0.2填写。表F.0.2锚杆锚固质量无损检测结果统计表工程名称附录F锚杆锚固质量检测结果表施工单位仪器型号F. 0.1单根铺杆错固质量无损检测结果记录应按表F.0.1填写。监理单位检测日期表F.0.1单根锚杆锚固质量无损检测结果表检测单位报告日期工程名称序号铺杆错杆设计长度锚杆检测长度锚杆长度销周密实度锚固密实度编号(m)(m)评价评价检测里程锚杆类型检验日期检测波形图锚杆编号铺杆直径错杆设计计算波速锚杆检测(mm)长度(m)(km/s)长度(m)锚固密实度检测结果检测单位(盖章)检测员:校核员:注:锚杆检测记录编号应与锚杆施工记录编号一致。· 52 . 53
《铁路隧道锚杆支护技术规范》
本条文说明系对重点条文的编制依据、存在的问题 以及在执行中应注意的事项等予以说明。本条文说明不 具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解 和把握规范规定的参考。为了减少篇幅,只列条文号,未 秒求原杀文。 1.0.3隧道及时施作系统错杆,洞周更易于形成围岩承载拱,最 大限度地发挥围岩自身承载力。全长黏结型错杆是通过锚孔中的 错固材料沿着孔内杆体全长对围岩提供支护作用。预应力铺杆是 通过提供预张拉力,主动地对岩(土)体提供约束和加固,控制开 挖引起岩(土)体介质的力学行为,激发岩(土)体的自承能力。 1.0.4隧道错杆支护的合理性和可靠性是依靠其先进的技术、产 格的施工管理及机械化施工来保证的。隧道锚杆支护要高度重视 技术问题,同时强化管理,以提高错杆支护的技术水平。 1.0.5错杆制造厂具备相关生产技术、装备和相应的资质,生产 的错杆能满足各项力学性能指标的要求。错杆产品具备相应的识 别标志,能实现产品信息可追溯的目的。 1.0.6隧道错杆支护施工采用凿岩台车、错杆台车或专用钻机等 设备,突破了错杆施作的关键工序,解决了隧道拱部铺杆支护施工 困难及施作效率低下等问题。日本及欧洲隧道错锚杆支护施工机械 化程度较高,往往配备或租赁凿岩台车或铺杆台车;国内大量的水 工地下洞室铺杆支护施工采用多臂留岩台车,显著地提升了错杆 支护技术水平。据初步调研,凿岩台车或锚杆台车的钻孔施工效 ·55·
有多种特征,而其命名一般由其显著特征或约定成俗决定。根据 铁路隧道常用锚杆类型,锚杆采用一种分类方法为主、其他分类方 法相辅进行分类。 3.0.2错杆是隧道支护结构的主要构件之一,在提高围岩承载能 力、降低二次衬砌开裂风险、保持支护结构体系长期稳定等方面具 有十分重要的作用。 3.0.3由于技术手段及成本制约,隧道地勘资料与施工期间揭示 地质情况会有所差异。隧道施工期间,根据现场围岩条件及监控 量测信息,调整锚杆支护参数是非常必要的,这体现了隧道工程动 态化设计与施工理念。 3.0.6调研表明,水利水电、煤炭及矿山等行业已经普追采用凿 石机或铺杆台车进行铺杆施工,极大地提高了铺杆施工效率且能 保证施工质重。国外智能留岩台车能自动记求钻孔数据:智能铺 杆台车还能记录错杆安装数量等信息,保证了锚杆施工数量和质 量的真实性。 3.0.7为了保证错杆(索)施工质量,在正式施工前要求开展工 公试验,其自的是检验铺杆(系)施工设备、施工工艺及铺固聚液 能香满足设计要求。工艺试验主要内容包括检验铺固材料强度、 锚固密实度、预应力锚杆(索)锚固段长度、张拉时间段及张拉参数 等,通过工艺试验为锚杆(索)施工提出具有针对性的技术指导措 施,保证铺杆(索)施工工艺科学合理,确保施工质量达到设计要求。 3.0.8隧道错杆支护属于隐敲工程,锚杆外露杆体被喷射混凝土 遮股后将无法检测铺杆施工质量,故要求及时对铺杆支护施工作 业进行检查、录像,同时标识出影像资料对应的隧道断面里程,保 存影像资料,确保影像信息可查。 4.1.1、4.1.2以热轧带肋钢筋、精轧螺纹钢筋及全螺纹FRP筋作 为杆体的锚杆统称为实心锚杆。实心铺杆按锚固材料分类,分为 水泥基注浆材料实心锚杆、水泥卷锚杆和树脂卷锚杆;按杆体材质 分类,分为实心钢质锚杆和实心纤维铺杆,故设计时需要注明锚杆
时锚固段注浆体受压,并通过注浆体将拉力传递给周围地层。这表螺母或连接套的技术要求,故要求端部螺纹公差要符合现行标类错索的防腐性能好,适用于腐蚀性较高的岩土层,单错的极限受准GB/T197中6H的规定。拉承载力不大于300kN(土层)和1000kN(岩石)。岩土层中,当拉力或压力型锚索的锚固段长度超过8m(软岩)和12m(土层)仍无法满足极限抗拔承载力要求或需要更高的错锚索极限抗拔承载力时,推荐采用压力分散型或拉力分散型锚索,相关技术要求见现行《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086的规定。4.1.8现行《通用硅酸盐水泥》GB175规定,通用硅酸盐水泥的化学指标、凝结时间、安定性和强度是强制性条款。普通硅酸盐水泥中活性混合材料和非活性混合材料添加量不大,除了凝结时间说明图4.2.1实心钢质错杆错头端部螺纹外,普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥的主要产品性能差异不大。普精轧螺纹钢筋是一种热轧成带有不连续的外螺纹的直条钢通硅酸盐水泥初凝不小于45min,终凝不大于600min;硅酸盐水筋,并有与之相配套的螺母和连接套。精轧螺纹钢筋强度高,非常泥初凝不小于45min,终凝不大于390min。采用硅酸盐水泥或普适用于制作预应力实心锚杆。通硅酸盐水泥拌制的普通水泥(砂)浆凝结时间慢,浆液凝固后早根据调研,铁路隧道边墙锚杆支护主要采用直径Φ22的实心期强度低,故普通水泥(砂)浆作为隧道锚杆支护锚固材料并不钢质错杆,运营隧道底部结构降起或沉降病害治理常采用直径合适。32的实心钢质锚杆;水工地下洞室锚杆支护主要采用直径324.1.9聚氨酯等树脂系注浆材料适用于裂隙发育、涌水等特殊地的实心钢质销杆和预应力实心销杆层条件下铺孔注浆。4.2.2中空锚杆杆体制作选用的低合金高强度结构钢或合金钢4.2.1为保证质量,钢质杆体选用符合现行《钢筋混凝土用钢钢管要求符合现行《结构用无缝钢管》GB/T8162的相关规定。第2部分:热轧带肋钢筋》GB/T1499.2和预应力混凝土用螺纹表4.2.2中推荐了普通中空锚杆和先锚式中空锚杆杆体采用公称钢筋》CB/T20065规定的热轧带肋钢筋或精轧螺纹钢筋。采用月直径为25mm、32mm、38mm三种全螺纹钢管,其力学性能(屈服牙肋钢筋制作锚杆杆体时,杆体一端或两端的端部螺纹采用滚压力和最大力)指标的确定在符合现行《岩土铺杆与顺射混键土支工艺轧制成型,如说明图4.2.1所示,以满足锚杆杆体安装螺母或护工程技术规范》CB50086—2015附录D的规定基础上采用了类连接套的技术要求。现行《钢筋机械连接用套简》JG/T163中对比法,即公称直径为25mm、32mm、38mm的全螺纹钢管的力学性圆柱形直螺纹套简的内螺纹公差进行规定,要求内螺纹公差符合能(届服力和最大力)指标分别不低于公称直径为20mm、25mm现行《普通螺纹公差》CB/T197中6H的规定;其中“6”表示公和32mm的HRB400钢筋。差等级,“H”表示公差带位置。为保证实心锚杆端部螺纹满足安由于隧道围岩支护对自钻式中空锚杆和预应力中空铺杆杆体· 60·· 61
的力学性能要求较高,故自钻式中空锚杆和预应力中空错杆杆体 的力学性能要求要高于普通中空锚杆和先锚式中空锚杆。对于公 称直径为25mm~51mm自钻式中空锚杆和预应力中空锚杆杆 体,表4.2.2确定的全螺纹钢管的力学性能(届服力和最大力)指 标不低于或优于MAI、DSI等外国品牌相同规格的自钻式中空错 杆杆体,有利于国产自钻式中空铺杆产品走向世界。 中空错杆杆体的最大力总延伸率A,是一个国内外公认的重 要力学性能指标。MAI、DSI等外国品牌自钻式中空错杆杆体的最 大力总延伸率A最小值为2.5%~5.0%,而表4.2.2确定的全螺 纹钢管的最大力总延伸率A≥5.0%。 调研国外资料表明,直径25mm~51mm的全螺纹钢管外表 采用波形螺纹,直径76mm~111mm的全螺纹钢管外表采用梯形 螺纹,波形螺纹的尺寸标准符合《凿岩钎具左旋波形螺纹》ISO 10208:1991的规定。现行《凿岩用螺纹连接钎杆》GB/T6482规定 了直径为22mm~51mm的凿岩用波形螺纹和梯形螺纹连接钎杆 及连接套。其中波形螺纹尺寸标准与IS0102081991相同。全螺 纹钢管外表波形螺纹的尺寸标准要求符合现行标准GB/T6482的 规定,与国际接轨,同时解决了不同厂家的全螺纹钢管与螺母及连 接套组装时螺纹不匹配问题。 4.2.3纤维增强复合材料筋,即FRP筋(分为GFRP筋和BFRP 筋),其英文为fibrereinforcedplasticsrebar。全螺纹FRP筋的显著 力学特点是抗拉强度高,抗剪强度低,破坏呈脆性断裂,极限拉应 变低。现行(盾构可切削混凝土配筋技术规程》CJ/T192、《纤维 增强复合材料工程应用技术标准》CB50608和《结构工程用纤维 增强复合材料筋》CB/T26743均规定了全螺纹GFRP筋的主要力 学性能指标,见说明表4.2.3一1。条文中表4.2.3确定的全螺纹 GFRP筋的主要力学指标引用现行标准CJJ/T192的规定。GFRE 筋的抗剪强度较低,一般为110MPa~150MPa。 ·62
说明表4.2.3—1GFRP筋的力学性能
现行《公路工程玄武岩纤维及其制品第4部分:玄武岩纤 维复合筋》JT/T776.4、《纤维增强复合材料工程应用技术标准》 GB50608和《纤维增强复合材料筋》JG/T351均规定了玄武岩纤维 增强复合材料筋(BFRP筋)的主要力学指标,见说明表4.2.32。 条文中表4.2.3确定的全螺纹BFRP筋的主要力学指标引用现行 标准JT/T776.4的规定
现行CB/T26743、JG/T351、《纤维增强塑料拉伸性能试验方 法》GB/T1447和纤维增强复合材料筋基本力学性能试验方法》 CB/T30022等标准均规定了全螺纹FRP筋的拉伸性能试验方法。 FRP筋试件的夹持段采用错具错固,锚具充填材料为环氧树脂、树 脂和净砂浆混合物、水泥灌浆等。 4.2.4根据调研,目前厂家可生产25/12、28/12、28/14和32/15 (公称直径/内径,mm)等规格的全螺纹FRP管,其力学指标(抗拉 ·63.
在长度10cm~20cm的钻孔壁上,会在岩层中产生大的应力,对岩锚孔内。层固定点的强度要求高:3)当锚杆超载时,在坚硬岩层中会出现底4.2.19错具(anchorage),用于保持预应力钢绞线的拉力并将其端的滑移,在软弱岩层中则会出现底端岩层的破碎现象。机械锚传递到垫板及支承结构面或围岩表面所用的锚固装置。固件选型与错孔孔径、围岩类别(或岩石硬度)和施加预应力大小4.2.20本条引用了现行《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术有关。规范》GB50086一2015第4.4.12条、现行(水电工程预应力错固4.2.15实心锚杆采用锚固材料全长黏结锚固是十分重要的,钢设计规范》DL/T5176—2003第6.2.8条和现行《水电水利工程预质错杆杆体全长外裹错固材料的主要作用有两点:其一是起胶结应力错固施工规范》DL/T5083—2019第5.6.5条的相关规定。作用,传递荷载:其二是阻止或延缓钢质杆体腐蚀。根据调研,水工地下洞室采用预应力锚索加固围岩时,错索常设置对中支架(centralizers),使锚杆杆体在锚孔中位置居中的构上小、下大双层垫板,下层垫板采用螺栓错固在错索孔口。钢过渡件。钢质锚杆杆体设对中支架,能固定锚杆杆体与锚孔孔壁的管是在错锚具到自由段的过渡区段中起防护作用的钢管。位置关系,保证杆体外裹锚固材料厚度,是钢质杆体防腐的重要4.2.21隔离架(spacers),是沿铺索长度方向用于间隔每股钢绞措施之一。根据英国规范《注浆错锚杆实用规范》BS8081:2015线的构件。预应力锚索锚固段内设隔离架是必要的,隔离架起居第12.3.5节规定,锚杆杆体或波形套管设对中支架,波形套管对中作用,同时在锚孔内使每股钢绞线顺直,从构造上不影响浆体的中支架间距一般1m~3m,锚杆杆体对中支架间距一般2m~4m。自由流动,且确保错索外裹注浆保护层的厚度满足设计要求4.2.16实心错杆注浆工艺有两种工序,一种是采用先注浆后插本条参考了英国标准《注浆锚杆实用规范》BS8081:2015第杆工序,另一种是采用先插杆后注浆工序。当实心锚杆注浆采用12.3.6节、现行《水工预应力铺固技术规范》SL/T212—2020先插杆后注浆工序时,错杆杆体要绑定注浆和排气管,锚孔口要安第5.2.5条和岩土铺杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB装止浆塞或水泥卷错固剂封铺孔孔口,如说明图4.2.16所示。500862015第4.4.14条的相关规定。《注浆错锚杆实用规范》BS8081:2015第12.3.6节规定如下:“隔离架应安装在多单元错杆杆体的锚固段内,以确保铺杆杆体各筋之间分离及有效的注浆渗透,以提供充分的黏结。在每个锚固段内应安装不少于3个隔离架,但隔离架之间的最佳距离取决于支撑点之间杆体单元的可能下垂。隔离架应不可压缩,也不导致说明图4.2.16实心错杆先插杆后注浆工序示意图削弱锚固段注浆。关于这一点,隔离架不应仰制浆液自由流动。1—实心杆体;2—止蒙塞;3—注浆管:4—排气管兼回浆管设计的隔离架应为平行多单元铺杆杆体提供杆体单元间不小于4.2.17锚端(anchorend),安装在铺杆杆体深人围岩一侧,带或5mm净距。"不带出浆孔的构件。中空铺杆采用锚端.其主要作用:一是错端具现行《水工预应力错固技术规范》SL/T212—2020第5.2.5条有居中作用;二是中空锚杆杆体注浆时,浆液从锚端的出浆孔进人规定:“沿错索长度方向应安设隔离架;对于陡倾角方向布置的错· 68 ·69.
说明表4.3.2预应力锚杆用水泥锚固剂的主要技术指标
普通水泥(砂)浆凝结慢且凝固后早期强度低,难以提高错锚杆 锚固质量,不利于及时发挥锚杆支护作用,故铁路隧道锚杆支护对 水泥(砂)浆的凝结时间及凝固后早期强度提出要求是必要的。 条文表4.3.2规定速凝型IⅡ、缓凝型水泥基注浆材料的凝结时间 及抗压强度指标引用了现行标准DL/T5703一2014的规定。错杆 支护采用速凝型I水泥基注浆材料,从浆液制备至锚孔注浆完5h 70
后可安装垫板及螺母;预应力锚杆锚固段采用速凝型Ⅱ水泥基注 浆材料,从浆液制备至锚孔注浆完5h后可对预应力锚杆施加预 应力。缓凝型水泥基注浆材料主要用于预应力锚杆自由段错孔充 填,适用于自由段铺孔先充填注浆后再张拉锚杆。 水泥基注浆材料一般掺人一定量具有减水、速凝或缓凝、微胀 成分的外加剂,这些外加剂均不得影响浆体与杆体及岩体的黏结。 为了防止水泥基注浆材料对钢质杆体产生锈蚀,现行《水泥基灌浆 材料应用技术规范》GB/T504482015第4.1.1条规定:“水泥基灌 浆材料的氟离子含量应小于0.1%。"第4.1.4条规定:“在0.36MPa 的压力下,压力泌水率应不大于2%。”现行《岩土锚杆与喷射混凝 土支护工程技术规范》GB500862015第4.4.8条规定:“水泥浆 中氯化物含量不得超过水泥重量的0.1%。 4.3.3本条规定的速凝型I水泥卷错固剂的主要技术指标引自 中国国家铁路集团有限公司的相关企业标准;速凝型IⅡ和缓凝型 水泥卷铺固剂的主要技术指标系引自现行(水电水利工程预应力 锚杆用水泥锚固剂技术规程》DL/T5703的有关规定。 4.3.4~4.3.11条文规定树脂卷错固剂的技术要求均引自煤炭 行业标准。现行《树脂锚杆第1部分:锚固剂》MT146.1规定了 树脂锚固剂的产品分类、技术要求、试验方法等内容。技术要求包 括原材料、外观、直径及长度偏差、树脂胶泥稠度、固胶比、凝胶时 间、抗压强度、抗拨力、铺固力、热稳定性能。 现行(煤卷销杆支护技规范》MT/T1104一2009第4.2.10 条规定:“钻孔直径、锚杆直径和树脂错固剂直径应合理匹配··.· 钻孔直径与树脂错固剂直径之差应为4mm~8mm。 5.2.1、5.2.2隧道针对不同的地质条件,开展错杆支护设计。在 节理、层理发育的硬质岩中,因岩石强度高,一般不会出现开挖而 使围岩中的应力超过岩石强度的现象,故在此条件下,采用锚杆的 目的在于抑制岩块间的滑动,以保持围岩稳定。在软质岩或土砂 ·71·
地层中,在在因开挖而使围岩中的应力超过岩主强度,从而在围岩 中出现塑性区,使净空变形加大,故此时采用锚杆的目的在于限制 塑性区的产生及发展,尽量减少围岩变形,以达到稳定围岩的目的。 实心锚杆采用水泥基注浆材料时,主要应用于铁路隧道边墙 围岩支护,此类锚杆广泛应用于公路隧道及水工地下洞室围岩支 护,并且在长期的工程实践中积累了丰富的施工经验。 实心锚杆采用树脂卷错固剂时,常用于煤巷支护。当采用快 速、超快速树脂卷铺固剂时,铺杆垫板及螺母能在铺杆搅拌完毕 10s~180s后安装,故此类锚杆的铺固安装非常简使快速,能提高 链道错杆支护施工效率。实心铺杆采用水泥卷铺固剂时,其主要 优点是锚固剂凝结快,凝固后早期强度高,锚杆铺固安装速度快, 可及时发挥锚杆支护作用。此两类锚杆实现锚孔全长黏结锚固难 度较大,故一般不推荐在大变形地层中使用。 先锚式中空锚杆解决了隧道拱部普通中空钢质锚杆安装具有 铺杆下坠的潜在施工风险,克服广垫板及母安装等待时间较长 的缺点。先锚式中空锚杆采用黏结错固时,先错段采用树脂卷或 水泥卷锚固,后锚段采用水泥(砂)浆锚固;在后铺段内端杆体上 布设出浆孔,由于先锚段只用于锚杆安装锚固,主要承受锚杆自重 及施工荷载(螺母预紧力及后锚段注浆压力等),故先铺段设计较 ,以降低锚杆成本。 自钻式中空锚杆采用的钻头为一次性钻头,其成本较低。自 钻式中空错杆主要用于软弱围岩、断层破碎带等钻孔后极易塌孔 的隧道围岩支护。 预应力实心锚杆和预应力中空锚杆主要应用于软岩、大变形 和岩爆地段以及特大跨度、高边墙的隧道洞室。预应力实心错杆 铺固段采用速凝型水泥(砂)浆,错杆自由段采用缓凝型水泥(砂) 浆,此类实心锚杆在乌弄龙水电站、功果桥水电站、三峡地下电站 等地下洞室工程中广泛应用。预应力实心锚杆错固段采用水泥卷 ·72·
锚固剂,锚杆自由段采用水泥(砂)浆充填,此类实心锚杆在龙滩、 鲁地拉、水布、白鹤滩等水电站地下洞室工程中广泛应用。预应 力中空锚杆错固段采用钢质机械锚固件,锚杆自由段充填水泥 (砂)浆,此类中空铺杆已在浙江台绪高速公路岭院隧道、锦屏二 级水电站地下厂房及彭水水电站地下厂房等隧道及地下工程中应 用,主要用于硬岩、中硬岩、岩爆等地段隧道(洞)支护。 预应力错索在铁路隧道工程中应用较少,目前主要应用于隧 道洞口、多线地下车站、大变形地段等围岩支护。 5.2.3预应力铺杆通过快速施加一定的预应力,实现锚杆的即时 锚固及主动支护作用,最大限度为围岩自稳形成承载拱提供受力 条件。与实心铺锚杆相比,中空锚杆的优势是中空杆体提供了注浆 或返浆通道。根据郑万高铁隧道拱部铺杆支护施工经验,预应力 中空锚杆通过风动扳手施加约40kN的预加力需要约1min,故考 虑到现场施工效率及错固效果,一般隧道拱部预应力中空锚杆施 加不超过100kN的预加力。 5.3.1系统锚杆(systemrockbolt),为使围岩整体稳定,在隧道周 边上按一定间距、一定规律布置的锚杆群。系统锚杆主要是对围 岩起整体加固作用,使围岩在一定深度范围内形成拱形承载结构, 充分发挥围岩岩体抗压强度高的特点,发挥围岩的自承能力, 5.3.3系统锚杆布置主要根据围岩级别及其结构状态、隧道断面 尺寸、开挖方式等条件,一般将锚杆布置在受隧道开挖的影响范围 内。一般情况下系统锚杆沿隧道开挖轮廓线径向布置,但当锚杆 与岩体主结构面、岩层层面平行或交角太小时,锚杆铺固效果较 差,锚杆的组合拱作用效果不好;当错杆与岩体主结构面、岩层层 面成大角度布置时,锚杆能把不利结构面或岩层“串”在一起,共 同参与工作。布置系统锚杆时要考虑各锚杆间的共同作用,锚杆 的间距一般不大于锚杆长度的1/2。 5.3.4局部错杆(localrockbolt),为加固隧道内局部不稳定岩块
而安设的锚杆。本条引用了现行《水利水电工程锚喷支护技术规 范》SL377一2007第4.3.8条的相关规定。局部错杆的主要作用 是阻止部分不稳定岩块期落或滑移,通过销杆将岩块铺固在稳定 的若体上。局部铺计的铺固端要求置于稳定的君体内。局部箱杆 市置的最优铺固角:拱腰以上局部铺杆的布置方向有利手铺杆受 拉,拱腰以下及边墙的局部铺杆布置方向有利于提高抗滑力。 5.3.5系统锚杆对围岩的加固效果已经为工程实践所证明,但是 多年以来铁路隧道工程仍然以标准设计法和类比设计法为主确定 系统锚杆设计参数,考到隧道围岩地质条件变化的多样性,有必 要根据监控量测信息及围岩条件对系统铺杆的支护参数进行 修正。 5.3.6 附录C第C.0.1条~C.0.7条引用现行《岩土锚杆与喷射混 链土支护工程技术规范》GB500862015第4.6.6条~第4.6.13条 的规定。 5.3.71986年前,国际预应力协会(FIP)地铺工作小组已收到世 界各地35例铺杆(索)破坏实例,错杆断裂部位多半位于锚头附近 及自由段。1961年,Feld和White报道了美国某锚固围堰,儿个预 应力锚杆自由段断裂并出现了弹射越过工地。目前国内铁路隧道 底部结构隆起段预应力错杆加固已出现了几例铺杆破坏实例。由 于预应力锚杆自由段破坏,自由段所积蓄的应变能将释放,断裂后 自由段杆体将对锚头处混凝土进行冲击,可能导致锚头混凝土破 损。预应力错杆(索)自由段在张拉后进行错孔充填注浆,并确保 注浆饱满,一方面可防止自由段杆体腐蚀,另一方面可避免自由段 杆体断裂造成锚头处混凝土破损。 5.3.8现行《铁路隧道设计规范》TB100032016第6.1.5条规 定:“砂浆错杆用的水泥砂浆强度等级不应低于M20。”现行《水利 水电工程错喷支护技术规范》SL377一2007第4.3.2条对全长黏 结型锚杆的胶结材料要求规定如下:“水泥砂浆的强度等级不宜低
于M20。”现行《水电工程预应力错固设计规范》DL/T5176一2003 第6.2.4条对内锚固段胶结材料的性能规定如下:“水泥浆胶结材 料的抗压强度等级不应低于M35。”现行《水工预应力铺固技术规 范》SL/T212一2020第5.3.3条对内铺固段股结材科的性能规定如 下:“水泥浆及水泥砂浆胶结材料的抗压强度不宜低于35MPa。”现 行《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086一2015 第4.6.17条规定了预应力锚索锚固段注浆体的抗压强度,见说明 表5.3.8。
说明表5.3.8预应力锚索错固段注浆体强度
5.4.2现行《水利水电工程锚喷支护技术规范》SL3772007 第4.3.2条对全长黏结型锚杆锚孔规定如下:“钻孔直径应比杆体 直径大20mm以上。” 英国标准《注浆锚杆实用规范》BS8081:2015第12.3.5节规 定:“所有铺杆杆体或波形套管上应安装对中支架,以确保铺杆杆 体或波形套管对锚孔壁有足够的覆盖。对中支架应确保在错孔内 对中支架处锚杆杆体或波形套管不少于10mm的注浆层,并应根 据错杆的倾斜角度和支撑点之间可能的凹陷,在中心位置安装对 中支架,为了提供错杆杆体或波形套管不少于5mm的注浆层(说 明图5.4.2一1)。波形套管内设计对中支架应确保不少于5mm 注浆层。锚杆杆体设计对中支架应确保不少于5mm注浆层(说 明图5.4.2—2。
时,钢质锚杆要求进行防腐设计。 采用锌覆盖层是减缓和阻止铁基材料腐蚀的有效方法。锌覆 盖层的应用之所以获得认同,是因为锌层可以通过阻隔效应和电 化学效应保护钢铁。钢质构件表面采用锌处理防腐的工艺主要有 热浸镀锌和渗锌两种工艺。现行《金属覆盖层钢铁制件热浸镀 锌层技术要求及试验方法》GB/T13912规定了钢铁制件热浸镀 锌层(其他合金元素总含量不超过2%)的技术要求和试验方法。 现行《钢结构件渗锌耐蚀作业质量控制评定技术规范》GB/T35505 规定了钢结构件渗锌耐蚀作业的质量控制评定的技术要求。结合 现行标准GB/T13912和GB/T35505的相关规定,钢质杆体及垫 板、螺母采用热浸镀锌法或渗锌法处理时镀锌或渗锌层厚度需满 足最小厚度要求。 现行《环氧树脂涂层钢筋》JG/T502规定了钢筋混凝土用环 氧涂层钢筋和镀锌环氧涂层钢筋的技术要求及试验方法。本条文 规定环氧涂层或镀锌环氧涂层钢质锚杆杆体的涂层厚度引用了现 行标准JG/T502的规定。 5.4.4、5.4.5引用了现行《岩土错杆与喷射混凝土支护工程技术 规范》GB50086一2015第4.5.3条、第4.5.4条的相关规定。按照 拉力型锚索I级、Ⅱ级防腐保护构造的设计要求,错固段索体有两 道防腐保护措施,即第一道为钢绞线外套波形套管,波形套管内灌 注水泥浆,第二道为锚孔内波形套管外灌注水泥砂浆:自由段索体 也至少有两道防腐保护措施。按照压力型锚索I级、Ⅱ级防腐保 护构造的设计要求,锚固段索体有两道防腐保护措施,即第一道为 钢绞线防腐油脂及聚乙烯护套,第二道为错孔内灌注水泥砂浆;自 由段索体也至少有两道防腐保护措施。对于需调整预应力值的预 应力错锚索,其铺具采用钢罩保护。 6.1.2《铁路瓦斯隧道技术规范》TB10120—2019第11.5节作业 机械规定:“瓦斯工区内作业机械应使用电力、蓄电池或柴油动力
6.1.2《铁路瓦斯隧道技术规范》TB10120—2019第11.5节作业
6.1.2《铁路瓦斯隧道技术规范》TB101202019第11.5节作业 机械规定:“瓦斯工区内作业机械应使用电力、蓄电池或柴油动力 .78·
装置,严禁使用汽油动力装置”;“低瓦斯工区使用的非防爆型作 业机械,应配置便携式甲烷报警仪,当风斯浓度超过0.5%时,应 停止作业机械运行”;“采用内燃机械导致施工通风困难或需大量 增加辅助坑道时,应进行运输方式的技术经济比较”。 6.1.5隧道围岩开挖后,及时施作系统锚杆有利于发挥错杆支护 作用。系统锚杆施作工序有两种,即先喷后锚施工和先锚后喷施 工。先喷后锚施工是指初期支护混凝土喷射完成后施作锚杆。先 确后喷施是指初期支护混避主先初喷一层,然后施作铺杆,最后 混凝土复喷至设计厚度。 当喷射混凝土厚度为8cm~15cm时,先初喷厚4cm~5cm 的混凝土,再施作系统错杆,最后复喷至设计厚度,锚杆锚头处要 采用喷射混凝土将其完全覆盖,且喷射混凝土表面平整度要求需 符合相关质量验收标准的规定。当喷射混凝土厚度20cm~28cm 时,先初喷一定厚度的混凝土,再施作系统错杆,最后复喷至设计 厚度,复喷混凝土一般能将锚杆杆体完全覆盖。 由于围岩条件较差,隧道开挖后要求尽快完成钢架及复喷混 凝土施作,锚杆施工因错固浆液凝结待强而相对费时较长,导致复 喷混凝土不能及时完成,此时锚杆施作可采用先喷后锚工序。对 于大变形等特殊地段,复喷混凝土达到设计厚度后地层仍未达到 稳定状态,采用长铺杆补强加固围岩,锚杆锚头必然外露于混凝土 表面。此时锚杆锚头要进行处理,防止其被坏防排水系统及影响 二次衬砌施工质量。 6.1.7目前预应力锚索在铁路隧道工程中应用较少。现行《岩土 锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086对预应力锚索的 类型、设计、施工、试验及检测等作了详细的规定。现行《水电水利 工程预应力铺固施工规范》DL/T5083规定了预应力锚索的材料 与设备、施工、试验与监测、安全与环境保护、质量检查与验收的基 本要求。
中速Z型(白色)等类型:②通过计算确定设计锚孔的树脂卷用 量,并通过试验检验;③错杆组装包括锚杆杆体、连接套(可选)、 垫板和螺母,优化了锚杆施工工序,提高了铺锚杆施工速度;④锚孔 树脂卷安装一般采用人工安装;5锚杆杆体采用施工机具旋转推 进,充分搅碎树脂卷,直到锚杆杆体插入锚孔深度满足设计要求; 6拧紧螺母并能施加一定的预紧力。 6.3.2中空锚杆施工适用于采用先插杆后注浆工序,中空错杆的 优点是锚杆杆体内孔提供了注浆或返浆通道,采用恰当的注浆工 艺,能保证锚孔注浆饱满密实。中空锚杆的注浆工艺有两种,即杆 体外和杆体内注浆工艺。杆体外注浆工艺排水管道标准规范范本,采用插入锚孔口处的 注浆管作为注浆通道,锚杆杆体内孔作为排气通道,注浆时浆液从 锚孔口流向错孔底,当错杆杆体内孔回浆时表明锚孔注浆已饱满。 杆体内注浆工艺,采用锚杆杆体内孔作为注浆通道,插入锚孔口处 的排气管作为排气通道,注浆时浆液从锚孔底流向错孔口,当排气 管回浆时表明错孔注浆已饱满
锚固段为水泥(砂)浆锚固时,锚杆杆体要绑扎三根管,如说明 图6.3.5所示,其中1号管为注浆管,固定在锚孔口内侧;2号管为 注浆管,固定在外锚段(自由段)的内端处;3号管为回浆管,固定 在内错段的内端。先将锚杆安插在锚孔内,用水泥卷封住锚孔,然 后通过1号管进行外锚固段注缓凝型浆液,2号管回浆时表明外 锚固段已注满;再通过2号管注速凝型浆液,3号管回浆时表明内 锚固段已注满。上述注浆工艺不会发生缓凝型和速凝型浆液串浆 现象。缓凝型浆液在错杆张拉完毕之前不能凝固
定:“浆液水胶比应通过试验确定。纯水泥浆液的水胶比宜为内铺固段外铺固段0.40~0.45,水泥砂浆的水胶比宜为0.45~0.50。”现行《水工预应力锚固技术规范》SL/T2122020第8.5.4条规定:“纯水泥浆4胶结材料水胶比宜为0.38~0.45;水泥砂浆胶结材料水胶比宜为0.40~0.50。”英国标准《注浆锚杆实用规范》BS8081:2015说明图6.3.5注浆管、回浆管安装示意图第12.1.5.2条规定:“水泥浆体应在28d内达到不小于40MPa的1一1号注浆管;2—2号注浆管;3—3号排气管兼回浆管:4一销杆杆体无侧限抗压强度。对于错杆,锚固段的水胶比一般应在0.35~6.4.1当隧道采用全断面法施工时,大型凿岩台车或锚杆台车能0.6。对于安装在低渗透性地层(岩石或黏土)中的锚杆,水胶比适用于单双线铁路隧道锚杆支护施工。当隧道采用台阶法或分部不应超过0.45。”在借鉴上述规定的基础上,根据专家意见,本规开挖法施工时,隧道台阶高度(或分部开挖高度)无法满足台车作范统一规定水泥(砂)浆的水胶比为0.35~0.45业空间要求,此时推荐采用小型错杆钻机,提高锚杆钻孔效率,保采用工厂生产水泥(砂)浆锚固材料,锚固材料的品质离散性证钻孔质量。小,产品质量有保障,有利于控制施工现场浆液拌制质量,方便施6.5.1当隧道采用全断面法施工时,为了使钻孔设备能完成隧道工,提高锚杆的错固质量,故浆液配合比按产品说明或通过试验拱顶位置的钻孔,需保证钻孔设备的最大作业高度不小于隧道开确定。挖内净空高度:当隧道采用台阶法施工时,若台阶净空高度小于推6.5.7实心锚杆采用先注浆后插杆工序时,锚孔注浆施工强调注进梁长度,则推进梁不具有足够的空间完成上台阶拱顶锚杆钻孔。浆开始后注浆管随浆液的注人缓慢匀速拔出是为了避免拔管过快若推进一次性钻孔深度小手铺孔设计深度,则需要接长钻杆,导而造成孔内浆液脱节,保证锚孔全长被充填饱满。杆体插入后,若致钻孔效率下降。孔口无浆液溢出,说明孔内存在空隙,此时需重新插入注浆管,及6.5.2根据国铁集团科研专项课题“铁路隧道错杆快速施工及无时补注。损检测技术研究“科研成果,目前铁路隧道施工所采用的留岩机型6.5.9注浆泵注浆过程中能随时调节流量、压力,以满足施工工号较多,技术参数参差不齐,部分国产液压岩机由于冲击功率和艺要求,保证注浆质量。活塞式注浆泵注浆压力为正弦式,注浆压冲击频率较低,在钻孔过程中存在钻孔速度慢及易卡钻的现象。力峰值和低值差距较大,而螺杆泵和挤压泵注浆压力持续稳定,故根据对液压凿岩机使用效果的广泛调研,当液压凿岩机的冲击功推荐使用螺杆泵和挤压泵。率不小于12kW,冲击频率不小于60Hz时,钻孔效果较好。锚杆锚孔注浆压力与锚孔大小、孔深、孔壁围岩的性状及注浆6.5.3根据现场调研及施工经验,当风动留岩机钻孔深度超过工艺等因素有关。由于孔壁围岩的性状差异非常大,孔壁吸浆情4m时,钻孔效率大幅度降低,且难以保证钻孔的平顺度。况各不相同,故需通过错杆施工工艺试验筛选出最佳的注浆参数6.5.4为了保证注浆体的早期抗压强度,浆液的水胶比、情性填现行《水电水利工程预应力锚固施工规范》DL/T50832019料(细砂、灰岩石粉)及外加剂掺量都是至关重要的。现行《水电第5.5.6条规定:“内锚固段灌浆压力应根据孔深与孔壁岩土体情水利工程预应力错固施工规范》DL/T50832019第5.5.2条规况确定。无试验值时可按0.1MPa~0.5MPa控制。”现行《水工预· 82 ·· 83 ·
裂,破坏防排水系统,造成二次衬砌背后出现空洞,故锚杆端头需 进行处理。锚头罩是套在错锚头杆体上的防护装置,用于防止无纺 布及防水板被锚杆杆体刺穿从而保护锚头。锚头罩安装在锚头上 ·84·
7.2.1目前无损检测技术分为电磁波法(红外、激光、雷达、射 线)、超声波法、冲击弹性波法。其中,电磁波检测方式不适用于错 杆锚固质量检测:超声波和冲击弹性波均属于弹性波范畴,超声波 仅在频率范围与冲击弹性波有所区别。频率范围大于20kHz称 为超声波,超声波设备一般需要较大尺寸的传感器来保证灵敏度, 很难适用于具有较小测试面的锚杆;超声频率范围较高,其波动能 量衰减也较大,长度测试范围有限。此外,超声波设备幅频特性较 差不适用于频谱分析,故超声波法难以适用于铺杆铺固质量检测。 冲击弹性波法激振能量大、测试范围广、设备幅频特性优良,利于 预谱分析,传感器灵敏度高尺寸小,激振方式多样,更适用于锚杆 锚固质量检测。现行《水电水利工程锚杆无损检测规程》DL/T 5424和<错杆错固质量无损检测技术规程》JCJ/T182均采用冲击 弹性波法作为检测手段,故本规范也推荐此方法。
于错锚固密实度的评定,故锚杆铺固质量检测前要综合考虑锚固材 料凝结时间及早期强度特性、现场锚杆施作情况等因素,选择一个 有利的时间段开展检测工作,比如错杆错固材料采用速凝型1或 速凝型Ⅱ的水泥基注浆材料,单根锚杆注浆完成3h~5h后能开 展检测工作。 7.2.3、7.2.4错杆检测时要将测试面的混凝土及浮浆清除,良好 的测试面有利于信号激振及采集。传感器与测试面之间使用耦合 剂,能充填传感器与测试面之间的微小空隙玻璃标准规范范本,避免这些空隙间的微 量空气影响波的传播;其次,通过耦合剂“过渡”作用,使传感器与 被测对象之间的声阻抗差减小,从而减小波动能量在此界面的反 射损失。耦合剂要具有一定的刚性,避免信号在耦合面上损失过 多能量:同时要具有一定的黏性,抑制传感器的自由振动。当传感 器安装在垫板上或与垫板接触时会产生自由振荡信号,不利于检 测结果分析;当锚杆与钢筋网或钢架接触时,可能会使接收信号能 量部分损失,增加检测难度。 7.2.5当错杆类型相同,直径、设计长度、锚固材料等一致时,现 场检测的采样频率、时间轴长度、增益大小等要保持一致,而且时 域信号记录长度一般不少于杆底2次反射所需时间。 7.2.7锚杆锚固质量检测一般在错锚杆的外露端安装传感器,在外 露端端面上激振,通过传感器拾取采集反射信号,数据采集及分析 系统对采集的反射信号进行分析处理。在锚杆检测长度的计算公 式中,计算波速的选取对计算结果影响较大,要进行现场锚杆试验 标定。 7.2.8错固密实度直接影响弹性波反射信号的波形特征、能量 (幅值)特征等。本条参考了现行水电水利工程错锚杆无损检测规 程》DL/T5424和<错锚杆锚固质量无损检测技术规程》JGJ/T182的 相关规定。现行标准DL/T5424和JGJ/T182采用了锚固密实度 分级,即锚固密实度80%及以上为I类、Ⅱ类,80%以下为Ⅲ类、IV 类。但在现有的技术水平条件下,根据相关特征难以完全定量评 ·86
定铺杆铺固密实度级别,故本规范不再对铺固密实度评定进行分 级,仅给出了区分铺固密实度合格与不合格的评价标准。 7.2.9锚杆抗拔力测试不能测定锚杆长度和锚固密实度,故本规 范不再推荐铺杆拉拨力测试作为锚杆铺固质量检测方法。但当采 用无损检测判定锚杆锚固质量不合格时,根据需要采用钻孔等方 法进行验证。 7.3.2、7.3.3检测设备需经过具有资质的检定机构进行定期检 定或校准,不能使用超期未检定或未校准、检定或校准不合格的 设备
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