中空注浆锚杆施工工艺规程与施工方案.docx
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中空注浆锚杆施工工艺规程与施工方案
中空注浆锚杆施工—工艺规程与施工方案
1材料要求
1.1注浆浆体材料可采用水泥净浆或水泥砂浆，二次及分段高压注浆应采用水泥净浆，分别应符合下列要求：
（1）水泥宜选用≥42.5级普通硅酸盐水泥，必要时可采用抗硅酸盐水泥，并应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175及《抗硫酸盐硅酸盐水泥》GB748的有关规定；
（2）采用水泥净浆时，初次注浆水灰比宜为0.5~0.55，二次及多次注浆水灰比宜为0.60~0.80；
3采用水泥砂浆时，灰砂比宜为1:
0.5~1:
1，水胶比宜为0.45~0.55。
1.2钢筋筋体宜采用强度等级不小于400MPa的热轧带肋钢筋、预应力螺纹钢筋及环氧涂层钢筋，性能应符合《钢筋混凝土用钢第2部分：
热轧带肋钢筋》GB1499.2及《钢筋混凝土用环氧涂层钢筋》GB/T25826的有关规定。
1.3采用环氧涂层筋体及金属筋体涂敷环氧材料或防腐材料时，以及采用非金属筋体时，均应进行筋体与浆体的黏结强度试验及锚夹具夹持试验验证。
1.4拌合用水应符合《混凝土用水标准》JGJ63的有关规定。
1.5细骨料的选用应符合下列要求：
（1）公称粒径不应大于2.5mm；
（2）砂的含泥量或石粉含量按重量计不得大于总重量的3%，泥块含量不大于1%，含云母、有机质、轻物质、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量，按重量计不得大于总重量的3%，并应符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52及《建设用砂》GB/T14684等技术标准的有关规定；
（3）使用前应进行砂的碱活性检验。
1.6外加剂的使用应符合下列要求：
（1）不得影响浆体与岩土体的黏结及对筋体产生腐蚀；
（2）不应使用含有氯盐配制的外加剂，不宜采用无机盐类早强剂；
（3）不宜采用含硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐的早强剂；
（4）锚固段不宜采用缓凝类外加剂；
（5）拉力型及非预应力型锚杆浆液中不宜加入引气类外加剂；
（6）对锚杆孔口充填注浆及封闭锚头时，可使用膨胀剂；
（7）外加剂的性能、使用要求及方法等应符合《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119、《混凝土外加剂》GB8076及《钢筋阻锈剂应用技术规程》JGJ/T192或YB/T9231等技术标准的有关规定；
（8）外加剂应通过配比试验后选用。
1.7浆体中的最大氯离子含量不应超过0.2%，并应符合下列要求：
（1）氯离子最大含量应为浆液中水泥、砂、石、外加剂、矿物掺合料及水等各组成材料中氯离子的总含量，以氯离子与胶凝材料重量的百分率计；
（2）单位体积浆体结石中三氧化硫的最大含量不应超过胶凝材料总量的4%；
（3）浆体中含碱量（水溶碱，等效Na2O当量）不应超过3kg/m3；
（4）氯盐环境和化学腐蚀环境可使用粉煤灰、磨细矿渣及硅灰等矿物掺合料。
2主要机具
2.1注浆锚杆施工应采用满足不同要求的全液压多功能锚固钻机和钻具，可选用螺旋钻进也可配备潜孔冲击器进行冲击钻进，还可配备同心套管或偏心套管潜孔锤钻进或双管钻机，或可配备顶部液压冲击的钻机。
2.2分体式全液压式钻机应具有以下特点：
（1）泵站、操纵台、主机分体，结构紧凑，重量轻，解体性强，便于搬迁和安装，对施工现场适应性强，更适合脚手架上施工；
（2）钻机动力头扭矩大，行程长，钻孔速度快，钻进及处理事故能力强，适用范围广，钻进效率高；
（3）钻机可适用多种钻进工艺方法，如合金回转钻进、螺旋钻进、潜孔锤钻进、跟管钻进等，可配备跟管钻进钻具（钻杆、套管、偏心钻头等），在不稳定地层用套管护壁开孔，常规球齿钻头终孔，成孔质量好；
（4）钻机钻孔角度范围大，滑架可沿底架前后滑移，钻孔定位方便、可靠；
（5）钻机中心低，钻具上、下方便，全液压控制，操作方便灵活，省时、省力；
（6）可选配孔口集尘装置，减少环境污染，改善工作环境。
（7）分体式锚固钻机技术参数见表2.1。
表2.1分体式锚固钻机技术参数表
性能参数
YG-30
YG-50
YG-60
YG-80
YG-100
钻孔直径（mm）
80-130
Φ100～Φ168
Φ110～180
Φ110～220
Φ110～250
钻孔深度（m）
30-40
40~60
60-70
80-100
60~120
钻杆直径（mm）
￠50×1500
￠73×1500
￠73×1500
￠89×1500
￠73×1500，
￠89×1500
Φ89×1500、
Φ114×1500
Φ89×1500、Φ114×1500
钻孔倾角（°）
0～360
0～120
0～120
0～120
0~180
回转器输出转速（r/min）
24~114
5~120
5-130
5~180
5-42（低档）r/min5-90（高档）r/min
回转器输出扭矩（N.m）
1500
2000
2500
3500
6000
回转器行程（mm）
1800
1800
1800
1800
1800
推进架给进行程（mm）
500
500
500
500
回转器提升力（KN）
30
30
45
30
55
回转器加压力（KN）
15
15
30
33
40
液压系统额定压力（MPa）
18
18
18
18
18
输入功率（KW）
15
18.5
22
30
37
重量（kg）
约550
1000
1300
1700
2500
最大部件重量（不含电机）（kg）
200
220
260
300
29.2.3YGL系列、MXL系列和MDL系列履带式锚杆钻机为履带底盘装载、全液压驱动动力头式钻机，适合钻杆钻进、套钻钻进、钻杆套管复合钻进，应具有如下主要特点：
（1）钻机动力头扭矩大，行程长，钻孔速度快，处理事故能力强，钻进能力强，适用范围广，钻进效率高；
（2）钻机移位、行走更快捷方便、定位极为方便，钻进时稳定可靠；
（3）配有孔口夹持、卸扣装置，使装卸钻杆、套管劳动强度低效率高，减少了辅助时间；
（4）可配套相应的钻具，钻机可适用多种钻进工艺方法，如回转钻进、螺旋钻进、风动潜孔锤钻等；
（5）可选配旋喷机构，能够进行扩大头锚索的施工。
（6）履带式锚固钻机技术参数见表2.2。
表2.2履带式锚固钻机主要技术参数表
型号
YGL-50Q
YGL-130Q
YGL-150Q
YGL-180
YG-650
钻孔直径（mm）
Φ50-Φ200
Φ110-Φ300
Φ150～Φ250
Φ110～Φ300
Φ110～Φ300
钻孔深度（m）
50
130
150
180
180
钻孔倾角（°）
5～90
5～90
0～90
-10～90
-10～90
输出转速（r/min）
40、80
22/44、35/70、40/80、60/120
25/50、40/80、65/130
30/60；45/90；75/150
低速：
30/60、45/90、75/150、100/200高速：
400/675
最大输出扭矩（N.m）
2500
7500
8500
8500
低速8500高速1000/650
回转器行程（mm）
1800/2300
3500
3500
3500
3500
最大给进力（KN）
15
40
40
45
45
最大起拔力（KN）
30
60
60
65
65
水平孔高度（m）
1.85~2.8
1.85~2.8
0.6~2.1~3.0
0.6~2.1~3.0
输入功率（KW）
柴26/2200
柴74/2200，电55
柴74/2200，电45+22
柴125/2200，电55+22
柴125/2200，电55+22
重量（kg）
2500
6500
6500
8500
8500
2.4潜孔冲击器（潜孔锤）和钻头应具有以下特点：
（1）常用的风动潜孔冲击器分为低压和高压冲击器，风动潜孔冲击器具有结构简单、性能优良、工作可靠、维修方便、耗风量低的特点，冲击器取消了复杂的配气结构，代之以简单的配气气路，压气直吹，气道路程短气体压力损失小；
（2）利用了压缩气体膨胀作功，使冲击器耗风量大大减小，从而减小空压机容量，减轻了空压机重量和降低能耗；
（3）该冲击器虽然按照低风条件下设计制造，但在中高风压条件下，冲击器膨胀作功的性能将得到充分发挥会取得更好的凿岩效果，QCW系列潜孔冲击器和钻头技术参数见表2.3-1；
表2.3-1QCW型无阀式风动潜孔冲击器技术参数表
型号
钻孔直径（mm）
冲击器直径（mm）
耗风量（m/min）
工作风压（MPa）
单次冲击功（J）
冲击频率（HZ）
重量（kg）
QCW54
￠64-80
54
3
0.5-0.7
40
18
12
QCW70
￠76-90
67
4
0.5-0.7
70
15
16
QCW80
￠90-100
80
5
0.5-0.7
140
15
22
QCW100
￠110-150
104
8
0.5-0.7
200
14
36
QCW130
￠150-175
128
12
0.5-0.7
250
14
64
QCW150
￠175-200
142
15
0.6-0.7
380
15
87
QCW200
￠200-250
185
20
0.6-0.7
500
14
165
QCW250
￠250-300
220
30
0.6-0.7
600
14
210
（4）CIR系列和DHD高风压潜孔冲击器具有结构简单、凿岩高效、高寿命、低消耗的特点，能将风压（0.5-2.5MPa）转化为高冲击能，CIR、DHD系列潜孔冲击器和钻头技术参数见表2.3-2。
表2.3-2DHD系列高风压系列潜孔冲击器技术参数表
型号
DHD76
DHD90
DHD340A
DHD350Q
DHD350R
DHD360
DHD380
DHD112C
钻孔直径（mm）
80
90
105、115
140
131
152、165
203、216、254
311、505
外径（mm）
68
80
92
122
114
136
180
276
总长（mm）
912
1011
1138
1254
1387
1450
1734
2212
重量（kg）
20
35
47
90
68.5
126
277
642
风压（MPa）
0.7-2.1
0.7-2.1
0.7-2.1
0.7-2.1
0.7-2.1
0.7-2.1
0.7-2.1
0.7-2.1
耗风量（m3/min）
3.5~18
5.7~20
8.5~25
配用钻头
DHD76-15A
19A
15A、15B
19A
17
19A、19B
19A、19B
19A、19C
5潜孔锤跟管钻进是克服疏松、破碎、砂卵砾石等复杂地层钻进的有效方法，分为套管回转和套管非回转两种类型，套管回转类套管跟进为回转头驱动套管回转，同时钻机施加轴压推进套管跟进；套管非回转类套管跟进是通过套管鞋内环肩冲击套管，同时钻机施加轴压推进套管跟进。
2.5我国生产的柴动移动螺杆和电动式空压机（高压系列）性能参数见表2.4-1和表2.4-2。
国外进口的螺杆空压机主要有日本的AIRMEN系列、美国寿力系列和瑞典的阿特拉斯系列，排气压力从低压至高压，排气量从10m3/min到40m3/min，可根据锚杆施工的要求进行选用，空气压缩机应具有以下特点：
（1）为潜孔钻机配备的空气压缩机主要有中低压（≤0.8MPa）系列的活塞式电动或柴油驱动空压机，中风压（0.8～1.4MPa）系列的螺杆式电动或柴油驱动空压机，高风压（≥1.4MPa）系列的两级螺杆式电动或柴油驱动空压机；
（2）从提高成孔速度角度考虑，应尽量选择中高风压的空气压缩机。
表2.4-1柴动移动螺杆空压机（高压系列）性能参数表
型号
排气压力
排气量
柴油机功率
含油量
净重
外形尺寸
（MPa）
（m3/min）
KW（HP）
（ppm）
（kg）
（mm）
177SCY-17
1.7
16
179（240）
≤6
3760
3720*1970*2550
188SCY-17
1.7
18
191（260）
≤6
3650
3720*1970*2550
191SCY-17（高原）
1.7
18
191（260）
≤6
3830
3720*1970*2550
250SCY-17
1.7
22
250（340）
≤6
4800
3810*2000*2900
195SCY-19
1.9
19
191（260）
≤6
3720*1970*2550
260SCY-21
2.1
22
250（340）
≤6
4150*2000*2900
288SCY-22
2.2
27
288（380）
≤6
4150*2000*2900
406SCY-25
2.5
33
400（525）
≤6
4600*2250*2500
表2.4-2电动移动螺杆空压机性能参数表
型号
排气压力
排气量
电机功率
含油量
净重
外形尺寸
（MPa）
（m3/min）
KW（HP）
（ppm）
（kg）
（mm）
55SDY-8
0.8
10
55（75）
≤5
1500
2810*1515*1970
75SDY-8
0.8
12
75（100）
≤5
1956
2810*1515*1970
75SDY-10
1.0
10
75（100）
≤5
1832
3080*1890*1818
75SDY-14.5
1.45
10
75（100）
≤5
1952
2810*1515*1800
90SDY-8
0.8
16
90（120）
≤5
2273
2810*1515*1970
90SDY-14.5
0.8
12.8
90（120）
≤5
1500
3080*1890*1810
110SDY-8
0.8
20
110（150）
≤5
1500
3190*1640*2110
132SDY-8
0.8
24
132（180）
≤5
1500
3190*1640*2110
132SDY-13
1.3
17
132（180）
≤5
1500
3190*1640*2110
160SDY-13
1.3
20
160（220）
≤5
1500
3190*1640*2110
185SDY-13
1.3
21
185（250）
≤5
1500
3190*1640*2110
185SDY-17
1.7
18
185（250）
≤5
1500
3190*1640*2110
200SDY-21
2.2
23
200（270）
≤5
1500
3300*1910*2330
3作业条件
3.1施工前应完成“三通一平”施工条件，并应符合下列要求：
（1）现场电源根据设备功率大小，选用现场配电；
（2）水源根据设备数量，选用宜大勿小；
（3）场地应平整并具有一定的强度，如强度不足，应铺垫砂石，或垫钢板；
（4）地上、地下如电线、管线、旧建筑物、设备基础等障碍物均已排除处理完毕，无碍施工；
（5）各项临时设施如照明、动力、安全设备准备就绪。
3.2施工前应熟悉施工图纸及场地的工程地质、水文地质资料。
3.3应确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等，并妥善保护好。
3.4原材料型号、品种、规格、锚杆各部件的质量及主要技术性能应符合设计要求。
3.5注浆泵和注浆材料应和施工场地就近设置，且施工前应将水泥、砂、外掺剂送实验室复试，同时进行配合比试验，保证各种材料合格并提出合适的配合比。
3.6锚杆施工前，宜取一定数量的（不小于3根）的锚杆进行钻孔、注浆、张拉及锁定的试验作业，检验设计的合理性及施工工艺、设备的适合性。
4施工工艺
4.1注浆锚杆施工流程见下图4.1。
图4.1注浆锚杆施工工艺流程
4.2钻孔施工应符合下列要求：
（1）钻孔前,根据设计要求定出孔位,并做好标记;钻进方式应根据实际情况选用干钻、湿钻或风钻等；
（2）钻机就位后，应保持平稳，导杆或钻机立轴与锚杆倾角一致，并在同一轴线上；
（3）钻孔过程中，若遇易塌孔的土层，宜采用泥浆循环护壁或跟管钻进，钻孔完成后应采用泥浆循环清孔，清除孔底沉渣；
（4）孔口承压垫座应符合下列要求：
（5）钻孔孔口必须设有平整、牢固的承压垫座；
（6）承压垫座的几何尺寸、结构强度必须满足设计要求，承压面应与锚孔轴线垂直。
（7）清孔完成后，应迅速拔出钻杆，安放锚杆体；若为预应力筋时，随后拔出套管；
（8）钻孔的孔深、孔径应符合设计要求。
钻孔深度不宜比规定值大200mm以上。
钻头直径不应比规定的钻孔直径小3.0mm以上；
（9）钻孔记录应详细、完整，对岩石锚杆应有判层记录，钻孔深度应超过设计深度0.5～1.0m。
4.3锚杆体制作安装施工应符合下列要求：
（1）下料长度应考虑锚杆的成孔深度、腰梁、台座的尺寸以及张拉锁定设备所需的长度；
（2）钢筋的接头应采用双面焊接，焊接长度不应少于5倍钢筋直径；
（3）锚杆杆体自由段应途润滑油和包以塑料布或套塑料管并扎牢，与锚杆体连接处的塑料管管口应密封并用铝丝绑扎牢固；
（4）锚杆杆体为钢绞线及高强钢丝时，严禁有接头，严禁使用焊枪断料；
（5）沿锚杆杆体轴线方向每隔1.0~2.0m应设置一个定位支架，杆体的保护层不应少于20mm；
（6）扩大头型锚杆在制作时扩大头部位应局部加强；
（7）安放锚杆杆体时，应防止杆体扭曲、弯折及各部位松脱；
（8）注浆管宜随锚杆一同放入孔内，管端距孔底为50~100mm，杆体放入角度与钻孔角保持一致，安放后使杆体始终处于钻孔中心；
（9）二次注浆管的出浆孔及端头应密封，保证一次注浆时浆液不进入二次注浆管内；
（10）锚杆杆体插入孔内的深度不应小于锚杆成孔深度的95%，亦不得超深；锚杆安装后，不得随意敲击；
（11）若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔、直至能顺利送入锚杆为止；
（12）锚杆杆体安放时应防止注浆管被拔出，若注浆管被拔出长度为50mm时，应将杆体拔出，修整后重新安放。
4.4锚杆防腐应符合下列要求：
（1）一般腐蚀环境中的永久性锚杆，其锚固段内杆体可以采用水泥浆或水泥沙浆封闭防腐，但杆体周围必须有20mm厚的保护层；
（2）严重腐蚀环境中的永久性锚杆，其锚固段内杆体宜用波纹管外套；管内隙用环氧树脂、水泥浆或水泥砂浆填充，套管周围保护层厚度不得小于10mm；
（3）临时性锚杆锚固杆体应采用水泥浆封闭防腐，杆体周围保护层厚度不得小于10mm；
（4）永久性锚杆自由段杆体表面宜涂润滑油或防腐漆，然后包裹塑料布，在塑料布上再涂润滑油或防腐漆，最后装入塑料套管中，形成双层防腐；
（5）临时性锚杆的自由段杆体可采用涂润滑油或防腐漆，再包裹塑料布等简易防腐措施；
（6）永久性锚杆采用外露锚头时，必须涂以沥青等防腐材料；再采用混凝土密封，外露钢垫板和锚杆的保护层厚度不得小于25mm；
（7）永久性锚杆采用盒具密封时，必须用润滑油充填盒具的空隙；
（8）锚杆杆体应按防腐要求进行防腐处理。
临时性锚杆的锚头宜采用沥青防腐。
4.5注浆施工应符合下列要求：
（1）浆液应搅拌均匀,随搅随用,并应在凝结前用完;
（2）注浆开始或中途停止超过30min时,应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路;
（3）注浆时,注浆管应插至距孔底50~100mm,随浆液的注入缓慢拔出,杆体插入后,若孔口无浆液溢出,应及时补浆;
（4）注浆时宜边罐注边拔出注浆管,但应注意管口应始终处于浆面下,注浆时应随时活动注浆管,待浆液溢出孔口时全部拔出;
（5）一次注浆待浆液从孔口溢出后可停止注浆;
（6）一次注浆结束后,应将注浆管,注浆枪和注浆套管清洗干净;
（7）二次高压注浆应在一次注浆浆体初凝后进行二次注浆;
（8）一次注浆压力宜为0.5~1.5mpa,二次注浆压力宜为2.0~3.0mpa;
（9）当使用自由段套管的预应力筋时,宜在锚固段长度和自由段长度内采取同步灌浆;
（10）当采用自由段无套管的预应力筋时,应进行两次灌浆,第一一次灌浆时,必须保证锚固段长度内灌满,但浆液不得流入自由段,预应力筋张拉锚固后,应对自由段进行第二次注浆;
（11）永久性预应力锚杆应采用封孔灌浆,应用浆体灌满自由段长度顶部的空隙;
（12）灌浆后,浆体强度未达到设计要求前,预应力筋不得受扰动:
（13）灌浆材料达到设计强度时,方可切除外露的预应力筋,切口位置至外锚具的距离不应小于100mm。
5质量标准
5.1水泥、砂等原材料应符合设计要求。
5.2施工中应检查浆液的配合比、密度和成孔深度、注浆量等。
5.3施工结束后，应对孔顶标高、孔位、杆体质量做检查。
5.4注浆锚杆的质量检验标准应符合表5.4的规定。
表5.4注浆锚杆质量检验标准
项目
序号
检验项目
指标及允许偏差
检查方法
主控项目
1
承载力（kN）
不小于设计要求
验收试验
2
表观自由长度（m）
误差范围符合验收标准
验收试验
3
防腐保护层
设计要求
现场检查
4
压力型锚杆锚固体强度
不低于设计指标
每30根锚杆制作1组试块，每组6个
一般项目
1
钻孔位置
100mm
用钢尺量
2
钻孔直径
负偏差为10mm，正偏差无要求
用钢尺量
3
钻孔倾斜度
3°
现场测量
4
钻孔长度
超过L不少于100mm
量测钻杆
5
筋体下料长度
负偏差为30mm与1%Lj中的较大值，Lj为孔内杆体设计长度。
正偏差无要求
用钢尺量
6
杆体插入长度
负偏差为2%Lj。
正偏差无要求
用钢尺量
7
水胶比
设计值±0.05
比重计
8
拉力型锚杆锚固体强度
平均值不低于设计要求且最低值不小于平均值80%
每30根锚杆制作1组试块，每组6个
9
锁定荷载
设计值的±10%
持有荷载试验
10
防水保护层
设计要求
现场检查
11
基础变形
设计要求
水准仪等
注：
表中锚固体强度指边长为70.7mm的立方体试件，在28d龄期以《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T70规定的标准试验方法测得的抗压强度。
5.5锚杆质量验收应按《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202执行。
6成品保护
6.1锚杆养护期间（锚杆强度不大于设计强度的85%）和人工清土期间不得碰撞桩头和扰动桩间土。
6.2清土时应采用人工和小型机械配合进行，不得用大型机械扰动。
7注意事项
7.1施工作业面应平整，周边有边坡时应事先确认边坡稳定，地下水位较高场地应做好降水、隔水作业，地层
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