锁脚锚管施工工艺工法Word格式文档下载.doc
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4.2《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设【2005】160号）
4.3《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086）
4.4《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108）
5.施工方法
石质隧道锚管采用风动凿岩机成孔，黄土隧道采用ZM-12T型煤电钻钻成孔，在上台阶或中台阶脚趾上1米左右，紧贴钢架两侧，向下倾斜30～50º
打眼孔。
成孔后采用高压风清理眼孔，插入或敲入锚管，注浆完毕后，再将锁脚锚管与钢架可靠连接。
6.工艺流程及操作要点图1锁脚锚管实物照片
6.1施工工艺流程
各项工前准备→钻机就位→钻孔→清孔→插入锚管→注浆→连接钢架、锚管验收。
6.2操作要点
6.2.1施工准备
1使施工现场达到三通，即电源、水源、道路通。
2清除孤石、危石以及容易掉落石块，清理锚管孔口岩面。
3准备好锚管的各部件，准备好钻孔及配套设备。
4确定砂浆施工配合比。
5准备好各种质检记录表，按照各项目竣工文件以及其他相关文件要求。
6.2.2锚管制作
材料采用锁脚注浆锚管，杆身必须调直无缺损并除去杆上油污、铁锈、杂质。
杆体直径要均匀、一致。
进场材料必须按规定进行抽样检测，合格后方能使用。
头部作成锥形，杆身间隔15cm钻直径为6mm孔（参照超前小导管加工方法）。
锚管制作
各项工前准备
钻机就位
钻孔角度定位
锚孔清孔
机械设备保养
准备注浆材料
注浆设备就位
锚孔成孔检查
搅拌砂浆
注浆
插入锚管
锚管竣工验收
图2锁脚注浆锚管施工工艺流程图
6.2.3孔位确定
在架立好的钢架两侧2～3cm，连接钢板上1m左右选择适当位置。
两点基本上在同一水平面上。
不得过于靠近钢架，防止钻孔过程中钻杆影响钢架。
6.2.4钻机就位
在启动凿岩机前，首先应当检查压气管路、冲洗水管路是否接通、接牢，检查润滑系统是否有足够润滑油。
凿岩系统应保持润滑良好，润滑油应选30号或20号机油，一般使用注油器，每班应定次定量添注；
在开关风时要认真清理被开关风管头，以免风管头摆动伤人。
同时各风管节头的连接以及各风管在不用时要保证绑扎好。
钻眼人员到达掌子面时，应首先检查工作面是否处于安全状态，如支护有无表观变形、裂纹；
拱部、两帮岩面有无松动现象或岩层面与层面间有无夹薄泥层现象，在风钻水喷洒后是否软化剥落、掉块、坍方，若存在应在开钻前及时处理；
钻眼时，风钻支架应放在妥当位置，以免支架弹出伤人。
6.2.5钻孔角度定位
根据对不同角度的沉降观测数据分析，水平向下打入30～50°
效果比较好。
6.2.6钻孔
根据所规定的孔位、孔径、长度与倾斜钻孔，钻机采用YT28气腿式风枪，钻头采用Φ70mm梅花形合金钢钻头。
开孔时，应调节凿岩机的控制手柄阀，使凿钻轻冲击运转，调整气腿调压阀，使气腿推力处于弱推力状态。
当形成孔窝后，可逐渐使凿岩机处于中运转状态，然后再逐渐增大气腿的轴推力，当炮孔凿入100mm左右，可使凿岩机处于全运转和注水及吹洗的工作状态，气腿的轴推力调整到最优推力。
对钻机先供风供水，开始钻进，钻进应以多回转、少冲击的原则进行，以免钻渣堵塞水孔。
针对不同岩性的围岩，应根据排粉情况分别调整冲击功、转杆速度和轴推力，力求获得较高的凿岩速度。
如钻凿中硬岩，冲击功要小些，转杆速度可高些，推力不宜过大。
而对于坚硬岩石，冲击功要大。
在允许误差范围内，选择岩层面较好位置（错开岩层节理）进行开孔；
转钎速度低，轴推力要大，采用多回转，少冲击，使孔壁完整性较好；
减少钻孔时用水量；
钻孔时做到准、直、平，防止发生错台；
岩层较差时采用高压风清孔；
清孔完毕时，及时插入锚管。
6.2.7清孔
成孔后用ф18弯头钢管直至孔底通入高压风清孔，将孔内壁及根部残留废土清除干净。
切忌人员正对眼口，以免孔内杂物伤害人员。
6.2.8孔位检查
钻孔后，孔内石粉必须用高压水或高压风冲洗干净。
杆孔深度大于锚管设计长度10cm，锚管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
孔深检查采用卷尺量测，孔径采用比锚管直径大10mm的PVC管检测。
待自检合格后，填写检查记录表格，报现场监理工程师检查合格后，方能插入锚管。
6.2.9插入锚管
采用人工插入带锥头的锚管；
当插入比较困难时，将锚管退出后采用风钻洗孔清空后重新插入，或用风钻直接送入。
锚管钢筋保护层在采用水泥砂浆时不小于8mm，其强度等级不应低于M20。
6.2.10注浆作业
1注浆材料采用水泥砂浆，水泥选用32.5R以上的普通硅酸盐水泥，质量应满足《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的各项指标》（GB175）标准；
拌合水应符合《铁路混凝土及砌体工程施工规范》（TB1210）的各项规定。
2注浆用水泥砂浆配合比应根据设计文件进行配置，砂浆具有早强性、可流动性、膨胀密实性功能，属于富水泥砂浆。
3砂浆拌制采用YI32S-4型拌和机，随拌随用，拌合时间不少于3分钟，注浆过程中注意防止容器内浆液产生沉淀。
选用HFV-5D注浆机，注浆时缓慢匀速注入，以减少浆液中气泡的产生以及冲孔现象。
当均匀浆液从孔口流出时，持续10余秒，可以结束注浆。
4注浆参数注浆压力选择，采用一次升压法注浆，注浆压力要控制在0.5Mpa～1.0Mpa之间；
单孔浆液理论计算：
Q=πLR[k]²
η
式中，Q为单孔浆液压入量，m³
；
R[k]=0.6L[0],L[0]为钢管中对中距离，m；
L为注浆段长度，m；
η为围岩孔隙率各类围岩条件下孔隙率参考值：
砂土40%，粘土20%，断层破碎带5%；
λ为损失系数，取1.1～1.5。
参照秦东隧道施工设计图纸以及相关设计文件。
6.2.11连接处理
钢管插入时，注意尾部应与钢架面平齐。
由于锚管与钢架接触面过小，焊接有效面积小的原因，采用Φ20螺纹管加工成“u”型，并与钢架、锚管有效焊接。
7.劳动力组织
表1锚管施工人员配备表（单口每班）
工种或职务
人数
工区长
1
技术主管
专兼职安全员
质检员
锚管加工、运输
2
钻孔、清孔
4
注浆
3
锚管安装
电工
空压机司机
8设备机具配置
隧道单口施工，设备机具配置应结合隧道开挖方法、工期要求进行合理配置，配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。
表2施工主要机械设备配置表（单口每班）
机械设备名称
数量
注浆泵
1台
空压机
风钻
2台
通风机
切割机
9质量控制
9.1易出现的质量问题
表3易出现的质量问题
序号
现象
主要原因
影响
眼孔不直
钻孔时，凿岩机下端位移动
锚管不易安装到孔底
孔位过深或过浅钻孔孔径过大或过小
未按设计要求施工
降低锚固能力
眼孔内有碎屑
清空风力不足
安装锚管、注浆均困难
注浆时砂浆下滴
砂浆过稀成孔口堵塞不良
孔内砂浆不饱满，降低锚固能力
5
压力表读数不在控制范围内
注浆压力不够或不稳
腔内砂浆不饱满，锚管容易锈蚀
6
角度过大或过小
钻机摆放位置
影响沉降量
9.2保证措施
9.2.1施工中各工序完成后按《铁路隧道施工规范》（TB1204）及《铁路隧道工程质量检验验评标准》（TB10417）进行验收，合格后方可进入下道工序，凡不合格者必须进行返工，使其达到质量标准和设计要求。
9.2.2钻眼孔位应作标记，以避免与钢架间距误差过大或过小，降低锁脚稳定效果。
钻孔直径应大于锚管直径25mm，为使锚管周围都有一定厚度的砂浆与孔壁粘结，以保证达到所需要的抗拔力。
9.2.3灌浆前应将孔眼吹净，使砂浆与孔壁黏结良好。
灌浆饱满与否是保证锚管质量的关键，注浆是从孔底向孔外，当孔口有砂浆溢出时，即表示孔内砂浆饱满。
9.2.4锚管安装位置居中，使砂浆均匀包裹杆体四周，在孔口可用止浆塞封固，既可固定锚管位置，也可防止大量浆液外溢。
10.安全措施
10.1主要安全风险分析
对所有人员进行岗前培训。
严格用电制度，施工用电有专人负责；
注浆机后面不得站人，防止注浆管破裂时，造成人员伤害。
10.2保证措施
10.2.1施工人员到达工作地点时，应检查工作面是否处于安全状态，并详细检查支护是否牢固、如有松动石块或裂缝，应及时予以清除或支护。
施工期间，应对支护的工作状态进行定期和不定期检查。
在不良地质地段，应由专人每班检查。
10.2.2作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停止风、水、料的输送。
10.2.3对锚管支护体系的监控量测中发现支护体系变形、开裂等险情时，应采取补救措施。
当险情危急时，应将人员撤出危险区。
11.环保措施
11.1设固定的垃圾桶、垃圾坑盛放垃圾，定期清理运至指定的垃圾处理场。
11.2生产、生活污水经沉淀池沉淀经检验达标后排放。
11.3及时清理、清扫施工现场，尤其是洒落的扬尘。
保持场地清洁，避免不洁物质与大气降水接触，污染水体。
12.应用实例
12.1工程简介
秦东隧道是郑西铁路客运专线ZXZQ10标段的主要工程，位于陕西省潼关县境内。
隧道起讫里程为DK333+312～DK340+996，全长7684m，设计为座双线大跨黄土隧道。
隧道正洞内围岩主要为砂质黄土，在远望沟附近穿越粉质黏土地层，隧道洞身最大埋深200m，最小埋深为-0.6m（远望沟沟心段）。
隧道通过区为黄河Ⅱ级阶地和I级黄土台塬区，其中黄河Ⅱ级阶地表层为第四系上更新统风积的砂质黄土所覆盖，下伏上更新统冲积砂质黄土；
I级黄土台塬区，表层为第四系上更新统风积的砂质黄土，厚20～45m，下伏第四系中、下更新统风积的砂质黄土，中间夹有数层粉质黏土层，总厚150～200m，底部为冰湖积粉质黏土及砂层。
12.2施工情况
2005年9月25日在进口召开秦东隧道开工典礼，2005年10月28日秦东隧道2#斜井开始施工，2006年3月12日秦东隧道出口开始进入正洞施工，全面拉开了秦东隧道施工的序幕。
2007年8月16日8时16分，秦东隧道3#斜井西安方向正洞与出口胜利贯通，经过对其贯通误差的测定，横向偏差为11mm＜100mm（允许偏差），高程差为5mm＜50（mm）。
2008年4月10日19时29分，秦东隧道进口和1#斜井郑州方向正洞胜利贯通，经过对其贯通误差的测定，横向偏差为2mm＜100mm（允许偏差），高程差为3mm＜50（mm）。
标志着秦东隧道全线胜利贯通。
在近三年的施工中曾连续三个月突破百米成洞，并创闯下了月单口91米成洞的黄土隧道之最，单工作面最大月开挖105米,多口连续三个月月进尺557.4米的记录。
12.3工程结果评价
通过锁脚锚管打设，对控制软弱围岩地段开挖中的整体下沉和围岩收敛，进行沉降观测分析，可减少拱顶下沉的30%以上，水平收敛可减少10%以上，有效提高初期支护的安全性。
锁脚锚管与型钢钢架或格栅钢架有效焊接，增加整体性能和承载能力。
提高拱脚承载能力的办法：
加锁脚注浆锚管，拱脚处加设钢垫板。
锚管外露端采用氧焊烤热后扳至90o弯度与钢架外侧紧密焊接，不得采用电焊灼烧弯曲点造成杆体损伤。
图4锁脚锚杆一图5锁脚锚杆二
图6锁脚锚杆三
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