无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法适用范围

《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》适用于隧道洞壁、地下厂房顶拱、岩石开挖边坡等的不良地质部位岩石滑动面加固施工。

无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法工艺原理

《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的工艺原理叙述如下：

预应力锚杆锚固段采用速凝锚固材料和张拉段用缓凝锚固材料按照次序一次性注浆，待预应力锚杆锚固段的速凝锚固剂达到设计强度满足张拉受力条件，而张拉段缓凝砂浆未初凝张拉时能自由伸缩的情况下，进行锚杆张拉施加预应力，待张拉段缓凝砂浆凝固后，张拉段和锚固段共同受力，与常规预应力锚杆相比，提高了锚杆注浆密实度，增加了锚杆与岩石之间的摩擦力，更有效地共同承受岩石压力、水压力、抗浮、抗倾覆等所产生的拉力和剪力，改善岩体的稳定条件。其工艺原理见图1。

无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法施工工艺

《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下：

• 工艺流程

施工工艺流程见图2。

• 操作要点

一、施工准备

1.施工前，根据图纸、地质报告以及技术规范编制专项施工方案，进行技术交底。

2.根据预应力锚杆设计要求、岩层条件和环境条件，合理选择材料、设备、器具，布置水、电设施。

3.预应力锚杆造孔前，对地质条件较差的部位采用人工配合挖掘机对松动岩石进行清撬处理，再喷3～5厘米厚混凝土。

4.测量定位，设置水准点、变形观测点，并用不同颜色的油漆（或相同颜色的油漆采用不同的标记符号）进行标记，以区别不同类型的锚杆孔位。

二、钻孔

1.多采用多臂钻、潜孔钻钻孔。在钻机安放前，按照施工设计图采用全站仪进行测量放样，确定孔位以及锚孔方位角，并做出标记。钻机就位后，应保持平稳，导杆或立轴与钻杆倾角一致，并在同一轴线上。

2.锚孔钻进应根据具体施工部位地质情况采用水钻或干钻。钻孔速度应根据使用钻机性能和锚固岩层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其他意外事故。

3.开孔时应用小功率缓慢钻进，钻进约50厘米后要校正钻孔方向，再全功率的钻进。在钻进过程中、合理掌握钻进参数及钻进速度。

三、清孔及验孔

锚杆孔钻孔完成后，用高压水或高压风反复冲洗直至干净。清孔完成后对孔号进行编号，并验收。

四、锚杆制作

1.根据锚杆设计长度，托板、垫圈、螺帽厚度，外锚头长度以及张拉设备的工作长度等，确定适当的下料长度进行下料。

2.剪裁锚杆，应使用砂轮机切割，不得采用氧割或电焊；锚杆接长使用闪光对焊或套筒连接。3.根据设计图纸尺寸，在锚杆上安置对中装置。

4.锚杆制作完成后，进行外观检验，按锚杆长度、规格对应孔号进行编号。

5.锚杆制作完成后尽早使用，避免长期存放；锚杆应存放在干燥、清洁的地方，锚杆体裸露部分应用浸渍油脂的纸张或塑料布进行防潮处理，不得受到机械损坏。

五、预应力锚杆砂浆拌制

预应力锚固砂浆配料严格按照配合比进行称量，施工现场配置经过率定合格的磅秤、称量容器，锚固剂、水称量误差应≤2%，砂称量误差应≤3%。

速凝锚固剂的水灰比为0.25~0.3:1，采用人工在拌料槽中进行，拌制时间为3~5分钟，每次拌量按单根锚杆用量及耗量来控制，拌制的速凝锚固剂拌制后立即由拌制槽转入注浆机进行注浆。

缓凝砂浆采用缓凝锚固剂加砂，缓凝砂浆的配合比为水:缓凝锚固剂:砂=0.4:1:0.5，采用注浆机直接拌制，与速凝锚固剂同时分开拌制，根据现场注浆强度一次性拌制2~4根锚杆所需浆量。

速凝锚固剂和缓凝砂浆必须拌制均匀。

六、锚固段注浆

预应力锚杆的内锚固段的锚固体采用速凝锚固剂，需先行注装。注浆前根据设计要求在注浆管上用胶带等做好标记（分别在距注浆管出浆口与锚杆孔深及张拉段相等长度处），并将锚杆孔洞里面的积水等杂物清理干净。

速凝锚固剂拌制后立即由拌制槽转入注浆机，通过ф25的注浆管进行注浆，将注浆管插至孔底（通过管壁标识复核孔深），然后抽回5厘米开始注浆。注浆操作人员随着浆液的均匀注入缓慢拔管，原则上是利用注浆压力把灌浆管慢慢推出，在注浆过程中，需人工将注浆机进料斗中的余料都铲进进料口，确保速凝锚固剂全部注入，待注浆管露出张拉段长度标记时，说明锚固段长度已注浆到位。

七、张拉段注浆

预应力锚杆的张拉段锚固体采用注装缓凝砂浆。为了保证内锚段的长度，减少两种浆液的相互污染，同时又要保证注浆的连续性，防止注浆过程中空气混入降低砂浆密实度，在速凝锚固剂浆液全部进入注浆管时立即加入缓凝砂浆，注浆过程中注浆管拔管操作控制同速凝锚固剂浆液注浆，在孔口1米段拔管速度应适当减缓，防止浆液下掉，确保孔口段浆液的饱满度。

八、锚杆安装

缓凝锚固剂注装结束后，开始安插钢筋锚杆，杆体必须在速凝锚固剂初凝前安装完毕（宜在45分钟前安装完毕）。为了防止在插杆过程中浆液污染锚杆丝扣和损坏丝口，锚杆安装前应先将托板、垫圈、螺母等锚具都安装上。锚杆安装时采用操作平台车配合人工进行，插杆要缓慢、匀速，切忌扰动杆体过大，造成浆液下掉和注浆不密实，插杆时可采用棉纱临时封住孔口。

九、安装锚具

锚杆安插完毕，开始安装锚杆托板、垫圈和螺帽等锚具并调整托板位置，使之与锚杆轴线垂直，若通过垫圈也不能将螺帽与托板调平时，需用榔头对岩面进行局部处理或用适量的速凝锚固剂垫平。

十、张拉锁定

锚杆张拉锁定应在缓凝砂浆初凝前、速凝锚固剂强度达到设计强度后进行，具体张拉时间根据工艺试验的结论数据实施（常规锚杆安插8~12小时即可张拉）。

张拉施工前，将扭力扳手按设计要求率定。扭力扳手张拉前用常规活动扳手对螺帽进行预紧，在保证托板紧贴岩面后，用钢板尺测量螺帽外锚杆杆体的长度，再用扭力扳手施荷加载，一次性张拉到设计张力的110%，然后锁紧杆体，再次测量杆体张拉后螺帽外杆体长度，两次测量长度之差即为张拉伸长值（杆体理论伸长值允许范围为4~7毫米）。

十一、封锚

张拉达到设计要求后，用砂轮切割机切掉张拉端多余的预应力钢筋，预应力钢筋的外露长度不宜小于其直径的1.5倍，且不宜小于30毫米，用环氧树脂涂封锚具及外露钢筋，封闭前应将锚具周围的混凝土凿毛、冲洗干净，凸出式的锚头宜配置钢筋网片，用微膨胀细石混凝土进行封闭。

• 劳动力组织

现场施工可根据工作面大小及工期要求分为若干作业组进行，工种包括钢筋工、机械操作手及普工等。劳动力组织情况见表1。

参考资料：