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錨噴支護技術在小浪底工程中應用2

三、小浪底工程中幾種先進的錨噴支護技術

1.錨桿支護

（1）小浪底工程使用的錨桿類型、

小浪底工程使用的錨桿類型主要有：砂漿錨桿、樹脂張拉錨桿、水泥卷錨桿、脹殼錨桿、水脹錨桿、lBO-自鉆錨桿、500kN雙層保護預應力錨桿、雙層保護預應力錨索等。

①砂漿錨桿（略）

②樹脂張拉錨桿

樹脂張拉錨桿是由中速樹脂錨固劑作為錨固段，填充段填充緩凝型水泥卷或超慢樹脂卷或注水泥砂漿，錨固段與填充段用橡膠擋圈隔開。上述工作完成后，用鉆機將錨桿插入孔底，再連續旋轉30秒，待錨固劑固化后張拉。

③水泥卷錨桿

水泥卷張拉錨桿用早強型水泥卷作為內錨固段，緩凝型水泥卷作為填充段；普通水泥卷錨桿全長均用緩凝型水泥卷填充，可以代替砂漿錨桿。

④脹殼錨桿（略）

⑤水脹錨桿

水脹錨桿由一凹形斷面的薄壁鋼管組成，兩端頭封嚴，一端有進水小孔。把凹形鋼管放人鉆孔內，通過進水小孔向鋼管內充人高壓水使凹形鋼管

膨脹，在膨脹過程中，水脹錨桿與不規則鉆孔內壁完全貼合，沿整個錨桿全長產生摩擦力和機械自鎖力，從而達到加固巖體的作用。

⑥lBO-自鉆錨桿

1BO-自鉆錨桿是國際專利產品，由鉆頭、鉆桿、連接套管、墊板和螺母組成。鉆桿外部成螺紋狀，可較好用于清除鉆孔內的巖屑。鉆頭、鉆桿和連接套管中心設有孔，可作為灌漿或排氣管用。鉆桿單根長度為2m、3m、4m，可用連接套管組成各種長度。lBO的鉆桿外徑有Φ25mm、Φ32mm和Φ38mm等，各種部件可相互通用，保證了1BO系統的廣泛應用。鉆頭和連接套管有帶或不帶單向閥門兩種形式，如果lBO鉆頭和連接套管配備了單向閥門，可以在任何時間重新灌漿，不需要另外增設灌漿管。

在軟弱破碎的巖體中使用IBO自鉆錨桿較好，鉆孔后可直接通過鉆桿和鉆頭中心的孔進行灌漿。如果安裝頂拱的鉆孔，則在孔口部位加一個短的PVC管作為灌漿塞，鉆桿中心的孔作為排氣孔，用泡沫膠封堵孔口作為止漿塞。

⑦500kN雙層保護預應力錨桿

500kN雙層保護預應力錨桿主要應用于廠房巖壁梁。由內錨固段、自由段和外錨頭組成。內錨固段是在 32mm螺紋鋼外部套一根外徑為56mm的HDPE波紋管；自由段則在波紋管外部再套一個外徑為60.2mm的光滑管，能夠使錨桿和孔壁不發生黏結，波紋管內灌漿在車間內完成。錨桿送人鉆孔后注漿，漿液強度達到30MPa后張拉鎖定。

⑧雙層保護預應力錨索

雙層保護預應力錨索有兩種形式，一種是有黏結的錨索，另一種是無黏結的錨索。有黏結的錨索先向內錨固端灌砂漿達到設計強度后，進行錨索張拉，再用水泥砂漿灌注自由端也叫全黏結錨索。無黏結預應力錨索的鋼鉸線周圍帶有膠套，中間有防腐油劑，銅鉸線可以在膠套中自由滑移。在施工時內錨頭和銅鉸線周圍的水泥砂漿是一次灌入的，砂漿凝固后再張拉。小浪底工程在國內首次大規模地使用這種無黏結的預應力錨索，在地下廠房頂拱和進出口高邊坡加固等3處共使用這種錨索1000根以上。

（2）錨桿支護質量控制

①原材料質量控制

用于錨桿的國產鋼筋符合中國標準GBl499Ⅱ級鋼要求，進口鋼筋符合美國ASTM M400級標準。

② 可行性試驗

對承包商建議使用的每種類型的錨桿選擇10根在與將要使用巖石條件相同的部位進行可行性試驗，試驗錨桿分別安裝成水平至與水平成300范圍內的不同方向。用液壓千斤頂進行張拉，并用百分表觀測錨桿的變形。 若連續10根錨桿加載超過了控制荷載，則認為錨桿合格，可以在現場使用。

③ 現場質量控制

按技術規范腰求，對錨桿安裝質量進行控制，主要是檢查拉拔力和飽滿度。

2.噴混凝土

小浪底工程噴混凝土總量達10萬m3.幾乎所有巖石開挖面，都要用噴混凝土保護或承受荷載。從使用材料上可分為素噴混凝土、鋼筋網噴混凝土、鋼支撐（鋼架）噴混凝土、鋼纖維噴混凝土四種類型。從施工手段上分為干噴混凝土和濕噴混凝土。濕噴混凝土回彈小，空氣污染少，因此小浪底國際承包商大都使用這一施工方法。國內承包商則因濕噴混凝土設備構置費用高，而多使用干噴混凝土。 噴混凝土的質量控制分為以下兩個步驟。

（1）噴混凝土試驗板

在噴混凝土之前，每種噴混凝土拌和設計都要按照美國規范ACl 506 R《噴混凝土指南》的要求進行噴混凝土試驗板試驗。

（2）現場質量控制

① 噴混凝土強度檢查

從每天或每噴50m2中按GBJ86規范要求的尺寸噴一塊大板，從每塊大板上鉆取2組010cm芯樣。做1天、28天抗壓強度試驗，按要求確定是否合格。

② 噴混凝土厚度檢查按規定在現場鉆取050mm芯樣檢查厚度。

③ 噴混凝土補救措施

以噴層最小厚度達到設計值為評價標準，厚度不夠的部位進行補噴。

噴混凝土強度以現場噴混凝土大板芯樣強度作為評價標準，如果芯樣強度不合格，則在不合格的部位鉆取50mm的芯樣作強度試驗，如仍不合

格則需采取補救措施，補救措施有掛鋼筋網補噴、噴鋼纖維混凝土、補噴素混凝土等。

四、結 語

在一般地質條件，使用砂漿錨桿支護較為可靠，且易于施工，頂拱部位使用樹脂或水泥卷張拉錨桿可及時給圍巖施加預應力，從而達到快速支護、安全施工的目的。張拉錨桿要保證錨固段的長度及填充段的飽滿度，根據計算來確定每孔需要的樹脂或水泥卷的數量，即每孔所裝入的樹脂或水泥卷的體積大于鉆孔與錨桿體積之差。普通水泥卷錨桿代替砂漿錨桿更易于施工，在地下工程中逐步得到推廣使用。中大網校論壇

水脹錨桿適用于砂土、黏土到最堅硬的花崗巖各種不同的巖層，具有易于安裝、快速支護的特點。1BO自鉆錨桿適合于在軟弱破碎的巖層中使用。500kN預應力錨桿可對錨桿體起到雙層保護的作用，對于重要的建筑物是一種很好的永久支護形式。以上三種進口的錨桿雖各具特點，使用也較為可靠，但價格相對較為昂貴，我國可加以開發和研制。采集者退散

錨噴支護是——種“剛”“柔”適度的薄層支護，地下工程適時進行錨噴支護既可抑制圍巖有害的變形，又可適應圍巖的變形。利用錨噴混凝土早期強度的特點，可對圍巖及時提供一定的支護抗力，可有效地限制圍巖有害變形的發展。在隧洞開挖掘進中根據不同的洞徑和地質條件采用不同的錨噴支護參數，不僅施工安全得到保證，而且可以快速掘進。

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