中空自钻式锚杆和中空注浆锚杆
隧道初期支护施工技术
隧道初期支护施工技术隧道衬砌大多采用复合式衬砌结构，即以锚杆、钢筋网、喷射混凝土和钢架为初期支护，以模筑钢筋混凝土为二次衬砌。
新奥法区间隧道初期支护有锚杆、型钢钢架或格栅钢架、挂钢筋网和喷射混凝土等几种，根据隧道断面和围岩级别选择不同的支护组合。
一、锚杆施工工艺隧道使用的锚杆有中空注浆锚杆、砂浆锚杆、药卷锚杆和自进式对拉锚杆等类型。
各类锚杆施工方法如下。
1.中空注浆锚杆中空注浆锚杆是一种可测长排气的中空注浆锚杆。
中空注浆锚杆由锚头与锚杆体连接。
锚杆体上设有止浆塞、垫板以及紧固螺母，具有沿锚杆体轴向设置、位于锚杆体外侧并与锚杆体连接的测长排气管。
测长排气管前端封头与锚头平齐，测长排气管后端开口，并伸出锚杆体，测长排气管管壁上遍布可阻止水泥砂浆进入的气孔，结构简单，使用方便，既可在锚杆施工后方便地检查锚杆体真实长度，确保锚固施工质量，又可在注浆施工时排出锚孔中的空气，有利于注浆施工的进行。
工程中常采用带排气装置的φ25中空锚杆。
锚杆设置钢垫板，垫板尺寸为150 mm×150 mm×6 mm。
中空锚杆孔使用手风钻或凿岩台车钻孔。
钻孔前，根据设计要求定出孔位，钻孔保持直线并与所在部位岩层结构面尽量垂直，钻孔直径为42 mm，钻孔深度大于锚杆设计长度10 cm。
中空注浆锚杆施工程序如下：钻孔完成后，用高压风吹净孔内岩屑；将锚头与锚杆端头组合后送入孔内，直达孔底；固定好排气管，将止浆塞穿入锚杆末端与孔口齐平，并与杆体固紧；锚杆末端戴上垫板，然后拧紧螺母；采用锚杆专用注浆泵向中空锚杆内压注水泥浆，水泥浆的配合比为1∶（0.3～0.4），注浆压力为1.2 MPa，水泥浆随拌随用。
2.砂浆锚杆系统锚杆和临时支护常采用22 mm、25 mm两种直径的砂浆锚杆。
（1）准备工作检查锚杆类型、规格、质量及其性能是否与设计相符。
根据锚杆类型、规格及围岩情况准备钻孔机具。
（2）钻孔砂浆锚杆钻孔采用手风钻或凿岩台车进行，孔眼间距、深度和布置应符合设计参数的要求，其方向垂直于岩层层面。
浅谈隧洞洞身超前及初期支护
浅谈隧洞洞身超前及初期支护摘要：随着支护设备、材料和工艺的不断改进创新、大型水利水电工程实践与应用，极大促进了水工隧洞支护技术的发展与进步。
通过近二三十年我国水利水电工程科学的进步和工程建设的发展，提高了我国地下工程的施工技术水平，现在已经从引进、消化、吸收再创新向集成创新转变。
基于此，本文主要对隧洞洞身超前及初期支护进行分析探讨。
关键词：隧洞洞身；超前及初期支护1 前言将围岩作为与支护结构联合工作的承载体，是水工隧洞设计理论的进步，充分利用围岩自身承载能力进行隧洞支护已经是水工隧洞设计、施工和运行人员的共识。
隧洞支护设计施工中应充分发挥这种能力。
当前，大型水工隧洞普遍采用新奥法施工，其关键技术是采用喷混凝土和锚杆进行适时支护。
2 水工隧洞初期及超前支护技术目前我国对水工隧洞围岩稳定性的分析评价主要有工程地质法、数值分析法和模型试验法。
相应地，水工隧洞支护设计可以归纳为工程类比法、理论分析法和现场监控设计法。
水工隧洞工程的初期支护形式与围岩类别、隧洞的工况、隧洞的大小、开挖形式及支护的材料和设备有着密不可分的关系。
其支护手段一般分为喷混凝土、锚喷混凝土、锚网喷混凝土和锚网结合钢支撑（或格栅钢架）喷混凝土等。
针对软弱破碎围岩，为确保施工安全，常常在掌子面进行超前支护，其方法一般包括：超前锚杆、超前小导管、管棚、围岩注浆等手段。
需注意的是，水工隧洞工程的初期支护要根据围岩的稳定性差异，明确应采用柔性支护、强预支护及超前支护的适用范围。
2.1锚喷支护我国水利水电工程自20世纪60年代初开始大量采用锚喷支护。
钢纤维和聚丙烯微纤维喷混凝土的应用，替代了传统的挂钢筋网喷混凝土；岩土锚固技术的发展及各种新型锚杆的研发，结合分层分块的优选及预加固技术，为不良地质条件下大型水工隧洞安全施工提供了技术保障。
（1）管式锚杆和自钻式注浆锚杆的应用。
1）管式锚杆是由钢筋锚杆派生出来的。
短的管式锚杆一般称为小导管，用于隧洞开挖的超前支护，并可通过小导管对围岩进行注浆。
02岩土锚杆(索)的类型、工作特性及适用条件-12-20
围岩处于三维压缩状态
1－杆体和托板作用在岩石上的力； －杆体和托板作用在岩石上的力； 2－岩石；3－托板；4－挡环 －岩石； －托板； －
岩石移动使锚杆 进一步锁紧岩石
锚杆锚固力随时间而增长的曲线 1－黑色页岩；2－锰矿体； －黑色页岩； －锰矿体； 3－绿泥岩 － 缝管锚杆的锚固力与拔出量的关系 1－砂岩；2－锰矿体；3－绿泥岩 －砂岩； －锰矿体； －
10、纤维增强塑料锚杆 、
纤维增强塑料是一种以合成树脂为粘结 复合纤维为增强材料制成的复合材料。 剂、复合纤维为增强材料制成的复合材料。 其相对密度为1.8～ 其相对密度为 ～2.1 抗拉强度高达 600～700 Mpa ～ 纤维增强锚杆的优点： 纤维增强锚杆的优点： 防腐蚀，耐久性好； 防腐蚀，耐久性好； 绝缘，防静电； 绝缘，防静电； 抗拉和粘结强度高； 抗拉和粘结强度高； 重量轻，同等规格的杆体约为钢材的 ； 重量轻，同等规格的杆体约为钢材的1/4； 易于切割
（1）叶尼塞河 ）叶尼塞河sayane-shushensh Hps消力池底 消力池底 板的预应力锚固
消力池表面粘结锚固的最终的结构型式质量检验： 消力池表面粘结锚固的最终的结构型式质量检验： 锚杆拉力值为1021kN，一年后测定的拉力损失为 ％ 锚杆拉力值为 ，一年后测定的拉力损失为20％ 使用几年后， 使用几年后，洪水未对消力池表面产生任何影响
天津百货大楼软土基坑工程 (-13.5 m)最大 最大 位移量仅 5 cm(1994)
6、扩体型锚杆 、
锚杆荷载传递方式的比较 (a)摩擦型 (b)摩擦－支承复合型 摩擦－ 摩擦型 摩擦
（1）底端扩体型锚杆 ）
爆炸成型的底 端扩体锚杆
用旋转叶片形成的扩体锚杆 固定地层 砂 固定长度： ～ 固定长度：6～10m 极限承载力 900～1400 kN ～ 比Φ=12cm的圆柱体锚固体承载 的圆柱体锚固体承载 力提高2～ 倍 力提高 ～3倍。
中空注浆锚杆自钻式自进式中空注浆锚杆
中空注浆锚杆自钻式自进式中空注浆锚杆中空注浆锚杆自钻式(自进式)中空注浆锚杆000中空注浆锚杆无缝钢注浆锚杆，B19锚杆，自钻式中空注浆锚杆，全螺纹锚杆，支护锚杆，玻璃钢锚杆一、产品简介空心锚杆的一种，多用于相对稳定完整的岩层，树脂、工程胶水、速凝水泥等锚固剂自锚杆中心注入，比普通锚杆锚固质量更好。
通常包括杆体（由钢绞线、钢筋、特制钢管等筋材组成）、锚固体（包括注浆体、锚具、套管等）、承托结构（托板、垫片和螺母）。
当采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料时，可称锚索。
二、中空注浆锚杆特点:KX中空式注浆锚杆将锚杆和注浆管的功能合二为一，注浆时它是注浆管，注完浆后无需将它拔出即成为一根锚杆。
相对于传统的锚固工艺，它具有如下特点：(1)中空设计，使锚杆实现了注浆管的功能，避免了传统施工工艺注浆管拔出时造成的砂浆流失。
(2)注浆饱满，并可实现压力注浆，提高了工程质量。
(3)由于各配件的作用，杆体的居中性很好，砂浆可以江锚杆体全长包裹，避免了锈蚀的危险，达到长期支护的目的。
(4)安装方便。
不需现场加工螺纹，就可方便的安设垫板、螺母。
(5)结合配套的锚杆专用注浆泵和注浆工艺，是目前国内唯一彻底解决了传统锚固支护诸多问题的锚固体系。
三、使用方法1、用钻机按设计要求钻进并清理。
2. 将安装好锚头的中空注浆锚杆插入。
3.安装止浆塞，垫板，螺母。
4 连接注浆机注浆。
5、注浆需按设计要求的压力调节四、产品结构1、锚头：锚头上的倒刺可将锚杆定位于钻好的孔内，并保证杆体良好居中。
2、锚杆体：总成中最重要的构件，在锚固和支护中起主要作用。
3、止浆塞：在注浆过程中保持注浆压力，使浆液充分填充进围岩缝隙。
4、垫板：承受更大的围岩应力。
5、螺母：将围岩应力集中到垫板上。
五、应用范围：1. 公路、铁路、隧道支护。
2. 边坡支护用中空注浆锚杆加固不稳定边坡，不但工艺简单、成本低廉，而且施工方便快捷，效果显著。
3. 基坑支护建筑物的基坑加固采用中空注浆锚杆，不但工艺简单，而且可实现压力注浆，改良基坑围岩条件。
新奥法施工原理及方法
湿喷
将原材料湿拌均匀后装入喷射机,用液态的速凝剂借压缩空气通过另设的管道喷 出，在喷枪后部与湿料混合。为了减轻操作喷枪的劳动强度和改善工作条件， 已有用于大、中、小断面的各种类型喷射混凝土机械手。
（六）二次数，开挖后及时采用柔性支护，在尽量控 制围岩变形、积极发挥围岩自承能力的同时，依靠 现场量测来指导隧道的设计和施工。
传统矿山法把围岩看做荷载的来源，其围岩 压力全部由支护结构承担，围岩被视作松散 结构，无自承能力。采用大量的钢木支撑， 采用刚度较大的单层衬砌。
原则： 希望初期支护尽快闭合。 围岩不好时，应以条件⑴为主； 围岩较好时，应以条件⑵为主。
4. 施工工序
⑴ 长台阶法 台阶长度L≥5B，B为洞室的宽度。
甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法”。 特点：进度快，仅次于全断面法。 适用于：Ⅲ～Ⅰ级围岩。
(2) 短台阶法 台阶缩短： （1～1.5）B≤ L＜5B, 特点： ① 支护闭合时间加快，围岩稳定性增加； ② 台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。 适用于：Ⅴ、Ⅳ级围岩
超挖
侧卸式装载机
挖掘机＆自卸车
出渣是隧道作业的基本作业之一。出渣作业能力的强 弱，决定了它在整个作业循环中所占时间的长短（一般 在40％～60％），因此，出渣运输作业能力的强弱在 很大程度上影响施工速度。
在选择出渣方式时，应对隧道或开挖坑道断面的大小、 围岩的地质条件、一次开挖量、机械配套能力、经济性 及工期要求等相关因素综合考虑。
台阶法
1. 特点 将断面从上至下分成2个或3个台阶开挖； 随着台阶长度的调整，它几乎可以用于所有的地层，
因而是在现场使用的主导方法。 2.种类 长台阶法 短台阶法 超短台阶法
3. 选择台阶长度的条件 (1) 初期支护闭合环的时间要求
注浆锚杆标准
Q/HSX中空注浆锚杆淮北四兴工贸有限责任公司机电修配分公司发布前言为了规范我公司中空注浆锚杆的性能、质量要求，参照有关标准，特制定本标准。
本标准由淮北四兴工贸有限责任公司提出。
本标准起草单位：淮北四兴工贸有限责任公司。
本标准主要起草人：刘兰勇、陈贵平、潘逸、蒋文建、李雷、安文哲。
本标准由淮北四兴工贸有限责任公司负责解释。
本标准于2009年6月10日首次发布。
中空注浆锚杆1、范围本标准规定了中空注浆锚杆的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于无缝钢管经机械加工生产的用于桥隧工程、边坡防护、煤矿巷道等锚固工程所使用的中空注浆锚杆及其附件。
2、规范性引用文件下列文建所包含的条文通过在本标准中引用而成为本标准的条义，凡是注日期的引用文件，其随后所有修改单（不包括勘误内容）和修订版均不适用于本标准。
然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否采用这些文件的最新标准。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
MT 146.1-2002 树脂锚杆锚固剂MT 146.2-2002 树脂锚杆金属杆体及其附件CECS22：2005 《岩土锚杆（索）技术规程》GB/T 228－2002 金属材料室温拉伸试验方法GB/T 8162－2008 结构用无缝钢管GB/T 17395－2008 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T 6170－2000 I型六角螺母A和B级GB/T 3098.2－2000 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹GB/T 2102－2006 钢管的验收、包装、标志和质量证明书GB/T 10111－2008 利用随机数骰子进行随机抽样的方法GB/T15239－1994 孤立批计数抽样检验程序及抽样表GB/T2829－2002 周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验）MT 558.2-2005 煤矿井下用塑料管材第2部分：聚氯乙烯管材MT 113-1995煤矿井下用聚合物制品阻燃性抗静电性通用试验方法和判定规则3、定义本标准采用以下定义：中空注浆锚杆杆体由无缝钢管冷轧制成，是一种将钻进、注浆、锚固功能合而为一的锚杆。
隧道施工锚杆(索)
隧道施工锚杆（索）一、锚杆（索）的作用和种类1.锚杆（索）的作用锚杆（索）是用金属或其他高抗拉性能的材料制作的一种杆（索）状构件，它是使用某些机械装置或黏结介质，通过一定的施工操作，安设在隧道及地下工程的围岩中，利用锚杆（索）的灌浆黏结作用和拉结作用，增强围岩的强度和抗变形能力，从而提高围岩的自稳能力，实现围岩加固的工程措施。
锚杆（索）支护作为一种常规的支护手段，它在技术、经济方面的优越性和对多种不同地质条件的适应性，使其在建筑领域尤其是在地下工程中得到了广泛应用和迅速发展。
2.锚杆的种类（1）按锚杆对围岩加固的区域来分，可分为系统锚杆、局部锚杆和超前锚杆三种。
系统锚杆强调的是联合作用，即群锚效应；局部锚杆强调的是对围岩的局部加固作用；超前锚杆强调的是支护的超前性。
（2）按在岩体中的锚固形式来分，锚杆可分为以下几种：①全长黏结式；②端头锚固式；③混合式。
二、普通（或早强）水泥砂浆锚杆（锚管）1.构造组成普通水泥砂浆锚杆，是以普通水泥砂浆作为黏结剂的全长黏结式锚杆，因其安装工艺简单，锚固效果好，安装质量易于保证，是隧道工程中常用的锚杆。
设计要求：Ⅲ级以上围岩，锚杆抗拔力不小于80 kN；Ⅳ、Ⅴ级围岩，锚杆抗拔力不小于100 kN。
2.设计、施工要点（1）杆体材料宜用HRB335钢筋，较少采用HBP235钢筋，直径以14～22 mm 为宜，长度为3.5 m，为增加锚固力，杆体内端可劈口叉开。
（2）水泥一般选用普通硅酸盐水泥，砂子粒径不大于3 mm，并过筛。
（3）砂浆强度等级不低于M20；水泥、砂、水的配合比一般为1∶（1～1.5）∶（0.45～0.5）。
（4）钻孔应符合下列要求：孔径应与杆径配合，一般孔径比杆径大15 mm，采用先插杆体后注浆施工时，孔径应比先注浆后插杆体施工的孔径要大一些，这主要是考虑到注浆管和排气管占用了部分空间。
孔位允许偏差为±（15～20）mm；孔深允许偏差为±50 mm。
锚杆施工作业指导书
锚杆施工作业指导书隧道锚杆作为初期支护的一个组成部分，和二衬一起构成了隧道永久支护体系。
为规范锚杆施工工艺，控制锚杆施工质量，特编制隧道锚杆施工作业指导书。
隧道锚杆类型主要包括药卷锚杆、中空注浆锚杆、自进式中空注浆锚杆。
1.适用范围适用于汶马高速C24标段所有隧道工程。
2.作业准备2.1锚杆施工前的准备⑴检查锚杆类型，规格，质量及其性能是否与设计相符。
⑵根据锚杆类型，规格及围岩情况准备钻孔机具。
2.2劳动力安排每工班劳力安排：空压机操作员1人，钢筋工2人，钻孔10人，注浆操作5人，电工1人。
具体人员数量根据现场实际需要配置。
2.3机具配备型材切割机1台、注浆泵1台、煤电钻（或风枪）12台（备用 2台），空压机1台，不同类型锚杆需要的设备不相同。
3.技术要求所有进场锚杆应严格按照规定检验频次抽检，针对不同锚杆施工工艺，必须配置相应的施工设备和检测仪器。
4.施工工艺流程及操作要点 4.1.药卷锚杆锚杆：C22、A25螺纹钢筋，锚固剂为ZW型。
4.1.1锚杆钻孔石质隧道锚杆采用YT28/YT32型风动凿岩机成孔，土质隧道采用ZM-12T型煤电钻钻成孔。
煤电钻施工既可解决土质隧道遇水软化围岩的问题，又可解决在土质隧道施工中采用常规的冲击钻不易排碴、成孔困难的难题，可以提高在隧道的成孔速度和安全性。
锚杆钻孔利用开挖台阶搭设简易台架施钻，按照设计间距布孔；钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷砼表面；锚杆孔比杆径大15�L，深度误差不得大于±50mm；成孔后采用高压风清孔。
4.1.2锚杆安装和检验ZW型锚固材料有普通型和早强型两种,本工程拟用早强型锚固材料。
⑴ZW锚固材料浸水：锚固卷浸水前上端扎3～5个小孔（孔径1mm）。
浸水后通过滤纸进入锚固卷中的水占据了锚固卷中的小空间，原微小空间的空气被挤排出，直到小孔不冒泡即浸水结束。
这时水灰比约为0.34～0.35最理想范围，可马上取出安装使用，浸水时间约为1～1.5min，浸水过少，水泥水化不完全，影响锚固力。
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中空自钻式锚杆和中空注浆锚杆
中空自钻式锚杆和中空注浆锚杆作为一种有效的锚固手段，被大量地应用于隧道的超前支护、径向支护、边坡加固、路基加固、河堤加固、拱角加固以及隧道病害整治工程。
中空注浆锚杆特点：
1、将锚杆和注浆管的功能合二为一。
注浆时它是注浆管，注完浆后无需拨出即成为一根锚杆。
2、中空设计使锚杆实现了注浆管的功能，避免了传统施工工艺注浆管拨出时造成的砂浆流失。
3、注浆饱满，并可实现压力注浆，提高了工程质量。
4、由于各配件的作用，杆体的居中性很好，砂浆可以将锚杆体全长包裹，避免了锈蚀的危险，达到长期支护的目的。
5、安装方便。
不需现场加工螺纹，就可方便的安设垫板、螺母。
6、结合配套的锚杆专用注浆泵和注浆工艺，是目前国内唯一彻底解决了传统锚固支护诸多问题的锚固体系。
中空注浆锚杆施工工艺：
1、钻锚孔：用普通风动凿岩机或凿岩台车钻孔并清孔。
2、插入锚杆：将安装好锚头的中空注浆锚杆插入锚孔，锚头上的倒刺立即将锚杆挂住。
3、安装止浆塞、垫板、螺母。
4、连接注浆机通过快速注浆接头将锚杆尾端和所选注浆机联接。
5、注浆：开动机器注浆，如需要进行压力注浆以改良围岩结构，只需待压力表上指针升至设计压力时即可。