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1、砂浆锚杆工艺性试验方案1、试验目的12、适用范围13、试验依据14、试验准备14.1技术准备14.2人员准备14.3材料准备24.4施工设备、工器具24. 5现场准备25、工艺试验工艺及方法24.1 试验工艺流程35. 2试验参数35.2.1钻孔孔径及深度35.2.2砂浆配合比45.2.3砂浆注浆量及压力45.3砂浆锚杆施工45.3.1测量定位45.3.2钻孔、清孔45.3.3砂浆制备45.3.4锚杆安装及砂浆灌注56、试验检测56.1砂浆锚杆抗拔力检测56.2砂浆锚杆超声波无损检测87、施工工艺改进、完善及试验成果总结98、质量控制措施99、安全与环保措施101、试验目的通过砂浆锚杆工艺性试
2、验，结合不同的试验结果，将达到如下目的：(1)掌握砂浆锚杆的施工工艺及钻孔、砂浆配比等各种参数；(2)确定砂浆的注浆形式与质量控制方法；(3)掌握钻机钻孔及验孔方法；(4)掌握砂浆锚杆质量检测方法；(5)指导现场砂浆锚杆施工，从而确保后期锚杆施工质量。2、适用范围本方案适用于锚杆施工工艺及质量控制施工项目。3、试验依据(1)已批复的实施性施工组织设计。(2)水利水电工程锚喷支护施工技术规范(SL377-2007)。(3)岩土锚杆与喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2015)。(4)水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SL62-2014)。(5)水电水利工程锚杆无损检测规程DL/T5424-2
3、009o4、试验准备4.1技术准备工程资料收集、开挖支护方案的确定、审查、批准，根据已报批的方案进行施工技术及安全技术交底。4.2人员准备施工管理人员及施工作业人员配置见下表：表51人员配备表序号工种名称数量（八）备注1管理人员3负责现场生产、质量、安全管理工作2技术员1负贲技术支持3钻孔人员24砂浆配置员25试验员26电工17钢筋工28注浆工19测量员3IO普工54.3材料准备根据本工程特点，主要材料为水泥、砂子、锚杆，其中水泥选用台泥或海螺水泥；砂子采用普通中细河沙(最大粒径2.5mm)；锚杆选用三级钢，品牌为柳钢或鞍钢。各类材料按试验计划进行组织进场。4.4施工设备、工器具施工机械、工器
4、具及测量仪器设备均已完成采购。施工机械根据施工组织安排时间进行进退场，实行动态管理。表4-2主要机械设备、工器具配置表序号机械或设备名册型号单位数量1手风钻天水28型把22钻杆36m根若干3钻头50个若干4空压机RC175SA24m3min台15砂浆泵GJB3挤压式台16全站仪徒卡套17砂浆搅拌槽套18锚杆拉力计(量程200kN、分辨率WLOkN)套19砂浆锚杆无损检测仪RSM-RBT套14.5现场准备(1)施工现场清理与准备根据隧洞开挖与支护施工方案文件要求和场地条件，对施工场地进行规划，并根据场地规划要求开展施工现场清理与准备工作。(2)施工风、水、电等施工用电、施工用水、施工用风结合隧洞
5、开挖与支护统一供给。隧洞开挖至第一次锚杆施工位置进行测量放线、标识。5、工艺试验工艺及方法本次砂浆锚杆工艺性试验选在检修支洞处，根据设计图纸，在检修支洞开挖后及时组织进行工艺性试验施工。5.1试验工艺流程本次砂浆锚杆工艺性试验选用两种方法进行，分别为先插锚杆后注砂浆施工法和先注砂浆后插锚杆施工法，两种施工方法施工工艺如下：卜则露定位IILII京I锚杆安装插管）封口灌注砂浆、养护抗拔力检测工评定图6-1先插锚杆后注砂浆施工工艺流程测量定位:钻孔清孔I插管、封口II灌懑浆锚杆安装、养护_A抗拔力检测A_评定图6-2先注砂浆后插锚杆施工工艺流程5.2试验参数5.2.1钻孔孔径及深度表5-1钻孔参数表
6、序号岩性孔径(InnI)孔深(m)备注1IV类503.225.2.2砂浆配合比表5-2砂浆配合表序号砂浆强度等级水泥品牌水胶比水(kgms)水泥(kgm8)砂(kgm5)备注1M30台泥0.453658118112M30海螺0.453658118115.2.3砂浆注浆量及压力表5-2注浆参数表序号孔深注浆压力(Mpa)注浆量(m,)备注13.221.01.50.01注：注浆施工按照注浆压力及注浆量双控。5.3砂浆锚杆施工5.3.1测量定位隧洞开挖一步距后，根据设计图纸分别在侧墙和拱顶选取3组试验孔位，每组3根，按照设计图纸进行放点、标识。5.3.2钻孔、清孔钻孔操作工人根据测量放点的孔位位置进
7、行钻孔，钻孔作业前必须认真清理钻孔周围浮石、松石等、并了解钻孔钻凿深度、孔径。钻孔的孔边距太小、换接钻杆有困难(或者不安全)时应向工程技术人员提出调整孔位和倾角。钻孔采用人工钻孔，设备选用天水-28型钻孔机，钻孔完毕后必须对钻孔进行检查，检查孔位、深度、倾角、是否符合要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有掉块、以及孔内有无积水、积水深度如何，发现孔位和深度不符合要求时，及时处理，进行补孔或透孔；孔口，周围的碎石、杂物应清理干净，对于孔口岩石破碎不稳固段，应进行维护，避免孔口成喇叭状。发现不合格应进行补孔、清孔。钻孔深度超深不大于100mm。钻孔完成后申请现场质检、监理人员进行验收，验收合格后进行下道工
8、序。5.3.3砂浆制备水泥在使用前经过检验，水泥供具有出厂合格证，质量等级必须满足国家标准，水泥砂浆按设计配比试验合格后，砂浆按照配合比现场拌制，采用人工拌制，拌制的砂浆在拌制开始后一小时内使用完毕。5. 3.4锚杆安装及砂浆灌注本次工艺性试验选用直径22的锚杆；孔径小于锚杆15mm采用先注浆后插杆，孔径大于锚杆直接25mm以上可采用先插杆后注浆。（1）先插锚杆后注砂浆法施工D钻孔验收完成后应及时插入锚杆，防止塌孔、钻孔堵塞。2）杆体插入孔内的长度应符合设计要求，长度偏差不大于IOmmo3）锚杆插入困难时可利用机械顶推或风镐冲击，当锚杆端部带有螺纹时需注意保护杆体端部的螺纹不被损坏。4）排气管
9、随锚杆插入时一同插入孔内，排气管底距锚杆孔孔底50-100mmo5）注浆管沿锚杆边缘插入，采用直径A20mmPVC管，插入孔口深度IOcm06）锚杆体、注浆管及排气管插入后，在孔口处用铁锲固定，采用快硬水泥进行封口。7）快硬水泥硬化后方能进行注浆，注浆采用GJB3挤压式砂浆注浆泵。8）待排气管出浆时方可停止注浆。（2）先注砂浆后插锚杆法施工1）钻孔完成后，沿钻孔孔中心插入注浆管，注浆管采用直径A20mm镀锌钢管，插入深度按照设计孔深控制，先将注浆管插入孔底，然后退出孔底50100mm准备注浆。2）注浆管跟着缓慢退出孔眼，并始终保持注浆管埋在砂浆内，以免出现空洞，将注浆管全部抽出后，立即把锚杆插
10、入孔底，然后封堵孔口，防止砂浆流失。3）灌浆要饱满，否则进行补注。（3）注意事项D锚杆安装后，在砂浆强度达到设计要求之前不应敲击、碰撞或牵拉锚杆。2）同钢筋网联结的锚杆孔口处必须固定牢固。6、试验检测6.1砂浆锚杆抗拔力检测（1）检测标准砂浆锚杆检测采用拉拔试验进行检测，拉拔试验主要用来检验锚杆的安装质量。评估锚杆的锚固能力。端锚情况下，最大拉拔力就是锚固力。根据设计图纸锚杆抗拔力设计值及水泥与围岩的粘结强度最小值见下表。表6-3锚杆抗拔力设计值及水泥与围岩粘结强度对照表适用部位锚杆粘结抗拔力设计值（KN）11类围岩90In类围岩90IV类围岩90V类围岩-（2）检测方法（1）仪器检查锚杆拉力
11、计分卧式手动泵加压和空心千斤顶两大部分，并用高压橡胶管和快速接头连接而组成。使用前需对设备进行检查。1）检查油量如液压缸活塞没有完全缩回到缸体内时，应首先通过油管连接至手动泵，逆时针方向拧松泵体上的卸荷阀，使液压缸中的液压油排回到手动泵储油筒中。拧开注油口盖，检查油量，如油不满（储油筒中应留有约1/5空间），可加注N32号耐磨液压油。2）排气液压系统组装好后，储油筒、油管及液压缸中常混有空气，为使液压系统正常，这些空气必须排掉。方法是拧松注油口盖，以便储油筒内空气排出。将手动泵放在比液压缸稍高的地方，顺时拧紧卸荷阀，压手动泵，使液压缸活塞伸出至最大行程，再打开卸荷阀，使活塞缩回，连续几次即可。
12、3）检查数字压力表按动数字压力表的开关键,等待数秒后,自动显示为零。如不为零可按清零键。如在左侧显示标志,表示为峰值保持状态。在该状态下随着压力的变化仪表始终显示最大值。点动峰值德显示可以在峰值和跟随值之间转换,当左上角“显示消失时,即为跟随状态，在该状态下显示数值跟随压力变化而改变。当显示屏电量不足时,应及时打开压力表后盖，更换电池。因电池容量有限,每次测读完毕应立即关断电源,为延长电池使用寿命，该仪表配备7分钟自动断电功能。在峰值保持状态下按动存储键，可把测量的峰值数值存到数据存储器中。最多可存储10个数据。在跟随状态下，按动存储键，仪表进入数据显示状态，按动存储键和峰值键,可向前向后显示
13、存储的数据。同时按存储键和峰值键，可返回跟随状态。在数据显示状态下，按清零键，可清除正在显示的数据。（2）锚杆检测拉拔设备检查、调试完成后，将锚杆拉拔仪与被测锚杆连接好。图6-1锚杆拉拔力试验示意图将卸荷阀顺时拧紧，慢压手动泵使活塞杆伸出约IOmm,其目的是避免安装锚具敲打楔片时损伤活塞杆，也给退锚带来方便。安装与锚杆相配套的锚具或螺母并固定可靠，打开压力表开关，均匀用力压手动泵，压力增加至最大值，停止加压。记录或储存压力表数据后将电源关闭。拧松卸荷阀，活塞可自动缩回至液压缸内。在需拆卸时，可敲打锚具外壳，使夹片脱离外壳，然后卸下液压缸；或可先将螺母退下，然后卸下液压缸。（3）注意事项1）安装
14、拉拔设备时，应使千斤顶与锚杆同心，避免偏心受拉。2）加载应均匀、缓慢、逐级施加拉拔力，加荷速率不宜大于IKN/S速率增加。3）如无特殊需要，可不作破坏性试验，拉拔到设计拉力即停止加载。4）千斤顶应固定牢靠，锚杆拉拔时，拉拔装置下方两侧不得站人并有必要的安全保护措施。5）平整锚杆外露端的孔口岩面安装传力板，保证检测锚杆承受轴向拉力。6）每级加荷后应立即测定锚杆位移量，检测设备应定期标定，并符合计量要求。7）检测设备应安装牢固，符合安全规定。8）检测过程中应记录检测锚杆位置、拉力值、位移值和检测过程中的异常现象。（4）锚杆施工质量合格条件根据拉力计指示值和拉力计的特性参数计算拉拔力，换算表格如下：
15、压力表（MPa）12345678910拉力（kN）3.87.611.415.21922.826.630.434.238压力表（MPa）11121314151617181920拉力（kN）41.845.649.453.25760.864.468.472.276压力表（MPa）21222324252627282930拉力（kN）79.883.687.491.29598.8102.6106.4110.2114压力表（MPa）31323334353637383940拉力（kN）117.8121.6125.4129.2133136.8140.6144.4148.2152压力表（MPa）414243444
16、54647484950拉力（kN）155.8159.6163.4167.2171174.8178.6182.4186.2190压力表（MPa）51525354555657585960拉力（kN）193.8197.6201.4205.2209212.8216.6220.4224.2228压力表（MPa）61626364656667686970拉力（kN）231.8235.6239.4243.2247250.8254.6258.4262.2266压力表（MPa）71727374757677787980拉力（kN）269.8273.6277.4281.2285288.8292.6296.4300.2
17、304锚杆施工质量合格条件如下：1）同组锚杆的拉拔力平均值应符合设计要求。2）任意一根锚杆的拉拔力不应低于设计值的90%o3）注浆密实度不应低于70%o4）锚杆的拉拔力不符合要求时，检测应再增加一组，如仍不符合要求，可优化施工工艺,重新做试验。6.2砂浆锚杆超声波无损检测采用砂浆锚杆无损检测仪对锚杆注浆质量进行检验，检测时注意以下事项：（1）采用的无损检验仪器性能稳定，对注浆饱满度的分辨等级为1.0、0.7、0.5和0.25,检验结果在0.7以上为合格。（2）施工前应对采用的砂浆锚杆无损检测仪进行现场率定或进行验证性试验。（3）砂浆锚杆的外露端应磨平，在施工时应做好保护。（4）锚杆分级标准将锚
18、杆的注浆饱满度检测结果按如下标准进行分级评价：I级锚杆：长度合格，锚杆饱满度大于等于90%oH级锚杆:长度合格，锚杆饱满度大于等于80%,但小于90%oHI级锚杆：长度合格，锚杆饱满度大于等于75%,但小于80%o4级锚杆：长度不合格，或锚杆饱满度小于75%o7、施工工艺改进、完善及试验成果总结（1）施工工艺改进、完善1）施工过程中，要严格按照施工工艺及施工规范执行，在实施过程中存在施工工艺与现场不符合或难以实现时，要及时联系施工技术人员核对，对施工工艺进行改进。2）施工中，要及时根据实施效果对施工工艺进行优化，记录相关优化参数、影像资料。3）按照施工优化的措施修改、完善施工工艺试验方案。（2
19、）试验成果总结工艺试验完成后，应对整个试验进行总结，将各种数据进行对照，整理出一份切实可行的施工工艺及参数，用以指导隧洞开挖时的砂浆锚杆作业。8、质量控制措施（1）施工前，由施工技术人员组织施工人员进行技术交底，使施工人员知道施工目的、方法、控制要点及注意事项。（2）现场必须绘制锚杆布置图，严格控制其位置、孔深、孔径，孔位允许偏差为10Omln。（3）严格按配合比控制砂浆的水灰比。（4）注浆时严格控制注浆压力和进浆量，实行双控指标。（5）严格控制锚杆的长度符合试验要求。（6）锚杆材料的品种应符合试验要求，进场材料应进行材料性能检验。（7）外观质量检验：杆体直径要均匀、一致，无严重锈蚀、弯折。（
20、8）钻孔应与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直，钻孔应圆而直。（9）锚杆的深度误差不得大于10mm,砂浆锚杆的直径应大于杆体直径20mm。（10）应严格控制岩面开挖质量以保证锚杆施工部位有较平整的基面，锚杆用的水泥砂浆，其强度不应低于M30,锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。（三）钻孔注浆的饱满程度，是确保安装质量的关键，先插法锚杆施工工艺要求注浆管插至距孔底5-IOcni,并随砂浆的注入而缓慢匀速拔出，就是为了避免拔管过快而造成孔内砂浆脱节。砂浆不足时应重注砂浆。（12）砂浆锚杆安装后不得随意敲击杆体将影响砂浆与锚杆杆体、砂浆与孔壁的粘结强度，降低锚杆的锚固力。9、安全与环保措施（1）必须进
21、行岗前培训，让施工人员了解注意施作程序、标准及安全注意事项。（2）所有施工人员应按照作业要求正确穿戴好个人防护用品，进入施工现场必须戴好安全帽，严禁往下投掷物料，严禁赤脚、穿拖鞋进入施工现场，必须做到文明施工。（3）施工前，安全员及电工应认真检查机具设备及线路，避免漏电伤人。（4）注浆工人与注浆泵操作手必须协调好，注浆完毕必须先关闭阀门，再关注浆器，注浆口不允许对人。（5）锚杆操作台架必须安装稳妥。（6）当注浆机或注浆管因故堵塞时，注浆机操作员必需立即停机，需在消除压力之后，方可进行拆卸及维修。（7）压注砂浆时，必须密切注意压力表，发现压力过高，须立即停止施工，排除堵塞物。（8）严格按操作规程
22、施工，确保安全无事故。（9）注浆人员进入隧道施工，必须按规定佩戴防护用品、穿带防护用具（如胶皮手套、口罩、防护衣等）。（10）各种机械电力设备、安全防护装置与用品，应按规定进行定期检查试验与日常检查，不符合安全技术要求者严禁使用。（Il）高空作业时，施工人员必需佩戴保险安全带，确保施工人员人身安全。（12）清理操作员与锚杆安装人员之间的隙碍物，保证机械操作员能方便地观察施工作业面，双方面能及时通信，确保施工能顺利安全的进行。（13）作业之前，检查作业环境是否良好，清除障碍物，严格控制噪声，创造良好的施工作业环境。（14）作业结束后，清理施工现场，把多余的施工材料搬运出施工现场，送还仓库，清除因施工产生的杂物。
