高强高预应力让压锚杆支护技术
邹吉社
(新汶矿业集团公司华丰煤矿，山东泰安271413)
摘要针对深井、高地应力破碎顶板情况下的巷道支护问题，华丰煤矿进行了大倾角高地应力解放层巷道支护技术研究。通过采用高预应力让压锚杆支护技术，在保证巷道支护效果和安全应用的情况下，有效控制了巷道围岩变形。解决了大采深、高地应力、大倾角和小煤柱顺槽支护问题。
关键词高预应力让压锚杆让压管高强锚索
中图分类号TD353+．6文献标识码B
Technology of High－strength Prestressed Anchor Support
Zou Ji－she
（Huafeng Coal Mine of Xinwen Mining Group Co．，Ltd．，Taian，Shandong，271433）
Abstract Huafeng Coal Mine made a study on the large angle high stress level roadway supporting，in accordance with the problem of deep，high stress broken roof roadway．In the case of roadway support efficacy and safety was ensured，roadway deformation has been effectively controlled．Large coal min-ing depth，high stress，large angle and small trough of the coal pillars supporting the issue has been resolved．
Key words High－strength prestressed anchor pressured pipe High－strength anchor cable
新汶矿业集团华丰煤矿针对大采深、高地应力、大倾角和解放层开采等特殊的地质采矿条件，采用美国先进的让压支护理念，进行了深井大倾角高地应力解放层巷道支护技术研究，经实践证明，支护效果良好。
1支护系统和支护参数设计
1．1高强高预应力让压锚杆设计
（1）锚杆的基本参数
根据华丰矿地质采矿条件及有限元分析计算，锚杆的物理力学参数为：
锚杆的长度：2．4m；安装力：小于40kN；排距：1m
锚杆在掘进期间最大稳定载荷是26．8t。因为超前支撑压力影响，锚杆应承受一定的变形载荷。
（2）锚杆变形让压结构设计
保持锚杆杆体本身不变，利用让压管进行让压。根据不同要求，让压管设计制造成不同特性。根据锚杆试验室的实际拉拔试验，所选锚杆的实际屈服载荷为22t左右，让压点设计为17 20t，最大弹性让压距离不小于20mm。
（3）阻尼螺母设计及锚杆辅助部件
阻尼螺母是高强可变形让压锚杆的重要组成部分之一，阻尼螺母参数设计根据安装机具，锚杆参数以及树脂类型和用量确定。
（4）锚杆杆体的加工工艺
*收稿日期：2011－10－25
作者简介：邹吉社（1971－），男，汉，1993年毕业于莱芜职工大学采矿专业，一直从事煤矿技术管理工作，现任新汶矿业集团华丰煤矿副总工程师。
锚杆加工经过下料、滚圆、滚丝、螺母制造并填充阻尼、组装工艺。
（5）高强可变形让压锚杆总装和试验室综合拉拔试验
无让压管和有让压管拉拔试验曲线见图1
。
图1无让压管和有让压管拉拔试验曲线
1．2锚杆支护系统设计
（1）半圆拱形断面：半圆拱形巷道支护方案采用锚+网+钢带+让压管，其缺点是钢带不能充分发挥其护顶功能。巷道周边很小的切向挤压变形会引起钢带向巷道内部弯曲失去护顶功能。断面在破碎顶板条件下施工中有一定困难，但是断面受力较好。
（2）矩形断面：矩形断面支护方案采用锚+网+钢带+让压管。优点是钢带能够充分发挥其护顶功能。然而，由于在上帮顶板中有顶煤，顶煤容易在支护前就脱落，如果顶煤不会在支护前脱落，矩形巷道是最佳选择。
2工业性试验
2．11611工作面地质采矿条件
12012年第4期
Q/JS002 华亭煤业集团有限责任公司 矿用材料制品公司产品技术条件 Q/JS002-2013 无纵肋螺纹钢式树脂锚杆金属杆体 （让压） （仅限公司内部使用） 2013-01-01发布2013-01-10实施华亭煤业集团有限责任公司矿用材料制品公司发布 批准：袁小平技术负责人：刘志德审核：闫丽霞编制：王伟
Q/JS002–2013 前言 为提高产品质量，完善规范生产工艺，按有关技术标准及资料内容，公司相关人员严格执行逐级会审，特制定本企业标准，作为组织生产、检验、销售的依据。 本技术条件依据MT146.2-2011《树脂锚杆金属杆体及其附件》制定。 本标准依据企标《Q/JS002-2011》修订 本标准由华亭煤业集团矿用材料制品公司提出。 本标准起草单位：华亭煤业集团矿用材料制品公司。 本技术条件主要起草人：张海平刘彦啸胡永强 剡亚明闫丽霞王伟 本技术条件负责人：刘志德 本技术条件批准人：袁小平 本标准由华亭煤业集团矿用材料制品公司负责解释。
Q/JS002–2013 无纵肋螺纹钢式树脂锚杆金属杆体（让压） 一、执行标准 MT146.2-2011 树脂锚杆金属杆体及其附件。 二、产品名称及型号 名称：无纵肋螺纹钢式树脂锚杆金属杆体； 型号: MSGLW-500/20、22(RY)；MSGLW-600/20、22(RY) 三、基本参数 1、产品基本参数见表1 表1 2、让压环的基本参数见表2 表2 四、技术要求 1、杆体的技术参数见表3 表3
2、托盘的技术参数见表4 表4 3、平垫的技术参数见表5 每根杆体配尼龙平垫一只，规格为；外径40mm(公差±1mm)、内径27mm(公差±1mm)、厚度4mm(公差±0.3mm)；金属平垫2个。 表5 4、让压环的技术参数见表6 表6 5、预应力控件的技术参数见表7 表7 6、阻尼螺母的技术参数见表8
锚杆支护 一、锚杆支护原理 1、锚杆的悬吊作用 悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上。如图1所示，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上，使松动岩块不至冒落。 锚杆的悬吊作用
2、锚杆的组合梁理论 利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是锚杆组合梁作用。组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。 锚杆的组合作用
3、锚杆锲固作用 是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或减少了围岩沿不连续面的移动。如图3。 锚杆的楔固作用 p бb p 锚杆的楔固作用 -б p (бb p
4、挤压加固拱作用 形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。如将锚杆沿拱形巷道周边按一定间距径向排列，在预应力作用下，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结，在围岩中形成一连续压缩带。它不仅能保持自身的稳定，而且能承受地压，组织上部围岩的松动和变形。 显然，对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提。
5、锚杆的减跨作用 如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点，安设了锚杆就相当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度，从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板与岩石的稳定性，使岩石不易变形和破坏。这就是锚杆的“减跨”作用，它实际上来源于锚杆的悬吊作用。 上述几种锚杆支护作用并非是孤立存在的，实际上是相互补充的综合作用，只不过在不同地质条件下，某种支护作用占的地位不同而已。
边坡预应力锚杆和土钉墙支护工法 一.工法介绍 随着社会进步，人民物质文化生活水平不断提高，生活环境不断的改善，在繁华大城市中，一座座摩天大厦拔地而起，成了城市繁华的象征。那麽伴随着高层建筑的兴起，其地下结构也加深，从而深基坑边坡稳定问题，成了一种新课题摆在我们建设者面前。我们通过近几年工程实践，在基坑边坡采用预应力锚杆和土钉墙支护技术方面，形成了一种工艺，并添加了一些施工控制要点和注意事项，由此而编制成施工工法。 该工法的核心要求，可以归结为三方面： （1）、支护结构必须与挖土同步,分层施工到位。 （2）、预应力锚杆二次加压注浆，必须达到设计要求，使锚固端水泥浆充分和土壤结合凝固在一起。锚杆相互之间连成整体,且预应力锁定值必须达到设计要求。 （3）、土钉杆件长度必须达到设计要求，且外露端部与加强筋、墙面钢筋网片连成整体。 （4）、边坡内有常流水，不可截流，应采取措施进行导流，且防止水土流失。 二.具体施工工艺 1、预应力锚杆施工 工艺流程如下: （1）锚杆制作：按照设计长度，对钢绞线进行截取，其中要包括用于设备施加预应力的有效长度，一般取1米；锚杆非锚固段套软塑料管，两端用铅丝绑扎，并用胶带缠绕密封；锚杆应每隔1.5米安装保护层套圈，防止锚杆紧贴孔壁，降低有效拉力。锚杆附加两根注浆管，分别用于两次注浆之用，作为第二次注浆的塑料管，在锚固端头3米范围内，不规则钻孔，并用单层胶带进行包扎封堵，用于二次压力灌浆使用。
锚杆自由段图锚杆锚固段图 (2) 钻孔完毕后，应立即将钢绞线和二根注浆管插入孔内，注浆管距孔底约150mm，为使钢绞线居孔中心，每隔2m绑扎一只支架。 (3) 严格按设计水灰比配制水泥浆，充分搅拌。注浆材料为0.5水灰比的纯水泥浆，视工期情况可加入早强剂。。 (4) 注浆采用2根1吋塑料管作导管，其中1根二次压浆用。采用二次注浆工艺，第一次常压灌注，第二次压力注浆。第一次常压灌注时，开动注浆泵，将搅拌好的水泥浆注入钻孔底部，自孔底向外灌注，2小时后二次补浆。 (5) 锚固体强度达到15MPa(约10天)后，按设计要求施加预应力，上紧锚头。 锚杆张拉工序图 2.土钉墙施工 施工工艺流程：
基坑锚杆支护方案 预应力锚杆施工 土层锚杆(亦称土锚)是一种新型的拉锚形式。它的一端与支护结构连接，另一端锚固在土体中，将支护结构等荷载，通过拉杆传递到周围稳定的土层中。 1、工程概况 M1、M2锚杆自由段长5000, 锚固段长18000, 设计抗拔力为450KN, 锁定荷载为250KN.，水平间距1500，竖向间距3000，竖向2排。M1、M2 预应力锚索L=23000 钢绞线4股7φ5 @1500。 2、施工方法及施工工艺 1）施工方法：施工配备QDG2－1型锚杆钻机3台进行机械施工。 2）、施工工艺 土层锚杆施工的工艺流程如下： 钻孔[安放拉杆[灌浆[养护[安装锚头[张拉锚固[ (下层土方开挖)。 (1)钻孔 土层锚杆的钻孔工艺，直接影响土层锚杆的承载能力、施工效率和整个支护工程的成本。因此，根据不同土质正确选择钻孔方法，对保证土层锚杆的质量和降低工程成本至关重要。按钻孔方法的不同，一可分为干作业法和湿作业法(压水钻进法)。 A．干作业法 当土层锚杆处于地下水位以上时，可选用干作业法成孔。该法适用于粘土、粉质粘土和密实性、稳定性较好的砂土等土层，一般多用螺旋式钻机等施工。 干作业法有两种施工方法： (a)通过螺旋钻杆直接钻进取土，形成锚杆孔； (b)采用空心螺旋锚杆一次成孔.。 采用干作业法钻孔时，应注意钻进速度，防止卡钻，并应将孔内土充分取出后再拔出钻杆，以减小拔钻阻力，并可减少孔内虚土。 B．湿作业法 湿作业法即压水钻进成孔法，它将在成孔时将压力水从钻杆中心注入孔底，压力水携带钻削下的土渣从钻杆与孔壁间的孔隙处排出，使钻进、出渣、清孔等工序一次完成。由于孔内有压力水存在，故可防止塌孔，减少沉渣及虚土。其缺点是排出泥浆较多，需搞好排水系统，否则施工现场污染会很严重。 湿作业法采用回转达式钻机施工。水压力控制在0．15～0．30MPa，注水应保持连续钻进速度300～400ram／min为宜，每节钻杆钻进后在进行接钻前及钻至规定深度后，均应彻底清孔，至出水清彻为止。在松软土层中钻孔，可采用套管钻进，以防坍孔。 清孔是否彻底对土层锚杆的承载力影响很大。为改善土层锚杆的承载力，还可采用水泥浆清孔，有资料报导，它可提高锚固力150％，但成本较高。 (2)扩孔 一般认为，对锚杆孔进行扩孔形成扩大头土层锚杆的承载能力会有所提高。 扩孔的方法有四种：机械扩孑L、爆炸扩孔、水力扩孔及压浆扩孔。 本工程考虑采用压浆扩孔。 （3）安放拉杆 A、拉杆的制作 本工程拉杆设计采用φ48钢管、φ22钢筋和7φ5钢绞线拉杆。钢管土钉按设计要求进行加工。 B、拉杆的安放
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910184173.6 (22)申请日 2019.03.12 (71)申请人 中铁隆昌铁路器材有限公司 地址 642150 四川省内江市隆昌市金鹅街 道重庆路598号 (72)发明人 杜金虎 侯亮 (74)专利代理机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 代理人 邓世燕 (51)Int.Cl. E21D 21/00(2006.01) E21D 20/02(2006.01) (54)发明名称预应力中空注浆摩擦式让压锚杆及支护方法(57)摘要本发明公开了一种预应力中空注浆摩擦式让压锚杆及支护方法，让压锚杆包括锚固头部件和锚杆体，在锚杆体上套设有堵头、让压套管、挤进块和六角头螺母，在让压套管上套设有垫板和球形螺母，在让压套管前端设置堵头，在让压套管后端设置挤进块和六角头螺母。与现有技术相比，本发明的积极效果是：该锚杆适用范围广，既可当预应力锚杆适用在较硬的岩层，更适用于地质情况复杂的高地应力环境；在高地应力环境中，该锚杆能缓慢释放地应力，使围岩变形控制在可控范围，不会出现围岩的突然崩塌；该锚杆具有结构简单，施工方便特点，能实现“刚—柔—刚” 的最新支护理论。权利要求书1页 说明书3页 附图8页CN 109707425 A 2019.05.03 C N 109707425 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109707425 A 1.一种预应力中空注浆摩擦式让压锚杆，其特征在于：包括锚固头部件和锚杆体，在锚杆体上套设有堵头、让压套管、挤进块和六角头螺母，在让压套管上套设有垫板和球形螺母，在让压套管前端设置堵头，在让压套管后端设置挤进块和六角头螺母。 2.根据权利要求1所述的预应力中空注浆摩擦式让压锚杆，其特征在于：所述让压套管前端制有内螺纹，通过内螺纹与堵头螺纹连接；所述让压套管后端制有外螺纹，通过外螺纹与球形螺母螺纹连接。 3.根据权利要求1所述的预应力中空注浆摩擦式让压锚杆，其特征在于：所述让压套管为中空的管状结构，内孔中部为带有锥度的锥面，内孔前端内径小于后端内径。 4.根据权利要求3所述的预应力中空注浆摩擦式让压锚杆，其特征在于：在让压套管内孔后端设置沉台。 5.根据权利要求1所述的预应力中空注浆摩擦式让压锚杆，其特征在于：所述六角头螺母的内孔设置有与锚杆体相配合的螺纹。 6.根据权利要求1所述的预应力中空注浆摩擦式让压锚杆，其特征在于：所述锚固头部件包括内楔和设置在内楔上的夹片，在所述内楔上设置涨紧导引斜面和内波形螺纹，在所述涨紧导引斜面上开有T型滑槽；在所述夹片上设置有斜齿和与涨紧导引斜面上开设的T型滑槽相配合的T型结构。 7.根据权利要求6所述的预应力中空注浆摩擦式让压锚杆，其特征在于：所述锚杆体通过内楔上的内波形螺纹与内楔连接。 8.根据权利要求1所述的预应力中空注浆摩擦式让压锚杆，其特征在于：所述锚杆体为中空锚杆体。 9.一种利用权利要求1所述的预应力中空注浆摩擦式让压锚杆的支护方法，其特征在于：包括如下内容： 一、第一个“刚”性支护阶段： 将整个锚杆插入锚杆孔底头后，在锚杆体推动下，锚固头涨开贴紧孔壁，旋转六角头螺母，锚固口与孔壁楔紧，同时推动挤进块向孔底方向移动，当挤进块到达让压套管内孔斜面时，挤进块在移动受阻的同时给让压套管一个支护力，支护力通过球形螺母和垫板将力传递给围岩，起到预应力支护，随后注浆对围岩进行改良； 二、第二个“柔”性支护阶段： 当垫板周围岩层发生应力变形时，应力F作用于垫板，将球形螺母和让压套管往应力作用方向推动；挤进块凭借后端六角头螺母的支撑，与锚杆体不发生相对位移；让压套管在应力F作用下将挤进块挤压进让压套管内，挤进块与让压套管间的相对摩擦力F＇，通过球形螺母和垫板转化为对岩层的支护力F＇；当挤进块被完全挤进让压套管内后，摩擦力由静摩擦转化为滑动摩擦，挤进块在滑动挤进过程中摩擦力逐步增加，当F＇＝F时围岩停止变形，该过程即是围岩释放应力、让压支护的过程； 三、第三个“刚”性支护阶段： 当挤进块滑动到让压套管的底部与堵头接触时，挤进块停止滑动，整个锚杆的支护力完全靠整个锚杆的刚性对围岩起支护作用。 2
锚杆支护技术的应用现状及发展趋势 摘要 基于国内外大量而广泛的锚杆支护技术的应用与研究，锚杆支护的优越性越来越得到认可，本文阐述了锚杆支护技术及其分类，总结了锚杆支护技术的作用原理，并对国内外锚杆支护的现状做了初步分析。运用支护设计中常用理论及方法，对锚杆支护的优缺点进行了分析和评价，高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论，并对未来的发展趋势进行了初步分析。 关键词：锚杆支护；支护原理；应用现状；发展趋势
摘要 ··································································································· I 一、概述 (1) 二、锚杆支护技术的概念及其分类 (1) （一）锚杆支护技术 (1) （二）锚杆的分类 (2) （三）锚杆支护适用条件及优缺点 (6) （四）锚杆支护的设计与施工 (6) 三、锚杆的支护原理 (7) （一）目前，已经被广为接受的锚杆支护理论主要有如下几种： (7) （二）近年来，又提出了新的支护理论，主要有以下几种: (9) 四、国内外锚杆支护技术的应用现状 (10) （一）国外锚杆支护技术的现状 (10) （二）国内锚杆支护的现状 (12) （三）国内外锚杆支护技术的对比 (12) 五、锚杆支护技术发展趋势 (13) （一）锚杆支护技术的改进 (13) （二）锚杆支护技术的发展趋势 (15) 参考文献 (16)
一、概述 锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式，由于其具有安全、高效、低成本等优点，在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用。1872年，英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后，1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程。到了20世纪40年代，锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展。 目前，在澳大利亚和美国等国的地下工程支护中，锚杆支护已经占到了接近100％。我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术，至70年代前期还处于探索阶段，直到1978年才开始重点推广，80年代开始向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护，90年代又向澳大利亚学习引进成套先进的锚杆支护技术，目前已得到较广泛的推广和应用。在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上，有些矿井甚至达到了100%，取得了较好的技术与经济效益。国内现有楔缝、涨壳、倒楔锚杆、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、木锚杆、竹锚杆、内涨锚杆、管缝锚杆、树脂锚杆、水泥锚杆、爆扩锚杆、预应力注浆大锚索等十几个系列。 由于各种锚杆的构造不同，锚杆作用机理差异甚大，国内外大量工程实践证明，各种不同种类锚杆，在不同的地质条件下，有不同的“支护”效果。国内外锚杆支护成功的经验表明，合理的锚杆支护设计及详细的监测分析，不仅可保证回采巷道的安全可靠，而且可取得显著的技术经济效益和社会效益。 二、锚杆支护技术的概念及其分类 （一）锚杆支护技术 锚杆支护技术就是在土层或岩层中钻孔，埋入锚杆后灌注水泥(或水泥砂浆、锚固剂)，依靠锚固体与岩层之间的摩擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用，来承受作用于支护结构上的荷载。通过锚杆的轴向作用力，将杆体周围围岩中一定范围岩体的应力状态由单向(或双向)受压转变为三向受压，从而提高其环向抗压强度，使压缩带既可承受其自身重量，又可承受一定的外部载荷，使其有效地控制围岩变形。 锚杆支护是在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下施工中均广
预应力锚杆施工技术措施 辽宁人民广播电台业务用房工程主楼地下二层，地上二十一层，裙房地下三层，地上四层，均采用预应力锚杆锚拉护壁桩的支护方式。 1.1水文、地质情况 土层自上而下叙述如下： （1）杂填土：杂色，以粘性土为主，含大量碎砖，混凝土块等建筑垃圾；松散，稍湿。层厚0.80-3.30米。 （2）粉质粘土：黄褐色，可塑—硬塑状，含氧化铁及铁锰质结核较多，分布均匀，一般厚度2.30—3.50米。 （3）中砂，黄褐色，石英、长石质、粒径较均匀，稍湿润一很湿，中密—密实状态，最大厚度7.50米分布，分布不连续。 （4）圆砾：呈砾砂状，亚圆形，中密状态。本层为工程基础持力层，地基承载力特证值fak=720kpa。 地下水的类型及埋深条件 （1）地下水：类型为潜水，赋存于砾砂，圆砾等层中，水量丰富。 地下水平均渗透系数K=7.495 cm/min;即k=108m/d，稳定水位埋深7.70～8.30米。相应标高为35.64-35.93米。 （1）地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性， 1.2支护结构形式 1.2.1由于本基坑周边邻近道路，且为交通主干线，场地杂填土较厚。综合分析后认为，基坑支护结构采用预应力锚杆—钢筋混凝土灌注桩支护体系较为经济、安全。
1.2.2护壁桩直径Φ800，且桩底进入中风化岩不小于1.Om桩身混凝土采用商品混凝土C20，一次浇筑到顶：护壁桩顶采用1000X300钢筋混凝土压顶圈梁C20。 1.2.3由于本基坑地下水位较高，主要含水层圆砾渗透系数很大，选用管井降水结合基础教育内明排及盲沟排水的降排水方案。 1.3 预应力锚杆施工 1.3.1预应力锚杆第一层锚杆采用管式锚杆，第二层锚杆采用预成孔式锚杆。锚杆长13.0-16.0m,间距 2.5m。 本工程设计锚杆承载力标准值TP根据不同区间分别为320KN、260、250、240、230、220、210、锚杆预应力值为TP的80%。 1.3.2锚杆定位 （1）锚杆锚杆前按施锚杆工图纸放线确定锚杆位置，做上标记；锚杆应避开降水井管。 （2）锚杆水平方向的孔距偏差不大于50mm，垂直方向的孔距偏差不大于100mm，锚孔钻进时遇到地下障碍，可做局部调整。 1.3.3锚杆钻孔 （1）管式锚杆采用专用钻机直接将地质锚杆钻入地层。 （2）预成孔式锚杆钻孔直径为130mm；预成孔式锚杆钻孔机具选择应满足支护设计对锚杆钻孔参数的要求。 （3）严格按设计要求的钻孔角度、孔深及孔径施工，锚杆钻孔深度不应小于设计长度，也不宜大于设计长度500mm。 （4）预成孔式锚杆终孔后孔内残渣应清理干净。
锚杆支护参数的确定 一、锚杆长度 L≥L1+L2+L3------------------------- ① =0.1+1.5+0.3=1.9m 式中： L——锚杆总长度，m； L1 ——锚杆外露长度(包括钢带+托板+螺母厚度)，取0.1m； L2 ——锚杆有效长度或软弱岩层厚度，m； L3——锚入岩（煤）层内深度（锚固长度），按经验L3≥300mm。 (一)锚杆外露长度L1 L1=(0.1～0.15)m，[钢带+托板+螺母厚度+（0.02～0.03）] (二)锚入岩(煤)层内深度(锚固长度)L3 1.经验取值法 《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86－85“第三节锚杆支护设计”中、第3.3.3条第四款规定： 第3.3.3条端头锚固型锚杆的设计应遵守下列规定: 一、杆体材料宜用20锰硅钢筋或3号钢钢筋; 二、杆体直径按表3.3.3选用; 三、树脂锚固剂的固化时间不应大于10分钟,快硬水泥的终凝时间不应大于12分钟; 四、树脂锚杆锚头的锚固长度宜为200～250毫米,快硬水泥卷锚杆锚头的锚固长度
宜为300～400毫米; 五、托板可用3号钢,厚度不宜小于6毫米,尺寸不宜小于150×150毫米; 六、锚头的设计锚固力不应低于50千牛顿; 七、服务年限大于5年的工程,应在杆体与孔壁间注满水泥砂浆。 一般取300mm ～400mm 2. 理论估算法 《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86－85“第三节 锚杆支护设计”中规定： 第3.3.11条 局部锚杆或锚索应锚入稳定岩体。水泥砂浆锚杆或预应力锚索的水泥砂浆胶结式内锚头锚入稳定岩体的长度,应同时满足下列公式: 公式(3.3.11-1)、(3.3.11-2)见图形所示。 cs st f f d k l 412≥ (3.3.11-1) cr st a f d f d k l 2214≥ (3.3.11-2) 式中la ——锚杆杆体或锚索体锚入稳定岩体的长度（cm ）； d1——锚杆钢筋直径走丝或锚索体直径（cm ）； d2——锚杆孔直径（cm ）； f st ——锚杆钢筋或锚索体的设计抗拉强度（N/cm 2）； f cs ——水泥砂浆与钢筋或水泥砂浆与锚索的设计粘结强度 (N/cm 2)；圆钢为2.5MPa ，螺纹钢为5MPa 。
预应力锚杆支护技术 一、原理： 1、悬吊作用，此理论认为将较软弱岩层悬吊在上部稳定岩层上，以增 强较弱岩层稳定性。 2、组合梁作用，此理论认为一方面锚杆的锚固力增加了各岩层的接触 压力，避免各岩层见出现离层现象，另一方面增加了岩层的抗剪强度，阻 止岩层间的水平错动。 3、组合拱理论、此理论认为在弹性体上安装具有预应力的锚杆，能形 成以锚头和紧固端为顶点的锥形压缩区，形成挤压加固拱。 4、最大水平应力理论、此理论认为，矿井岩层的水平应力通常大于垂 直应力，水平应力具有明显的方向性，最大水平应力一般为最小水平应力 的1.5~2.5倍，因此锚杆锚杆起到约束离层和抑制岩层膨胀的作用。 二、特点： 具有成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点。锚杆的力学作用主要有悬吊作用、组合作用、挤压作用。 通过锚杆的轴向作用力，将围岩中一定范围岩体的应力状态由单向（或双向）受压转变为三向受压，从而提高其环向抗压强度，使压缩带既 可承受其自身重量，又可承受一定的外部载荷，使其有效地控制围岩变形。 三、施工流程： 1）自由段带套管的预应力锚杆施工工艺流程 2）自由段无套管的预应力锚杆施工工艺流程
预应力锚杆施工程序为：定位、钻孔、杆体制作与安装、注浆（一次 常压或者二次高压）、外锚头制作、张拉锁定和外锚头防腐。 预应力锚杆施工工艺主要包括钻孔、杆体制作与安防、注浆机张拉与 锁定等。 1、钻孔 钻孔是锚杆施工工艺的主要施工关键，其在施工的过程中主要包 括钻机就为、钻孔和清孔三个工序，其在钻孔的过程中一般采用直径为 110mm~180mm。 1）钻孔方式 钻孔方式可根据当前岩土类型进行组安定，对钻孔直径、深度和 地下水情况进行分析与总结，使用接近锚固工作面的条件、所用的洗孔介 质种类以及锚杆种类及要求的钻进速度进行选择。岩层中钻孔一般采用气 动冲击钻孔及其相应的配套措施，其配套措施主要有前空冲击器、钻头； 土层层中的钻孔一般采用回转式，冲击回转式和回转冲击反循环式钻机； 在不稳定的底层一般都采用套管护臂和常用的规球齿形潜孔锤冲击回转钻 进机进行钻孔。 2）钻孔作业 锚杆钻孔方式选定之后，在施工的过程中要根据当前的实际情况 和工程及地址条件的具体变化及时调整毛管钻孔钻进施工工艺，以确保锚 杆施工的顺利进行。 采用回转式旋转钻机是，如果在地下水位以下的钻进，对于土质 疏散的粉质粘土、粉细砂及其软粘土等土层的施工中应采用太惯保护孔壁，以避免由于施工过程中施工手段和施工措施不完善带来的施工缺陷和塌孔 现象。采用回转的螺旋钻杆时，根据当前不同的图纸需要选用不同的回转 速度和扭矩，螺旋钻进时不需用水循环，不适用套管护臂，因此辅助作业 时间减少，使得钻进速度增快是当前钻孔作业施工的主要手段和前提方式。 3）清孔 冲击钻机和旋转钻机经常选用气动阀进行细孔，在干燥的岩层中 使用效果较好，也可以使用在稍微潮湿的岩层，水洗方法适用于旋转式取 芯钻孔机和套管护臂钻孔。在城市密集区和地下洞室内由于气动钻孔冲击
第四讲锚杆支护理论 本讲主要介绍锚杆常用支护理论（包括一些近年来比较流行和活跃的理论）、锚杆支护设计方法和国外锚杆支护主要经验，以及巷道容易冒顶的十种情况和五种应对措施。 锚杆支护的作用机理尚在探讨之中。目前己提出的观点较多，其中影响较大的有悬吊作用、组合梁(拱)作用、组合拱、减跨理论、加固(提高C、φ值)作用等几种。这几种观点都是以围岩状态和利用锚杆杆体受拉(力)为前提来解释锚杆支护作用机理的，因此，围岩状态及锚杆受拉力这两个前提的客观性是判定上述理论正确性的标准。 一、锚杆支护理论 支护：就是指为了地下巷道掘进、硐室开挖后的稳定及施工安全，而采取的支持、加强或改善围岩应力状态而打设的构件或采取的措施的总称。支护包括两个方面，一是支，就是顶住顶板，防止顶板出现大量的下沉，使顶板下沉控制在可控、安全的状态，二是护，就是保持顶板的完整性，防止出现漏矸、漏顶、巷道掉渣等现象。支和护是一个有机统一的整体，它们共同组成了支护系统。 （一）锚杆支护理论综述 1、悬吊理论
1）机理：将巷道顶板较软弱岩层悬吊在稳定岩层上，以避免较软弱岩层的破坏、失稳和塌落，锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。 图4-1 锚杆悬吊作用原理示意图 2）缺点：没有考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开。 3）适用条件：在锚杆的长度范围内有一层坚硬而稳定的岩层，锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层。 图4-2 a拱形巷道的锚杆悬吊作用b软弱岩层的锚杆悬吊作用 2、组合梁理论 1）机理：将锚固范围内的岩层挤紧，增加岩层间的摩
擦力，防止岩石沿层面滑动，避免各岩层出现离层现象，提高其自撑能力。将几层薄岩层锁紧成一个较厚的岩层（组合梁）。在上覆岩层载荷的作用下，这种组合厚岩层内的最大弯曲应变和应力都将大大减小，组合梁的挠度亦减小。在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁(板)的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力； 同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。 决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层的性质。 2）缺点：将锚杆作用与围岩的自稳作用分开；在顶板较破碎、连续性受到破坏时，难以形成组合梁。这一观点有一定的影响，但是其工程实例比较少，也没有进一步的资料供锚杆支护设计应用，尤其是组合梁的承载能力难以计算，而且组合梁在形成和承载过程中，锚杆的作用难以确定。另外，岩层沿巷道纵向有裂缝时粱的连续性问题、梁的抗弯强度等问题也难以解决。 3）适用条件： 层状地层，如图4-3中2所示； 顶板在相当距离内（锚杆长度范围内）不存在稳定岩层，
高强高预应力让压锚杆支护技术 邹吉社 (新汶矿业集团公司华丰煤矿，山东泰安271413) 摘要针对深井、高地应力破碎顶板情况下的巷道支护问题，华丰煤矿进行了大倾角高地应力解放层巷道支护技术研究。通过采用高预应力让压锚杆支护技术，在保证巷道支护效果和安全应用的情况下，有效控制了巷道围岩变形。解决了大采深、高地应力、大倾角和小煤柱顺槽支护问题。 关键词高预应力让压锚杆让压管高强锚索 中图分类号TD353+．6文献标识码B Technology of High－strength Prestressed Anchor Support Zou Ji－she （Huafeng Coal Mine of Xinwen Mining Group Co．，Ltd．，Taian，Shandong，271433） Abstract Huafeng Coal Mine made a study on the large angle high stress level roadway supporting，in accordance with the problem of deep，high stress broken roof roadway．In the case of roadway support efficacy and safety was ensured，roadway deformation has been effectively controlled．Large coal min-ing depth，high stress，large angle and small trough of the coal pillars supporting the issue has been resolved． Key words High－strength prestressed anchor pressured pipe High－strength anchor cable 新汶矿业集团华丰煤矿针对大采深、高地应力、大倾角和解放层开采等特殊的地质采矿条件，采用美国先进的让压支护理念，进行了深井大倾角高地应力解放层巷道支护技术研究，经实践证明，支护效果良好。 1支护系统和支护参数设计 1．1高强高预应力让压锚杆设计 （1）锚杆的基本参数 根据华丰矿地质采矿条件及有限元分析计算，锚杆的物理力学参数为： 锚杆的长度：2．4m；安装力：小于40kN；排距：1m 锚杆在掘进期间最大稳定载荷是26．8t。因为超前支撑压力影响，锚杆应承受一定的变形载荷。 （2）锚杆变形让压结构设计 保持锚杆杆体本身不变，利用让压管进行让压。根据不同要求，让压管设计制造成不同特性。根据锚杆试验室的实际拉拔试验，所选锚杆的实际屈服载荷为22t左右，让压点设计为17 20t，最大弹性让压距离不小于20mm。 （3）阻尼螺母设计及锚杆辅助部件 阻尼螺母是高强可变形让压锚杆的重要组成部分之一，阻尼螺母参数设计根据安装机具，锚杆参数以及树脂类型和用量确定。 （4）锚杆杆体的加工工艺 *收稿日期：2011－10－25 作者简介：邹吉社（1971－），男，汉，1993年毕业于莱芜职工大学采矿专业，一直从事煤矿技术管理工作，现任新汶矿业集团华丰煤矿副总工程师。 锚杆加工经过下料、滚圆、滚丝、螺母制造并填充阻尼、组装工艺。 （5）高强可变形让压锚杆总装和试验室综合拉拔试验 无让压管和有让压管拉拔试验曲线见图1 。 图1无让压管和有让压管拉拔试验曲线 1．2锚杆支护系统设计 （1）半圆拱形断面：半圆拱形巷道支护方案采用锚+网+钢带+让压管，其缺点是钢带不能充分发挥其护顶功能。巷道周边很小的切向挤压变形会引起钢带向巷道内部弯曲失去护顶功能。断面在破碎顶板条件下施工中有一定困难，但是断面受力较好。 （2）矩形断面：矩形断面支护方案采用锚+网+钢带+让压管。优点是钢带能够充分发挥其护顶功能。然而，由于在上帮顶板中有顶煤，顶煤容易在支护前就脱落，如果顶煤不会在支护前脱落，矩形巷道是最佳选择。 2工业性试验 2．11611工作面地质采矿条件 12012年第4期
目录 一、编制依据 (2) 二、工程概况 (2) 三、变更项目施工工艺 (3) 四、质量控制 (8) 五、施工中常遇问题及处理 (9) 六、增加人员设备计划 (10) 七、施工总进度计划 (10)
国际公馆三期基坑支护工程 变更项目补充方案 一、编制依据 依据原《国际公馆三期基坑支护工程施工组织设计》及其编制依据，结合东莞国际公馆三期基坑支护工程设计图（2007.6.22），编制此补充施工方案，与原施工组织设计结合组织施工。 二、工程概况 本工程场地位置处东莞市南城区东莞大道旁，场地开阔，地形基本平整，局部地形起伏较大。场地拟建建筑共22栋，规划总建筑面积24.763万 m2，场地建筑拟采用天然地基及锤击预应力管桩基础类型。 根据地质情况、周边环境和经济的原因，本基坑开挖面分为1-1、1‘-1‘～6-6共七个剖面段，采用放坡开挖、放坡＋喷锚网支护、搅拌桩＋喷锚网支护等方案进行支护施工，原《国际公馆三期基坑支护工程施工组织设计》经过专家会审后，根据会审意见变更3-3、4-4、5-5剖面第二排锚杆改为预应力锚杆，并增加锚杆腰梁施工。
三、变更项目施工工艺 1、预应力锚杆施工工艺 （1）、概述 本工程预应力锚杆采用Φ22钢筋，锚杆钻机成孔，钻孔直径为130mm，钻孔深度为14m,钻孔角度为10°。 (2)、施工工艺流程 预应力锚杆施工工艺流程图 (3)、施工方法及技术措施 1、定孔位
当土方开挖至锚杆标高以下20～30cm，复核每排锚杆的水平标高后，按设计的锚杆水平间距要求进行布孔,并打入钢筋确定孔位，开钻前拔出。 2、成孔 锚杆成孔：钻机就位后，按10°的设计角度以φ130孔径钻至超过设计深度0.3～0.5m，遇淤泥层及砂层等易塌孔土层，宜采用泥浆循环护壁或跟管钻进。钻孔深度达到设计要求后，由甲方、监理人员对孔深进行查验，并作详细、完整的钻孔记录。 3、锚杆制作 本工程采用Φ22钢筋锚杆，制作长度要比设计长度(14m)多出140cm，以便于张拉。制作时要清除表面油污和铁锈钢筋采用搭接双面焊接，焊接长度为5d，在钢筋上每隔1.5m设置一个定位器，定位器由三条φ6钢筋，形如 40mm 沿钢筋截面按120°夹角焊制而成。要求锚杆制作平顺，定位器焊接牢固。 4、锚杆安装 锚杆制作好后，将注浆管绑扎在锚杆上，绑扎松紧合适，以注浆后较易拔出为宜，注浆管出浆口要比锚杆下端短50cm，出浆口用胶布或水泥袋纸等暂封密，防止下锚时孔内土体堵注浆管口而无法注浆。然后人工将锚杆和注浆管一起放入孔底，锚头保证外露约140cm。
锚杆支护技术研究 发表时间：2009-11-23T15:31:41.700Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年6月上旬刊供稿作者：张杰轩 [导读] 锚杆支护作为一种积极主动的支护技术，在我国乃至世界范围的巷道支护中，所占的比例越来越大 张杰轩（淮南矿业集团李嘴孜煤矿） 摘要：锚杆支护作为一种积极主动的支护技术，在我国乃至世界范围的巷道支护中，所占的比例越来越大。其简便快捷的施工，简单的施工方法，良好的支护效果，较轻的劳动强度，较好的适应能力，已经得到了广泛的认可。且随着锚杆支护器具的发展，在井工采矿实践中，使其得到了更为广泛的应用。该文笔者结合现场实践的基础上，通过对锚杆支护失效原因的分析，提出了相应的应对措施，对于提高锚杆支护效果有积极的借鉴意义。 关键词：煤矿锚杆支护失效原因分析 0 引言 由锚杆支护发展起来的锚网支护、锚网带支护、锚网喷支护、锚网带支护、喷锚喷、锚杆修护技术等支护工艺在矿区围岩支护中广泛应用并且收到了良好的经济效果。但在现场的实践过程中，由于多方面的原因可能导致锚杆支护失效，甚至引起安全事故，下面笔者结合自己多年工作经验进行了具体的阐释。 1 锚杆支护失效原因分析 锚杆支护是一项技术含量相对较高的支护技术，锚杆支护效果的好坏取决于多方面的因素，无论哪一个环节出现问题，都有可能造成锚杆支护失效。为此必须综合考虑多方面的因素对锚杆支护的影响，保证有效的支护。 1.1 地质条件的变化是造成锚杆支护失效的主要原因众所周知，在巷道施工以前，技术部门要根据锚杆支护理论，通过精心设计计算，并根据具体的围岩情况计算出所用锚杆长度，并经过矿区验证后确定出合理的支护参数。锚杆长度是最重要的支护参数。锚杆长度主要是根据围岩松动圈的范围来确定的，不同的围岩条件，其围岩松动圈的范围各不相同，有的甚至相差较大。现场如果不能根据具体的地质条件进行有针对性的锚杆支护参数设计计算，就会造成实际使用的支护参数不能很好地适应地质条件的变化。现场许多矿井也正是由于简化设计或干脆采用工程类比法来进行锚杆支护参数设计，从而为锚杆支护失效埋下了隐患。为此从技术层面上完善设计，消除隐患是关键。 1.2 减少锚杆外露长度，确保有效支护长度在锚杆杆体长度一定的条件下，锚杆外露长度长，就会相应地减少有效的锚固长度。锚杆支护就是要在支护参数一定的条件下最大限度地增加锚固长度，这对于提高支护效果是有积极意义的。现场一般采用以下方法来保证有效的支护长度。①在施工中，钻孔的长度一般长于锚杆体的长度5－10cm，采用国外的一种断头锚固式锚杆，这种锚杆不露尾巴；②利用国内快速安装的锚杆，如螺母装有垫片或已固化的树脂；③利用快速安装锚杆的套筒。放置螺帽的这一段六角孔不能太长，基本要与螺帽的厚度一致；利用非快速安装专为搅拌树脂锚固剂用的套筒式，套筒深度不能太小，略大于托盘、垫圈和螺帽三者厚度即可。 1.3 锚杆杆体材料及设计对于锚杆的承载力影响很大。我国目前使用的锚杆存在的问题主要是承载能力低，且延伸量小，不能有效的控制和适应围岩的变形。采用等强锚杆式克服了锚杆尾部公称直径小（小10％－14％），强度低的问题，但是同时也存在了由于等强锚杆在加工时引起的锚尾脆性大，实际应用中容易破断的问题。在当前条件下等强锚杆在现场仍普遍应用，但随着开采深度的加大，地应力相对增加，需要研制更为新型的锚杆。 1.4 施工队伍及人员的素质对锚杆支护效果影响很大。锚杆支护工艺繁琐，人为影响因素多，如锚杆的角度、锚杆孔的深度、锚杆支护的“三经”匹配情况、锚杆预应力及锚固力的大小、托盘与煤岩壁的贴紧程度、不同凝固时间的锚固药卷的安置顺序及充分搅拌情况、锚杆间排距及位置的确定等，每一道工序的施工偏差均对锚杆支护质量有较大的影响。因而通过有效的技术培训及教育，提高施工人员的素质，消除以上人为因素的影响对于提高锚杆支护效果意义重大。 1.5 巷道开挖后的及时支护并提高锚杆预紧力对于增加围岩强度、控制围岩早期的变形和破坏、发挥围岩自身承载能力，提高锚杆支护效果具有重要意义。巷道在开掘后，顶板及两帮围岩就会发生变形。对于由多分层组成的顶板，如果不及时支护，一旦发生离层，岩体整体强度就会降低，就很难发挥其自身的承载能力。而及时支护安设锚杆，并给予合理的预紧力，就可以减少围岩拉应力区，改变围岩的应力状态，提高围岩强度。锚杆预紧力不仅可以消除锚杆的初始滑移量，而且能给围岩施加一定的预紧力，提高了岩层层面的摩擦力和粘结力，从而能提高组合梁的强度，并能充分发挥岩石自身的承载能力。 1.6 完善锚杆支护的安全监测对于保证锚杆支护的效果有重要作用。锚杆支护具有较大的隐蔽性，为此，必须加强工程质量监测及矿压监测，以便及时掌握现场的实际支护效果，围岩的动态变化，掌握巷道的变形规律，以便及时调整支护参数设计，有效指导巷道施工。并能做到超前防范，避免事故的发生。现行的监测方法一般有：施工前采用顶板光纤窥视仪，探察顶板岩性条件，施工后的巷道按一定的距离安装顶板离层指示仪，测力锚杆、围岩深部多点位移计等监测顶板下沉量。 2 结论 锚杆支护是一项系统工程，从工程地质条件评价支护参数的设计，支护材料的加工，现场施工及现场监测等方面入手，再根据反馈信息综合分析并修改支护设计要实行全方位控制，才可能更好的指导并应用于生产实践，提高锚杆支护效果。
预应力锚杆施工要求 预应力锚杆采用Φ32螺纹钢，总长度12m，锚固长度11.3m，外露70cm，锚杆孔φ100，内锚段长度3.5m，施加12～15t预紧力。预应力锚杆为4根，以千斤顶锚索中心为圆心，半径75cm，均匀布置。 一、内锚段采用注浆锚固方式 锚杆内锚段施工方法同千斤顶锚索，止浆装置采用布袋式止浆装置，由止浆环和止浆袋组成。 止浆环总长35cm，采用DN50mm钢管制成。用3~4根φ6mm圆钢将两根长10cm的DN50mm钢管沿轴向间隔焊接在一起，然后在止浆环两端焊接一圈厚度不小于5mm、高度为10mm的翼缘挡环。止浆袋采用质地致密、比较柔软、韧性好、透水而不透浆的布质材料缝制而成。止浆袋缝制成直筒形，长度为45cm，两端开口，缝合处要结实。止浆袋膨胀后的直径应略大于锚杆孔径，锚杆孔径为φ100，止浆袋直径应不小于φ120mm。布袋式止浆装置与锚杆内锚段灌浆共用一套灌浆管路，为了向止浆袋内充浆，需在止浆袋范围内的灌浆管上开一个出浆孔。止浆环安装时钢铰线、灌浆管和回浆管均穿过止浆环内部，止浆环两端的钢管内必须用环氧灰浆填塞密实，无孔隙。当锚杆止浆环上的环氧砂浆完全凝固、表面不粘连时，将止浆袋套在止浆环上，两端开口处手工均匀折叠成褶皱状，并用铁丝捆扎牢固，铁丝尽量靠近止浆环两端翼缘挡环。在插入锚杆时要小心，防止止浆袋在锚孔内与尖锐岩石摩擦而破损。灌浆时浆液在压力的作用下先充满止浆袋，使其迅速膨胀起来。膨胀后的止浆袋与孔壁紧密接触，以达到止浆目的。其余浆液在压力作用下通过灌浆管继续注入内锚段，直至灌浆作业完成。 锚杆孔口岩石由人工尽是凿平，采用M40干硬性预缩砂浆（或环氧砂浆），20mm厚垫板靠在锚墩上，垫板要与锚杆垂直。在孔口位置要做一拉拔器钢支架，做为拉拔器作业平台。在砂浆施工时要注意不要与锚杆粘接。砂浆强度增长应满足12小时承载15t张拉力的要求。 内锚段在施工7天后方可进行预紧，预紧采用拉拔器预紧，螺母拧牢，螺母要不少于二个，锚杆前端65cm加工成M27的螺纹，螺母采用高强螺母。锚杆张拉过程中直接采用压力表的读数来控制张拉力，张拉过程分为整体分级张拉和分级卸荷二个过程。整体张拉力施加值顺序依次为：第一次张拉力为设计值的
预应力锚杆施工工艺 （一）施工准备 1.材料 （1）预应力杆体材料宜选用钢绞线、高强度钢丝或高强螺纹钢筋。当预应力值较小或锚杆长度小于20m时，预应力筋也可采用 II 级或 III 级钢筋。 （2）水泥浆体材料：水泥应普通硅酸盐水泥，必要时可采用抗硫酸盐水泥，不得使用高铝水泥。细骨料应选用粒径小于2mm的中细砂。采用符合要求的水质，不得使用污水，不得使用PH值小于4的酸性水。 （3）塑料套管材料：应具有足够的强度，保证其在加工和安装过程中不致损坏，具有抗水性和化学稳定性，与水泥砂浆和防腐剂接触无不良反应。 （4）隔离架应由钢、塑料或其它杆体无害的材料制作，不得使用木质隔离架。 （5）防腐材料：在锚杆服务年限内，应保持其耐久性，在规定的工作温度内或张拉过程中不开裂、变脆或成为流体，不得于相邻材料发生不良反应，应保持其化学稳定性和防水性，不得对锚杆自由段的变形产生任何限制。 2.作业条件 （1）在锚杆施工前，应根据设计要求、土层条件和环境条件，合理选择施工设备、器具和工艺方法。 （2）根据设计要求和机器设备的规格、型号，平整出保证安全和足够施工的场地。 （3）施工前，要认真检查原材料型号、品种、规格及锚杆各部件的质量，并检查原材料和主要技术性能是否符合设计要求。 （4）工程锚杆施工前，宜取两根锚杆进行钻孔、注浆、张拉与锁定的试验性作业，考核施工工艺和施工设备的适应性。 （二）操作工艺 1.钻孔 （1）钻孔前，根据设计要求和土层条件，定出孔位，做出标记。
（2）作业面场地要平坦、坚实、有排水沟，场地宽度大于4m。 （3）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。 （4）钻进用的钻具，可采用地质部门使用的普通岩芯钻探的钻头和管材系列。钻孔设备可根据土层条件选择专门锚杆钻机或地质钻机。 （5）根据土层条件可选择岩芯钻进，也可选择无岩芯钻进；为了配合跟管钻进，应配备足够数量的长度为0.5-1.0m的短套管。 （6）在钻进过程中，应精心操作，精神集中，合理掌握钻进参数，合理掌握钻进速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。一旦发生孔内事故，应争取一切时间尽快处理，并备齐必要的事故打捞工具。 （7）钻孔完毕后，用清水把孔底沉渣冲洗干净，直至孔口清水返出。 2.锚杆杆体的组装与安放 （1）按设计要求制作锚杆，为使锚杆处于钻孔中心，应在锚杆杆件上安设定中架或隔离架（粗钢筋杆体沿轴线方向每隔1.0-2.0m设置一个定中架，钢绞线或钢丝束每隔1.0-1.5m设置一个隔离架）。 （2）锚杆钢筋或钢丝平直、顺直、除油除绣。杆体自由段应用塑料布或塑料管包扎，与锚固体连接处用铅丝绑扎。 （3）安放锚杆杆体时，应防止杆体扭曲、压弯，注浆管宜随锚杆一同放入孔内，管端距孔底为50-100mm，杆体放入角度与钻孔倾角保持一致，安好后使杆体始终处于钻孔中心。 （4）若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔，直至能顺利送入锚杆为止。 3.注浆 （1）注浆材料应根据设计要求确定，一般宜选用水泥：砂=1：1-1：2，水灰比0.38-0.45的水泥砂浆或水灰比0.40-0.45的纯水泥浆，必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。 （2）浆液应搅拌均匀，过筛，随搅随用，浆液应在初凝前用完，注浆管路应经常保持畅通。