隧道锚杆与钢架支护施工工艺(隧道工艺标准系列之六)

6 锚杆与钢架支护施工工艺 6.1 总则 6.1.1 适用范围 本标准适用于采用矿山法施工的隧道。 6.1.2 编制参考标准及规范 6.1.2.1 公路工程技术标准(JTJ001－97) 6.1.2.2 公路隧道设计规范(JTGD70－2004) 6.1.2.3 公路隧道施工技术规范(JTJ042－94) 6.1.2.4 公路工程质量检验评定标准(第一册 土建工程)(JTGF80/1-2004)

6.2 术语 6.2.1 锚杆 指用于隧道支护的锚固杆体，包括初期支护锚杆和预支护锚杆。 6.2.2 钢架 指用于隧道支护的钢制拱架，包括格栅钢架和型钢钢架。

6.3 施工准备 6.3.1 技术准备 6.3.1.1 锚杆支护 (1)检查锚杆材料、类型、规格、质量以及性能是否与设计相符。 (2)根据锚杆类型、规格及围岩情况选择钻孔机具及其他所需工具。 6.3.1.2 钢架支护 (1)检查钢架材料、类型、规格、质量以及性能是否与设计相符。 (2)钢架应在洞外进行试拼装，符合要求后方能在洞内安装。 6.3.2 材料准备 6.3.2.1 锚杆钢筋 (1)全长粘结锚杆：可采用3号钢、20MnSi钢和5号钢，现场制作。 (2)其它类型锚杆：由工厂生产定型产品,直接购买。 6.3.2.2 锚杆粘结剂 (1)早强药包 ①树脂药包 a.不饱和聚脂树脂 用纤维纸袋(或塑料袋)装不饱和聚脂树脂、速凝剂和填料，袋中有一玻璃管，管中装固化剂和填料。 2

b.环氧树脂 分为两个塑膜袋，外袋装环氧树脂与填料的胶泥状混合物，内袋装聚乙烯聚酰胺。 ②快硬水泥药包 以快硬水泥为粘结剂。 (2)砂浆：水泥砂浆沿锚杆杆体全长粘结。 6.3.2.3 锚杆垫板：厚6～10mm的钢板或铸铁，规格：150×150mm或200×200mm 。 6.3.2.4 钢架 (1)根据设计要求，按格栅、型钢分别准备材料。 (2)确定钢架加工方式，有委托加工与现场加工两种。委托加工时要向加工单位提供各项设计和技术要求，组织对成品的检验，合格后方能进场。 6.3.3 主要机具 6.3.3.1 锚杆施工机具 (1)钻孔机具：一般采用气腿式和向上式凿岩机。当在土层中钻孔时，宜采用干式排渣的回旋式钻机。 (2)合金钻头。 (3)套筒板手：用于施加预应力。 (4)锚杆拉力计：作拉拔试验用。 (5)风压表：用于测试注浆压力。 (6)注浆泵：用于锚孔的水泥砂浆灌注。 (7)打击套筒：配合锚杆安装。 6.3.3.2 钢架施工机具 板手等现场拼装工具,冷弯机、电焊机等。 6.3.4 作业条件 6.3.4.1 锚杆 应保证安设凿岩机的作业空间，且能满足锚杆的设置长度。 6.3.4.2 钢架 应提供足够的施作空间，以保证钢架能随着开挖台阶的下落而往下延伸拼装。 6.3.5 劳动力组织 根据施工进度安排和工程数量，按劳动定额和工班组织安排劳动组织计划。 见表6.3.5 兰州交通大学博文学院课程设计（论文）

3 6.4 工艺设计和控制要求 6.4.1 技术要求 6.4.1.1 锚杆 (1) 钻孔 ①钻孔前应根据设计要求定出孔位，做好标记，孔位允许偏差为±15mm； ②钻孔应圆而直，钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直； ③水泥砂浆锚杆孔径应大于杆体直径15mm；其它型式锚杆孔径应符合设计要求。 (2) 钻孔深度 ①水泥砂浆锚杆孔深允许偏差为±50mm； ②楔缝式锚杆孔深不应小于杆体有效长度，且不应大于杆体有效长度30mm； ③早强药包锚杆孔深应与杆体长度配合恰当。 (3) 注浆 ①注浆开始或中途暂停超过30min时，应用水润滑注浆罐及其管路； ②注浆孔口压力不得大于0.4MPa； ③注浆管应插至距孔底50～100mm处，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长

隧道锚杆与钢架支护施工劳动力组织 表6.3.5 工 种 人 数 工 作 地 点 职 责 范 围

施工队长 1 整个施工现场 负责跟班组织施工管理工作、协助总 指挥工作等 工 班 长 1 初期支护现场 负责跟班组织施工，协调各工种交叉作业等

技 术 员 1 初期支护现场 负责跟班解决施工中的技术问题、编写技术措施等

安 全 员 1 初期支护现场 负责跟班检查安全措施、安全操作规程的执行情况，对安全生产负责。 质 量 检查员 1 初期支护现场 负责跟班检查工程质量，各工种交接及质量保证措施的执行情况 ，对工程质量负责 钻眼机械 操作工 25 初期支护现场 负责打炮眼、装药、联线爆破；找顶、打锚杆眼、装锚杆。

支撑操作工 8 初期支护现场 负责隧道掌子面安设钢支撑。

电 工 1 初期支护现场 负责现场动力、照明、通讯等电器系统的维修保护 机 械 工 1 平台上、下 机械维修保养

总 计 40 注： 此表为一个作业班施工配备人员，未计后勤、行政等人员。 4

度的95％。 6.4.1.2 钢架 (1) 钢架结构型式及其接头，应简单牢固，并尽可能定型化。 (2) 钢架相互之间应用纵撑连接牢固，构成整体。 (3) 当施工区段很短或可能发生纵向荷载时，应设置纵向斜撑，以防钢架倾倒。 (4) 钢架基础上的浮渣必须清除，地层松软时应加设钢垫板。 (5) 钢架架设后应迅速喷射混凝土，且应保证混凝土保护层的设计厚度。 (6) 钢架就位后，其与围岩之间应用楔块楔紧，楔块的个数在10个左右。 (7) 预支护的锚杆或钢管应从钢架的腹部穿过，其尾端应与钢架焊接牢固。 6.4.2 材料质量要求 6.4.2.1 锚杆材料必须按规定逐批进行检验。钢架材料的质量必须符合设计要求。 6.4.2.2 砂浆锚杆 (1) 应优先使用普通硅酸盐水泥，条件不具备时可使用矿渣硅酸盐或火山灰硅酸盐水泥。 (2) 水泥砂浆强度等级不得低于C20。配合比（质量比）：水泥：砂：水宜为1：（1～1.5）：(0.45～0.5），砂的粒径不宜大于3mm； (3) 砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。 (4) 早强水泥砂浆锚杆采用硫铝酸盐早强水泥并掺早强剂；注浆作业开始或中途停止超过30min时，应测定砂浆坍落度，其值小于l0mm时，不得注入罐内使用。 (5) 宜采用清洁、坚硬的中细砂，粒径不宜大于3mm，使用前应过筛。 (6) 锚杆杆体应调平直、除锈和除油。 6.4.2.3 楔缝式锚杆 (1) 楔头与楔缝的尺寸和配合情况应符合锚固要求。 (2) 检查锚杆尾部螺栓和螺纹的配合情况。 (3) 备齐配套工具，做好螺扣的保护措施。 6.4.2.4 胀壳式锚杆 (1) 锥形螺母、内锚头(胀壳)的尺寸应符合锚固要求。 (2) 螺纹应配合良好，使得拧紧杆体时能顺利地将内锚头胀开。 (3) 备齐配套工具，做好螺扣的保护措施。 6.4.2.5 缝管式锚杆 (1) 必须检查管径，同批成品管径径差不宜超过0.5mm。 (2) 根据围岩情况选择钻头，使钻头直径符合设计要求。 (3) 安装用冲击器尾部必须淬火，硬度宜为HBC48～53。 (4) 钻杆长度必须大于锚杆长度。 6.4.2.6 早强药包锚杆 (1) 树脂或快硬水泥等粘结剂必须是粘液或糊状，能填满空隙、包裹杆头，并且迅速地凝为固体、卡住锚杆。 (2) 安装前应检查树脂卷、水泥卷等药卷的质量，变质者不得使用。 兰州交通大学博文学院课程设计（论文） 5 (3) 杆体可用普通3号圆钢加工而成。 6.4.2.7 中空注浆锚杆 根据需要可选用自钻式和非自钻式。锚杆杆体、垫板、螺母、止浆塞以及注浆接头等均应符合设计要求。 6.4.2.8 钢架 (1) 所用钢材进场时按批量和型号分批试验。检验内容包括对标志、厂家、品种、数量、外观检查，并按规定抽样做力学性能试验，进口钢材还需做化学试验分析，符合要求才能使用。 (2) 钢筋工、电焊工应持证上岗，以保证钢架制作质量。 (3) 现场制作时，经对设计图重新确认无误后，进行实地放样，先加工一榀完整的钢架，进行现场拼装，检查其尺寸、焊接质量等，符合要求后再批量加工。 (4) 加工完毕后，对成品尺寸，质量进行检查，发现问题，及时解决处理，保证产品合格。 (5) 钢架成品应编号，并按顺序码放。 6.4.3 职业健康安全要求 (1) 作业时应保证足够的通风与照明。爆破后在掌子面上形成的危石应清除干净，以保证施作锚杆与钢架时的安全。 (2) 指定专人按规定进行锚杆抗拔力试验，防止锚杆滑脱造成事故。 (3) 粘结式锚杆施工时，注浆人员必须穿带防护用具(胶皮手套、口罩、眼镜、防护罩等). (4) 在注浆作业开始前和结束后，应认真检查、清洗机械管路及接头。检查后，应经过试运转方可开始正式作业，以防止发生剧烈振动、管路堵塞现象。 (5) 当发生注浆管路或接头堵塞时，需在消除压力之后，方可进行拆卸及维修。 6.4.4 环境要求 锚杆与钢架在现场制作时，应及时清理剩余的边角材料。粘结式锚杆施工时，应按工艺规程施作，保证粘结剂不外泄，避免污染环境。

6.5 施工工艺 6.5.1 工艺流程 6.5.1.1 锚杆 不同类型的锚杆，其工艺流程有所不同。 (1) 砂浆锚杆 钻孔注浆插入锚杆封堵孔口(最好用垫板与螺帽，也可用废水泥纸袋塞堵，以防止浆液外流)。 (2) 楔缝式锚杆 钻孔插入锚杆在锚杆尾端施加冲击力上好垫板拧紧螺帽。