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玻璃纤维注浆锚杆技术.doc

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玻璃纤维注浆锚杆技术
1、前言
近年来，随着地下工程的大量建设，机械化施工程度不断提高，国外的隧
道施工新技术、新工艺陆续被国内众多工程采用。玻璃纤维注浆锚杆作为国内
新引进的隧道“新意法”施工工法的配套技术，其技术可行性和经济性已受到
隧道工程界的广泛关注。
玻璃纤维锚杆主要由玻璃纤维和增强聚合物构成，其性能取决于玻璃纤维
和聚合物的类型及锚杆横断面形状等。由于玻璃纤维、聚合物材料的优异性能
及其横断面型状易于改变的特点，所以可满足不同工程的特殊要求。
玻璃纤维注浆锚杆具有以下特点：
1.可挖除。在地下工程采用玻璃纤维注浆锚杆预加固后地段，开挖机械（盾
构机、单臂掘进机、铣挖机等）可直接开挖破除通过，不损坏刀具，为实现隧
道的机械化高效施工提供了可靠保证；
2.杆体全段锚固，锚注结合。玻璃纤维锚杆配合分段注浆管注浆，不但为
杆体全段提供锚固力，同时加固了杆周岩体；
3.强度高、重量轻。高性能的玻璃纤维锚杆的抗拉强度可达到钢质锚杆的
1.5倍；重量为同种规格钢质锚杆的1/4~1/5；
4.安全性好。防静电、阻燃、高度抗腐蚀、耐酸碱、耐低温等优点；满足
地下工程安全生产的要求。
2、玻璃纤维锚杆的性能测试
对玻璃纤维锚杆的玻璃纤维条片经过基本的材料力学性能试验。
（1）抗拉强度测试
玻璃纤维条片具有较高的抗拉强度，其试验参考美国ACI440.3R－04【3】中
的相关试验方法进行。
试验内容：考虑实际的工程需要，分别选取8种型号的玻璃纤维条片试件，
进行拉伸试验。
试验方法：取长度45cm的玻璃纤维条片，在符合国家检测标准的万能材
料试验机（CSS－WAW500DL）上进行，并且记录试件破坏时的抗拉强度。试
验结果见表1。
2

玻璃纤维条片抗拉试验结果表
表1

规格 宽（mm） 厚（mm）
截面积（mm2） 极限荷载（KN） 抗拉强度（MPa） 极限应
变
FL20×5 20 5 100 57.5 575 2.50%
FL30×5 30 5 150 84.5 563 2.40%
FL30×7 30 7 210 118 562 2.37%
FL40×4 40 4 160 89 556 2.50%
FL40×8 40 8 320 177 553 2.40%
FL40×10 40 10 400 211 528 2.30%
（2）剪切强度测试
试验内容：分别选取8种型号的玻璃纤维条片试件，进行剪切试验。
试验方法：取长度10cm的玻璃纤维条片，在符合国家检测标准的万能材
料试验机上进行剪切试验，并记录试件破坏时的剪切强度。剪切强度试验结果
见表2。
玻璃纤维条片剪切试验结果表 表2

规格 宽（mm） 厚（mm）
截面积（mm2） 极限荷载（KN） 剪切强度
（MPa）
FL20×5 20 5 100 10.5 105
FL30×5 30 5 150 15.75 105
FL30×7 30 7 210 22.6 108
FL40×4 40 4 160 16 100
FL40×8 40 8 320 35 109
FL40×10 40 10 400 45 113
（3）扭矩测试
由于许多注浆锚固工程对注浆管扭矩有一定的要求，玻璃纤维锚杆也进行
了扭矩测试。扭矩试验在剪切扭转试验台上进行，对玻璃纤维条片试件进行扭
矩测试，测试结果见表3。
玻璃纤维条片试件扭矩试验结果表 表3

规格 扭矩（Nm） 规格 扭矩（Nm）
FL20×5 35 FL40×4 37
FL30×5 30 FL40×10 49
FL30×7 34 FL40×15 55
3

从试验结果可以得出，玻璃纤维锚杆是一种脆性材料。材料的线弹性关系
明确，材料的抗拉强度高（与同面积的钢材抗拉强度相当），抗剪和抗扭强度低。
3、玻璃纤维注浆锚杆的构造
玻璃纤维注浆锚杆主要由两个部分组成：第一部分为玻璃纤维属性的加强
锚固构件，第二部分为注浆管路构件，注浆管内可套入止浆塞进行定向定域注
浆。具体如下图所示：
④注浆管
③固定连接件
②溢浆孔

①玻璃纤维条片

①
①

①
②
②

②

③

④
④

③
②
②
①

①

a 三片件 b 两片件
图1、玻璃纤维锚杆结构剖面图

图2 玻纤注浆管示意图 图3 玻纤注浆锚杆组合构造图
4、玻璃纤维锚杆的应用范围
玻璃纤维注浆锚杆主要应用在施工难度较大的机械化施工工程（如：城市
地铁、越江隧道、超浅埋隧道等）中的土体锚固改良，易挖除性是玻璃纤维锚
杆优越于钢质注浆管的主要特点之一，使之适用于TBM、盾构等机械化施工而
不会损坏刀具。可以应用在以下几个方面：
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（1）配合隧道“新意法”施工，超前预支护加固隧道掌子面
当隧道掘进过程中遇到大规模的不良地质段（如：溶洞、断层等）或下穿江
河、高楼等物体时，传统的方法是孔口前进式分段注浆或钻杆内水平后退注浆，
然后施作管棚，最后分部开挖通过。根据工程难度不同，分部多少不一，有些
工程分部达8部之多，施工进度慢，工作效率低。
如果隧道采用“新意法”施工，使用玻璃纤维注浆锚杆对隧道掌子面正前方
进行预注浆加固，则加固后可采用全段面法开挖通过，提高工程进度，降低施
工风险。两种工艺的对比如图4、图5所示。

台阶法开挖
孔口注浆加固不良地质段管棚管棚不良地质段孔口注浆加固

a 传统施工方法超前预加固 b 分部开挖
图4 隧道传统的预注浆加固与开挖示意图

玻璃纤维锚杆注浆加固
拱部超前支护

不良地质段

铣挖机或
盾构机
机械全段面开挖

玻璃纤维锚杆注浆加固
拱部超前支护

a 玻璃纤维锚杆注浆加固 b 机械全断面开挖
图5 采用玻璃纤维锚杆注浆加固与开挖示意图
（2）作为隧道盾构机始发井的抗侧压无金属加固墙
过去十几年间，用盾构机开挖的隧道逐渐增多，这种方法一个很大的问题
就是始发井的安全。始发井经常建造得非常深(通常在20~40米以下)，且开挖
断面较大，背后土压及水压也很大，需要在始发井周围注浆加固，以形成抗侧
压围护结构，来保证隧道的安全。
采用传统注浆方法加固的土体，由于土的分层性，往往使注入的浆液形成
浆脉也成层状分布，上下层之间联结力小，自稳拱形成的地方距隧道断面较高，
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盾构机在掘进过程中承受上层土压力较大，则极易造成盾构方向偏移等安全隐
患。由于玻璃纤维锚杆注浆是锚注一体工艺，则被加固土体会因管材的锚固作
用而形成一个整体，在掘进过程中能及时在开挖轮廓线上方形成自稳拱，有效
的遏制地层对盾构机的压力，控制地表下沉，提高工程施工的安全性。
采用玻璃纤维锚杆工艺进行注浆加固，因为在注浆土体中嵌入玻璃纤维构
件的锚固效应将大大提高土体的抗侧压能力，将会使盾构始发井周围加固面积
大大减小，从而减小始发井维护结构的厚度。如下图所示：

自稳拱
自稳拱

盾构机
盾构机

a 采用普通注浆方法加固 b 采用玻璃纤维锚杆工艺
加固
图6 不同注浆工艺盾构掘进时自稳拱形成位置及效果对比图

始发井始发井
外扩加固范围

a 采用普通注浆方法加固始发井 b 采用玻璃纤维锚杆工艺加
固始发井
图7 注浆加固面积对比图
（3）隧道TBM超前小导洞工法的径向注浆加固
用小直径TBM隧道掘进机开挖一条直径3.5～5m的导洞来设计和施工大型
公路、铁路、地铁隧道和水工隧道，是西方国家近年来普遍采用的修建大型隧
道的做法。在亚洲，日本和我国的一些周边国家也有很多隧道采用TBM导洞
扩挖施工的实例。其中通过小导洞对不良地质段进行径向注浆，使隧道周围围
岩得到改良，然后再进行全断面扩挖的施工工艺，是TBM小导洞整体工法中
处理软弱围岩的最有效的方法。其中该工艺最为先进的地方就是使用了玻璃纤
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维注浆锚杆，使隧道围岩得到改良的同时，也大大提高了TBM全断面掘进或
钻爆法扩挖的施工进度。工法断面图如下图所示。

玻璃纤维注浆锚杆
隧道全断面开挖轮廓线
导洞
注浆锚固范围外轮廓线

图8 隧道TBM小导洞法辅助使用玻璃纤维锚杆工艺断面示意图
5、应用前景
北京中铁瑞威铁道工程技术有限公司，多年来始终关注国外隧道施工新技
术、新工艺的发展，以国外先进技术为导向，自主研发了玻璃纤维注浆锚杆。
国产化后的玻璃纤维注浆锚杆其性能大体与国外相当，其价格可以大大降低。
随着国内地下工程建设中“新意法”施工的创立与推广，可使“新意法”中软
岩加固的施工成本大大降低，为“新意法”在隧道施工中推广与应用提供了条
件。

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玻璃钢锚杆工艺流程

玻璃钢锚杆工艺流程

玻璃钢锚杆工艺流程
玻璃钢锚杆工艺流程如下：1. 材料准备：选择适当的玻璃纤维布和环氧树脂作为材料，并进行切割和搭配。

2. 表面处理：清洁和抛光锚杆的表面，确保其光滑且无杂质。

3. 树脂混合：将环氧树脂与其固化剂混合，按照一定的比例进行搅拌。

4. 布料浸涂：将切割好的玻璃纤维布浸泡在树脂混合液中，保证其充分湿润。

5. 包覆：将浸泡好的玻璃纤维布包覆在锚杆表面，确保整个表面都被覆盖。

6. 充填：使用特殊工具将树脂混合液注入锚杆中，填充其中的空隙。

7. 固化：等待锚杆固化，通常需要一定的时间。

8. 修整：将固化后的锚杆表面进行修整，确保其外观平整。

9. 检测：对制作好的玻璃钢锚杆进行质量检测，包括弯曲和拉伸强度等。

10. 包装：将制作好的玻璃钢锚杆进行包装，便于运输和存放。

这是一种常见的玻璃钢锚杆工艺流程，具体操作可能会根据不同的产品和工艺要求有所调整。

诚鑫达玻璃钢锚杆玻璃钢锚杆生产技术全螺纹玻璃钢锚杆成型机是一

诚鑫达玻璃钢锚杆玻璃钢锚杆生产技术全螺纹玻璃钢锚杆成型机是一

诚鑫达玻璃钢锚杆玻璃钢锚杆生产技术全螺纹玻璃钢锚杆成型机是一种新型生产一次成型玻璃钢锚杆的高科技产品，可加工不同型号的产品，玻璃钢锚杆的主要组成成分是玻璃纤维、改变锚杆性能的树脂和固化剂等。

全螺纹玻璃钢锚杆成型机是生产全螺纹玻璃钢锚杆的机器，主要由预成型、液压牵引，电气控制系统，自动切割等系统组成。

结构示意图如下：它的具体成型过程为：放置在纱架上的玻璃纤维通过过丝板送至浸料槽，浸料槽内盛有树脂，玻璃纤维丝通过浸满树脂。

浸满树脂的玻璃纤维丝经过预成型系统时合拢成束，在模具内经加热器加热熔融，通过液压系统挤压成型，然后送至切割系统进行切割，最后检验入库。

玻璃钢锚杆成型机的研制成功，是煤炭行业及相关行业玻璃钢锚杆系列产品生产的最佳选择。

玻璃钢锚杆特点玻璃钢锚杆是采用玻璃纤维、增强树脂经拉挤缠绕复合而成型的表面粗糙式或全螺纹杆体，配以托盘、螺母等构件组成的锚杆。

主要用于煤矿岩巷、半煤岩巷、煤壁、围岩面、边坡锚固及其它各类地下工程的支护。

玻璃钢锚杆是用玻璃钢专用不饱和聚酯树脂为基础材料，以玻璃钢纤维为增强材料复合而成。

由于专用树脂良好的化学性能和玻璃纤维高强度的特性，再加上特殊的制作工艺，决定了玻璃钢锚杆具有其他材料无法比拟的性能优势。

玻璃钢锚杆的主要特点：强度高：杆体抗拉强度≥300MPa；扭矩≥40N·m、抗拉强、重量轻、是同样规格金属锚杆约1/5;可切割、不易损坏切割机、表面抗静电、阻燃、切割不产生火花、抗腐蚀、隔热绝缘、持久耐用、与树脂锚固剂结合力好。

玻璃钢锚杆其特征在于：玻璃钢锚杆通过圆弧齿形螺纹套装玻璃钢螺母,玻璃钢螺母靠近玻璃钢托盘的一端延伸缩小形成颈部,玻璃钢托盘套装在所述玻璃钢螺母的颈部上,玻璃钢锚杆的中间段为光杆结构。

本实用新型抗拉、抗剪、抗扭强度强,生产成本低,支护效果好,可适用于一切具有易燃易爆的特殊环境。

由于可切割，不会产生火花而引起瓦斯爆炸，对巷道安全施工极为有利，特别适用于高瓦斯区；玻璃钢锚杆杆体的强度高；国家标准为>300兆帕，实际诚鑫达玻璃钢锚杆检验结果600兆帕左右，请审阅我公司在安标国家检验中心作的报告. 抗拉强度能与Q235碳素钢比美。

锚杆注浆技术作业指导书

锚杆注浆技术作业指导书

锚杆注浆技术作业指导书一、概述地下厂房系统辅助洞室工程系统锚杆及局部随机锚杆采用全长粘结型普通水泥砂浆锚杆，砂浆强度等级按不同部位设计为M20及M25两种，锚杆注浆的饱满程度与质量好坏直接关系到围岩稳定与洞室安全。

本锚杆注浆技术作业指导书的适用范围：地下厂房系统辅助洞室工程系统锚杆及局部随机锚杆注浆，具体包括尾水施工支洞、进厂交通洞、尾水调压井交通洞、主变排风洞兼施工支洞、母线排风洞兼施工支洞、主厂房进风洞等隧洞及目前①、②、③洞等边坡锚杆注浆。

二、施工程序施工程序原则如下：施工准备、浆液拌制、注浆及锚杆安装。

1、施工准备。

砂浆搅拌机、锚杆注浆机、注浆管、作业平台车或脚手架平台的搭设到位，配备磅称及量水桶，确保设备完好，注浆管路畅通，水、电接到工作面并能满足施工要求。

锚杆孔应按设计要求、监理通知或现场监理工程师要求规定的孔深、孔径、倾向、倾角施钻并冲洗或吹洗干净，满足注浆要求。

2、浆液拌制。

砂浆强度等级按不同部位，设计为M20及M25两种，尾水施工支洞、①、②、③洞等边坡砂浆强度为M20，进厂交通洞、尾水调压井交通洞、主变排风洞兼施工支洞、母线排风洞兼施工支洞、主厂房进风洞等隧洞砂浆强度为M25。

浆液按设计和试验室提供的配比用磅称称好水、水泥、砂的用量，并在施工现场用砂浆搅拌机拌制均匀，随拌随用。

3、注浆及锚杆安装。

注浆及锚杆安装根据锚杆倾角方向（上倾或下倾）的不同可分为隧洞顶拱注浆及锚杆安装和隧洞边墙、洞口边坡注浆及锚杆安装两种。

⑴、隧洞顶拱注浆及锚杆安装。

采用先注浆后安插锚杆的程序施工。

注浆时将注浆管插至距孔底50~100mm，在灌浆压力下慢慢将注浆管拔出，保证注浆饱满。

注浆管外径宜略小于孔径，防止过多浆液沿注浆管壁流出；注浆管上宜用红色油漆标上孔深长度标记，确保注浆管插入孔内足够深度；控制灌浆压力，以能使浆液缓慢压出为宜，孔口压力应略大于零。

注浆管拨出后立即用水泥纸、棉衫、破布等物封堵孔口，随后立即安插锚杆，并将孔口用水泥纸、棉衫、破布等物堵塞，防止过多浆液倒流（若锚杆插入孔底后，孔口均无浆液溢出，应及时补注），注浆饱满且锚杆插至孔底后，打入木楔子固定锚杆，并将孔口封堵严密，防止锚杆松动、浆液流出。

注浆锚杆施工方案

注浆锚杆施工方案

注浆锚杆施工方案1. 引言注浆锚杆施工是一种常用的土木工程加固方法，通过注入浆液，将锚杆与周围土体形成一体化结构，增强土体的承载能力和抗拉强度。

本文档将介绍注浆锚杆施工的方案和步骤，并探讨其应用领域和注意事项。

2. 注浆锚杆施工的步骤2.1 准备工作在开始注浆锚杆施工前，需要进行一系列准备工作：•确定施工区域，并进行现场勘察。

•制定详细的施工方案和施工图纸。

•采购所需材料和设备，如注浆机、浆液、锚杆等。

2.2 施工准备施工前需要将施工区域清理干净，并确保施工现场的安全。

同时，检查所使用的材料和设备是否符合要求，确保施工的顺利进行。

2.3 钻孔在施工现场确定好钻孔位置后，使用钻机进行钻孔作业。

根据设计要求，确定钻孔的深度和直径，并确保钻孔的垂直度和精度。

2.4 安装锚杆将锚杆安装到钻孔中，确保锚杆的质量和尺寸符合要求。

使用专用工具将锚杆固定在钻孔中，以确保其稳定性和可靠性。

2.5 注浆在锚杆安装完成后，开始进行注浆作业。

首先，选择适当的浆液，根据设计要求和现场情况确定注浆的压力、注入速度和注入量。

然后，使用注浆机将浆液注入锚杆孔洞中，直到填满整个孔洞，并确保浆液充分渗透到周围土体中。

2.6 后处理注浆完成后，进行后处理工作。

将施工现场清理干净，清除杂物和浆液残留物。

对锚杆进行检查，确保其安装和注浆质量符合要求。

3. 注浆锚杆施工的应用领域注浆锚杆施工在土木工程中有广泛的应用，特别适用于以下领域：•基础加固：注浆锚杆可以增加地基的稳定性和抗震能力，提高建筑物的整体结构安全性。

•边坡防护：通过注浆锚杆固定边坡，可以防止边坡的滑动和崩塌，保护周围的建筑物和交通设施安全。

•坑道工程：注浆锚杆可以增强地下隧道和坑道的岩壁稳定性，防止地层的塌方和坍塌。

•桥梁加固：在桥梁结构中使用注浆锚杆可以增加桥梁的承重能力和抗震性能，延长其使用寿命。

4. 注浆锚杆施工的注意事项在进行注浆锚杆施工时，需要注意以下事项：•确保施工过程中的安全性，采取必要的安全防护措施，如佩戴安全帽、穿戴防护服等。