1.概述
为使普通砂浆锚杆现场施工操作程序化、规范化,确保工程的施工质量,特编制本标准化手册,用于指导本工程普通砂浆锚杆的现场施工。本工程设计上主要采取了普通砂浆锚杆或预应力锚杆+挂网+喷混凝土支护方式,其中普通砂浆锚杆规格主要包括C25 L=4.5m(入岩长度4.4m)、C28 L=6.0m(入岩长度5.0m/5.9m)、C32 L=9.0m(入岩长度8.0m)等,砂浆强度等级为M25。
2.施工工艺流程
本工程普通砂浆锚杆按“先注浆后插杆”工艺施工,特殊地质洞段及顶拱大于6.0m长度以上的普通砂浆锚杆可采用“先插杆后注浆”工艺施工,两种工艺的施工程序分别如下框图所示:
2.1先注浆后插杆工艺
测量放线 制 浆 锚杆制作 基面清理 造孔 清孔 注浆 安插锚杆 封孔及待强 质量检查
2.2先插杆后注浆工艺
测量放线 锚杆制作 制 浆 基面清理 造孔 清孔 安插锚杆 注浆 封孔及待强 质量检查
3.施工工艺
3.1施工准备 3.1.1技术准备
施工前,应由专业工程师向现场技术人员、管理人员、作业人员进行技术交底和质量交底,并确认人员、设备、材料、机具、作业环境满足正常作业的要求。现场交底情况见右图1。
第 1 页 共 6 页 3.1.2原材料和配合比准备
(1)锚杆支护的材料及性能见表1。
表1 砂浆锚杆材料及性能 材料名称 水泥 砂 水 减水剂 锚杆 锚垫板 技术要求 采用业主统供的强度等级P.O.42.5水泥。 采用业主统供的机制砂,砂料为粒径小于2.5mm的中细砂,使用前应过筛。 业主水厂提供的系统生产用水。 采用业主统供的减水剂。 锚杆材料应按设计图纸的要求,采用业主统供的三级热轧螺纹钢。 锚垫板采用Q235钢,其尺寸为200mm×200mm×8mm; (2)配合比 根据监理工程师的审查意见:本标段普通砂浆锚杆现场施工所用的砂浆稠度及施工配合比分别如表2、表3所示:
表2 砂浆稠度表 注浆工艺 先注浆后插杆 先注浆后插杆 先插杆后注浆 施工部位 顶拱竖直向和倾斜向锚杆 边墙水平向锚杆 顶拱及边墙锚杆 砂浆稠度值(cm) 6~7 7~9 7~9 表3 M25砂浆配合比表 强度 等级 水∶灰∶砂 M25 0.45:1:1.50 配合比 减水剂掺量(%) 0.3 缓凝剂掺量(%) / 稠度(mm) 90~110 每方材料用量(kg/m3) 水 361 水泥 801 砂 1203 减水剂 2.403 缓凝剂 / 3.1.3机具准备
结合洞室开挖方法、支护强度,每个班组配置的主要机械设备见表4。
表4 主要机械设备表(每班) 序号 1 2 3 机械设备名称 砂浆注浆机 汽车吊(操作平台) 三臂/两臂凿岩台车 数量 1台 1台 1台 适用于大洞室 备注 第 2 页 共 6 页 4 5 6 7 8 手风钻 空压机 切割机 稠度仪 电子称 10台 2台 1台 1台 1台 适用于小洞室 3.1孔位布设
按照设计图纸进行现场锚杆放样,并用油漆按指定的符号作好标记。现场锚杆孔位布设情况见右图2。
(1)先由测量员测量出施工区域的起始桩号及基准高程,桩号应按锚杆排距的5 /10倍数做出标记,对于转弯洞段等特殊部位其桩号标识可适当加密。然后由测量员配合现场技术员利用测距工具根据设计间排距布设锚杆孔位,有特殊要求的部位,锚杆孔位全部采用测量仪器测量布设。
(2)对于不同规格或者不同类型的锚杆,应采用不同颜色的油漆或相同颜色油漆采用不同标记符号进行孔位标记,以便于现场辨识。
3.2造孔
锚杆孔一般采用三臂凿岩台车造孔,小洞室锚杆可采用手风钻进行造孔。采用“先注浆后插杆”工艺时钻头直径应大于锚杆直径15mm;采用“先插杆后注浆“工艺时钻头直径应大于锚杆直径25mm。
施钻时钻头要对准锚杆孔孔位标记下钻,系统锚杆的钻孔方向一般应垂直于洞室开挖轮廓线。为了准确地控制造孔的角度,在施钻时可由当班技术员用量角器配合操作手一起控制钻杆的方向,使造孔角度符合设计要求。锚杆造孔完成后用高压水枪或风枪将孔清洗干净。现场钻孔施工情况见右图3。
表5 不同规格锚杆与钻头直径对照表 锚杆规格 钻头直径(mm) C25 L=4.5m ≥φ42 C28 L=6.0m ≥φ48 C32 L=6.0m ≥φ57 C32 L=9.0m ≥φ57 注:本表中的钻头直径用于“先注浆后插杆”工艺施工的锚杆。 3.3锚杆制作
第 3 页 共 6 页 锚杆统一由项目部综合加工厂进行制作。材料采用业主提供的III级螺纹钢筋,锚杆加工完成做好标识后统一堆放,同时做好防潮工作,待现场需要使用时采用载重汽车配合人工运至作业现场。对于带有垫板的锚杆,应做好外露丝牙段的保护。采用“先插杆后注浆工艺”时,其进浆管采用φ16PE管,排气管采用φ8PE管。为便于现场质量管理,排气
管、进浆管宜采用不同的颜色以示区别。
先插杆后注浆锚杆结构图(以C28,L=6m砂浆锚杆为例)
3.4砂浆拌制
锚杆所用的砂浆均用砂浆搅拌机在现场拌制。拌制砂浆时按照监理工程师批准的施工配合比(见表2、表3)的配合比转换成现场拌制配合比(见表5),各种原材料经过准确称量后顺序投入搅拌缸内,具体投料顺序为:砂—水泥—水(外加剂融入水中一并加入),砂浆搅拌时间不少于3分钟。
称量方式采用标准定制化(见右图4和图5),便于严格控制砂浆各成分原材料的重量,确保称量准确、操作方便。砂浆要拌和均匀,随拌随用,一次拌和的砂浆应应尽快使用,拌和后超过1h的浆液应予以废弃。
表6 现场实际拌制配合比表 材料名称 材料用量(kg/盘) 水 20(2桶,每桶10kg)+3=22.5 水泥 50(1袋) 砂 减水剂 75(30.15袋,每(150ml,袋用量杯) 25kg) 第 4 页 共 6 页 3.5注浆
锚杆注浆采用8t/12t吊车作为操作平台。 锚杆注浆采用锚杆注浆机进行灌注,注浆时 将注浆管管口锯成45度坡口并插至距孔底 50~100mm,在注浆压力顶推下将注浆管 慢慢退出,保证注浆饱满,现场施工情况 见图6。
(1)先注浆后插杆工艺
采用“先注浆后插杆”工艺时,注浆管采用φ25PVC管。当注浆机打开泵阀开始注浆且待砂浆溢出PVC注浆管管口时将PVC注浆管徐徐插入孔内,注浆管应在浆压作用下缓慢推出,严禁人工拖拽注浆管。注浆管退出过程中,注浆机操作人员应注意观察缸内的剩余砂浆量和压力表读数的变化。缠绕在注浆管上的棉纱固定在孔口,禁止随管路运动,当注浆管完全退出后,可直接利用棉纱堵住孔口,防止砂浆流出孔外。注浆完成后应立即将锚杆杆体插入孔内。
(2)先插杆后注浆工艺
采用“先插杆后注浆”工艺时,锚杆注浆管及排气管已提前安装在杆体上,锚杆安装完成后即可开始注浆。上仰孔的排气管应延伸到孔底,水泥砂浆从孔口注浆管注入,直到排气管返回浓浆为止;对于下倾孔,注浆管应插至孔底位置,水泥砂浆从注浆管注入,直到孔口排气管返回浓浆为止。灌浆过程中若发现有浆液从附近岩石裂隙流出时可采用速凝锚固砂浆进行堵填,以免继续流浆。
3.5锚杆安插
锚杆安插采用8t/12t吊车作为操作平台,人工进行安插作业。现场施工情况见图7。 (1)先注浆后插杆工艺
1)浆液注满后立即插杆,锚杆插送方向要与孔向一致,插送过程中要适当旋转(人工扭送或管钳扭转),但不得大幅度摇摆或反复抽插。
2)锚杆插送速度要缓、均,有“弹压感”时要作旋转再插送,采用自制套管控制锚杆外露长度。锚杆安装后,不得随意敲击、碰撞和拉拔锚杆。
③锚杆安插后采取孔口堵塞防止浆液倒流,然后打入木楔子固定锚杆。 (2)先插杆后注浆工艺
当采用“先插杆后注浆”工艺时,在锚杆安装前应检查灌浆管及排气管的安装情况,
第 5 页 共 6 页 锚杆插入孔内后可采用锚固砂浆或其他材料封堵好杆体与孔口之间空隙以保证不漏浆。
3.6质量检查
锚杆注浆结束3天以后,即可根据现场施工情况对锚杆砂浆密实度和锚杆长度进行无损检测。
4.质量控制标准
(1)锚杆孔的钻孔应按设计图纸布置的钻孔位置进行,其孔位偏差应不大于15cm;孔深偏差值不大于50mm。
(2)锚杆孔的孔轴方向、钻孔的偏差角应符合设计要求。 (3)锚杆杆体长度符合设计要求。
(4)锚杆实测入岩长度大于等于设计长度的95%,检测频率不小于10%。 (5)锚杆砂浆密实度大于等于80%,检测频率不小于10%。 (6)锚杆砂浆强度满足设计要求。
5.质量控制要点
(1)锚杆使用原材料(水泥、砂、外加剂、钢筋等)必须有出厂质量证明文件和质检合格证,且其类型、规格、性能等应符合设计要求和国家现行有关技术标准的规定。
(2)锚杆孔的孔向应满足施工图纸要求,系统锚杆孔向应垂直于开挖面;局部加固锚杆的孔向应与可能滑动面的倾向相反,其与滑动面的交角应大于45°。
(3)砂浆拌制的配合比和投料顺序满足要求,且砂浆和易性好。
(4)砂浆稠度控制要求:先注浆后插杆的洞室顶拱锚杆砂浆稠度一般控制在6~7cm,先注浆后插杆的洞室边墙锚杆和先插杆后注浆锚杆砂浆稠度一般控制在7~9cm。
(5)砂浆应拌和均匀,随拌随用。砂浆中严禁石块、杂物混入。
(6)锚杆安装插杆过程中,必须有浆液挤出才能证明孔内浆液密实,如锚杆插到孔底没有任何浆液挤出,则必须拔出锚杆重新注浆。
(7)锚杆安装插杆过程中,控制好锚杆外露长度,并满足设计要求。 (8)锚杆安装后,不得随意敲击。
(9)锚杆原材料、半成品及成品检验和检测频率须满足标准和规范要求。
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