1、1超长系统砂浆锚杆施工技术唐俊林1.工程概况中铁十七局集团承建的某大型地下工程具有跨度大、断面边墙高、结构复杂、质量要求高、技术含量多的特点。设计采用 6.0m 全长粘结型系统砂浆锚杆，锚杆采用 25 螺纹钢制作，按 1.0m*1.0m 梅花型布置，砂浆锚杆施工过程难度大，在顶拱径向砂浆锚杆中表现尤为突出，在国内尚未形成系统的成套施工技术及成熟的施工经验，在地下工程施工中不可多见。2.施工工艺边墙(直墙)砂浆锚杆采用单管（注浆管）注浆施工工艺，即先注浆后插杆；顶拱砂浆锚杆采用双管（排气管、注浆管）注浆施工工艺，即先插杆后注浆。3.模拟试验选用长 6.0m、50PVC 管模拟锚杆孔。管的一端封闭
2、，代表孔底，另一端代表孔口。PVC 管固定于搭设好的脚手架上，使其分别与水平面成 0、90，分别代表相应角度的锚杆孔，其中 0PVC 管及90PVC 管分别采用单管及双管注浆进行模拟试验。3.1.单管注浆模拟试验如图 1 所示，0水平 PVC 管采用单管注浆施工工艺，通过试验结果得出以下结论：注 浆 管 止 浆 塞锚 杆 杆 体图 1 单 管 注 浆 示 意 图2施工操作简便、快捷，施工速度较快。砂浆终凝后剖开 PVC 管进行饱满度检测，正上方存在少量空洞，砂浆饱满度可以达到 86%。 3.2.双管注浆模拟试验如图 2 所示，90竖直向上 PVC 管采用双管注浆施工工艺，通过试验结果得出以下结
3、论：锚 杆 杆 体图 2 双 管 注 浆 示 意 图锚 杆 杆 体排 气 管 注 浆 管排 气 管 止 浆 塞施工过程中，可操作性强。砂浆终凝后剖开 PVC 管进行饱满度检测，孔底端部存在部分空洞，砂浆饱满度可以达到 85%。4.模拟试验缺陷改正4.1.单管注浆模拟试验缺陷改正通过分析，水平锚杆在注浆过程中受砂浆液体流动及自重的影响，杆体插入后少量砂浆往外流淌后在水平面正上方形成了空洞。再次试验将 PVC 管底端略低于孔口端，适当调小水灰比，注浆过程通过重力作用令砂浆往孔底汇集充满管道，插入杆体后通过锚固剂有效封堵管口，砂浆终凝后剖开 PVC 管看到砂浆密实，与管壁粘结良好，成圆棒状，饱满度达
4、到 96%，有效保证了砂浆的锚固质量。34.2.双管注浆模拟试验缺陷改正通过分析，竖直向上砂浆锚杆在注浆过程中注浆管的撤离及封堵不严密造成了砂浆的溢漏，从而形成孔底端的砂浆空洞。再次试验过程中，采用锚固剂配合橡胶止浆塞，封堵了橡胶止浆块与 PVC 管之间形成的空隙。同时在拔出注浆管过程中，运用浸泡后锚固剂包裹注浆管道同止浆塞临界处阻止浆液溢出，缓慢拔出注浆管后立即用锚固剂封堵空隙，砂浆终凝后剖开 PVC 管看到砂浆密实，与管壁粘结良好，成圆棒状，饱满度达到 96%，有效保证了砂浆的锚固质量。5.施工技术要点5.1.成孔为使各部位的锚杆孔角度均满足设计要求，锚杆孔采用 YT28型风动凿岩机套 5
5、0mm 钻头人工凿孔，由于锚杆孔深，为避免使用单一长钎导致孔眼弯曲，采用 3m、5m、7m 长短钎配合钻眼，先短后长。施工时注意控制钻孔角度、孔深，钻孔结束后用高压风或高压水将孔冲洗干净，清除孔内岩碴及孔壁岩粉，提高砂浆的粘结力。5.2.安装注浆施工所用砂浆按照审批标准配合比进行砂浆现场拌制，拌制现场配置称量装置，便于严格控制砂浆各成分原材料的重量。砂浆要拌合均匀，随拌随用，一次拌合的砂浆应在初凝前用完并严防石块、杂物混入。现场进行砂浆拌制时，要根据施工部位的不同对砂浆的稠度在试验规程范围内进行适当调整，根据模拟试验结果，竖直向上锚杆砂浆稠度可以控制在 610cm，水平锚杆砂浆稠度可以控制在8
6、12cm，更便于砂浆的灌注并保证砂浆质量。单管注浆施工时，将注浆管插至距孔底 510cm，注浆管头部制成 45斜角，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，注浆体达到距孔口 2030cm 时停止注浆，随即插入锚杆杆体。插入锚杆杆体过程中配以浸泡后锚固剂封堵孔口，防止4插入过程中砂浆大量溢漏，保证砂浆饱满度。双管注浆施工时，将内径 45mm、壁厚 11.5mm 软塑料排气管同锚杆全长捆绑牢靠，捆绑高度略低于锚杆底端 12cm，外露孔口位置 1m 左右，随杆体缓慢插入锚杆孔眼，将长 250300mm、外径 20mm 左右的薄壁钢管用速凝锚固剂固定于孔口位置，孔口空隙封堵密实，检查排气管畅通后再行注浆。在排气管有
7、稀浆溢出时可以停止注浆，此时砂浆已经饱满，随手拔出注浆管，拔出注浆管过程中锚固剂封堵同时进行。注浆开始或中途停止超过 30min 时，用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路，避免堵管，同时锚杆安装完毕后不得随意敲击杆体。6.质量保证6.1.锚杆插入超长锚杆孔形成必须采用长短钎相互配合进行钻进，防止出现采用单一长钎钻孔所形成的孔眼弯曲，导致锚杆无法插入。同时应经常检查长钎的挠度，以达到锚杆插入孔眼的要求。锚杆杆体插入孔内长度不小于设计规定的 95%。6.2.砂浆拌制砂浆严格按试验配合比进行现场拌制，其中砂浆中砂的含量以达到适合浆液稠度及流动性为标准，水灰比控制在 0.380.45 间，满足浆液既不容易
8、流出，又不容易堵塞注浆管的要求。6.3.单管注浆单管注浆过程中注浆管的拔出须缓慢匀速，避免拔出过快产生空洞。杆体插入后，若孔口无砂浆溢出，应及时补注。6.4.双管注浆双管注浆过程中应保证排气管的顺利畅通，浆液饱满度以在排气管有稀浆溢出为标准。同时孔口位置应封堵严密，降低浆液溢漏产生的空洞。56.5.锚杆安装向上砂浆锚杆在安装过程中，为避免杆体下滑，以采用小型木制楔子将锚杆与锚孔临时固定，在砂浆初凝后进行下道工序施工时对排气管及木楔予以去除。7.结束语超长砂浆锚杆施工难度大，通过模拟试验进行缺陷改正，成功的提高了的锚固质量，现场通过锚杆抗拔检测，合格率 100%，证明了施工工艺及技术的合理性及质量的可控性，有效地利用了砂浆将锚杆与孔壁牢牢地黏结在一起，充分达到了锚固的目的，得到了良好的质量保证。
