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隧道施工塌方、冒顶的终结者!
文章来源:鱼泡隧道  提供人:刘刚  提供日期:2022-12-11

随着交通基础设施力度的加大,在隧道、地下室和边坡中,作为能充分发挥岩体自稳能力的锚固技术已得到迅速发展,锚杆支护是提高岩土工程稳定性的一种最经济有效的方法。显示出广阔的发展前景。

隧道施工中常常采用锚杆支护方式,将制好的杆柱打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中,利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板(亦可不用),或依赖于粘结作用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果,以达到支护的目的。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。

在实际施工中,常用的有普通砂浆锚杆和中空注浆锚杆。那么如何选择安全和可靠的锚杆结构形式,避免因锚杆缺陷而造成塌方冒顶事故和其他工程病害,确保工作的长期稳定,就成为当前岩土界一直无法回避的重要问题。今天我们就来对比分析下两者之间的优缺点。

普通砂浆锚杆的技术缺陷

工程实践表明,普通砂浆锚杆虽然具有成本低、施工简便等优点,但其自身的技术缺陷对锚杆工程质量和锚固效果有着致命的威胁,这是不容忽视的。普通砂浆锚杆的主要缺陷有:

1、普通砂浆锚杆通常采用先灌注后插筋的工艺,而正是因此对注浆饱满度影响较大,特别是当施工向上倾斜或者长度大于 3m 的锚杆,灌注饱满程度更难于保证。常导致实际的有效锚固区与设计要求相差甚远,而当前又缺乏检验砂浆饱满度的有效方法。锚杆的抗拔试验也无法判断这类全长粘结型锚杆是否满足设计要求(因只要在不小于锚杆体直径的 25~35 倍的长度内灌注砂浆,在极限荷载的作用下总是杆体钢材出现颈缩与破坏)。因此,当前广泛使用的砂浆锚杆留下了深深的隐患,更危险的是通常这种隐患不容易被人察觉。

2、普通砂浆锚杆一般不设垫板和螺母(有时设置垫板,但无带丝扣的螺母),无法在锚杆安装后提供托板力,锚杆的作用完全处于被动状态,只有当岩体位移时,锚杆才开始发挥作用。这就不利于控制岩体开挖后早期的松动与位移。

3、由于锚杆施工中砂浆饱满度难以控制,钻孔内的空隙、空腔以及杆体钢筋裸露现象难以避免,为地下水特别是含腐蚀介质的地下水的入侵提供了通道,导致钢质杆体锈蚀,严重影响杆体的耐久性。

4、在软弱破碎的岩体等不良地层中钻孔,拔出钻杆后,常出现塌孔现场,普通砂浆锚杆的应对能力差。

杭州图强工程材料有限公司

为了从根本上克服普通砂浆锚杆的弊端,改善锚杆的施工工艺和工作特性,确保锚杆工程质量。几年来,杭州图强工程材料有限公司先后开发了 RD 普通中空注浆锚杆系列、EX 钢质涨壳中空注浆锚杆系列、SD 自进式中空注浆锚杆系列和 YD 预应力中空自进式注浆锚杆,以及相应的锚杆专用注浆和扭力扳手等配套装置,形成了完整的中空注浆锚杆体系,能适应不同底层和不同设计承载力的岩土和锚固工程的要求。

产品广泛应用于公路、铁路隧道,边坡地铁、堤坝等各种地下工程和水利工程获得工程界:科研、设计、建设、施工单位的好评和推荐。产品广泛用于浙江甬台温高速公路、大溪岭湖雾岭隧道、上三高速公路马岙岭隧道、金丽温高速公路、杭金衢高速公路、四川锦广高速公路、成南高速公路、重庆渝合高速公路、梁万高速公路、云南大保高速公路等近百项重大工程。收到良好的效果,并获得有关部门 的论证和推广。

中空注浆锚杆的构造与特点

1、中空注浆锚杆采用先插入中空杆体,后在中空杆体的孔腔中由内向外灌注水泥浆,且锚孔外端口有止浆塞和托板,能有效地防止浆液的外溢,保证杆体与孔壁间的注浆饱满,这样就能沿锚杆全长传递剪应力和拉应力,确保锚固范围内的岩体得到加固。必要时,还可以实施压力注浆,使浆液向杆体周边岩体的裂隙内渗透扩散,使锚固范围内的岩体得到进一步的加固。

2、注浆凝固后,可用扭力扳手拧紧螺母,提供 10KN 左右的托板抗力在锚杆端头形成具有与机械式锚杆相似的球形压力,从而可控制岩体开挖后的初期变形,阻止破碎的岩块掉落。

3、采用涨壳中空注浆锚杆或预应力自进式中空注浆锚杆,通过拧紧螺母或张拉装置能主动地将张拉荷载传递给岩体,锚杆端部的球形或者锥形压力明显增大,并能提高软弱结构面或潜在滑移面的抗剪强度。按一定间距排列的涨壳式或自进式预应力锚杆可使锚固范围内的岩体构成压应力拱带,显著增强隧洞或边坡工程稳定性。

4、在软弱破碎、成孔困难的地层中,采用将钻杆与中空锚杆杆体合二为一(钻头留置在底层内)的自进式锚杆,并可通过连接套,方便将锚杆加长,这样就从根本上扭转了在松软破碎等不良地层中无法安设锚杆或者锚杆长度不能满足设计要求的状况。

5、中空锚杆不仅可保证杆体与孔壁间的空隙内注浆饱满,而且由于配置了锚头、止浆塞及连接套,可使杆体在锚孔内居中,从而锚杆能获得要求均匀的保护层厚度,大大提高了锚杆的耐久性。

中空注浆锚杆的经济性

说到经济效益,也许很多人会觉得砂浆锚杆在单价上要比中空注浆锚杆便宜些,但是大家不知道的是,随着这几年中空锚杆的推广及应用,其成本与与普通砂浆锚杆的成本已经相差无几。

从长期的经济及安全效益来看,中空注浆锚杆能在锚杆全长充分锚固,并能在开挖后立即提供一定的支护抗力,抑制围岩的松动和变形,避免或减缓工程施工及使用期间塌方冒顶事故或其他病害的发生。特别是杆体周围具有足够均匀的保护层厚度,大大增强了锚杆的耐久性,所以从综合角度来考虑,中空注浆锚杆要远胜于普通砂浆锚杆。

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