錨噴支護(hù)施工

第九章錨噴支護(hù)施工主講：孟杏微本章重點、難點：1、掌握干噴法和濕噴法；2、掌握噴射混凝土的基本材料和添加劑；3、熟悉常用的錨桿類型。2010-05-28噴射混凝土支護(hù)施工定義：噴砼是將砂石料、水泥和速凝劑、水等材料，借助噴射機(jī)高速噴敷在巖面上，形成砼噴層，用以支護(hù)圍巖。噴射混凝土施工的作用原理（1）充填黏結(jié)作用（2）封閉作用（3）結(jié)構(gòu)作用特點：能立即封閉新開挖暴露出的巖石，能很快獲得較高的強(qiáng)度。作用：1、避免巖石風(fēng)化；

2、防滲；

3、其與巖石固結(jié)并加固表面，減少隧洞周邊應(yīng)力集中。噴射混凝土支護(hù)施工噴射混凝土材料組成：水泥、砂、石、水、摻合料基本材料的選用：

1、水泥：425號硅酸鹽水泥、525號礦渣水泥。

2、砂：中砂和中粗紗（細(xì)度模數(shù)在3左右，平均粒徑為0.35～0.5mm），砂的含水率對噴射砼工藝影響很大（6％為宜）。噴射混凝土材料基本材料的選用：

3、石子：優(yōu)先選用卵石，在級配良好（表7-8）的基礎(chǔ)上，最大粒徑為15mm。

4、水：所用水質(zhì)必須滿足規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，且不影響速凝效果為宜。噴射混凝土材料速凝劑：摻入混凝土中使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑，粉狀固體，主要成分是（鋁礬土、純堿、生石灰按照一定比例燒制成的熟料）經(jīng)過磨細(xì)而制成的。噴射混凝土材料速凝劑的應(yīng)用：

作用：1、能提高砼的早期強(qiáng)度；2、降低噴射砼回彈量；3、防止因新噴射砼重力作用脫皮掉塊，可以適當(dāng)增大一次噴射的厚度，有利于開挖面的迅速支護(hù)。

不良影響：所有速凝劑對砼的長期強(qiáng)度和耐久性都有不利影響，速凝劑的凝固時間越快對砼的極限強(qiáng)度的不利影響也就越大。噴射混凝土材料速凝劑的應(yīng)用：

確定配合比：使用速凝劑前必須進(jìn)行速凝劑與水泥相容性的試驗，找出最終速凝快、強(qiáng)度高的理想實用配合比。

凝結(jié)時間：我國規(guī)范要求摻入速凝劑的砼初凝時間不得大于5min，終凝時間不得超過10min。噴射混凝土材料硅灰在噴射砼中的應(yīng)用：硅灰，又叫硅微粉，也叫微硅粉或二氧化硅超細(xì)粉，一般情況下統(tǒng)稱硅灰。硅灰是在冶煉硅鐵合金和工業(yè)硅時產(chǎn)生的SiO2和Si氣體與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝而形成的一種超細(xì)硅質(zhì)粉體材料。噴射混凝土材料提高抗壓強(qiáng)度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)密實性，提高抗化學(xué)侵蝕和機(jī)械破壞的能力；增強(qiáng)噴射混凝土與其他介質(zhì)的粘結(jié)效應(yīng)；減少回彈；大大減少粉塵。硅灰在噴射砼中的應(yīng)用：硅粉的摻量水泥質(zhì)量（％）不同齡期的抗壓強(qiáng)度（MPa）1d7d28d519.928.544.37.518.430.553.51020.030.050.4硅灰在噴射砼中的應(yīng)用：噴射混凝土材料噴射混凝土材料纖維材料的應(yīng)用：作用：在普通噴射砼中加入富于延性的纖維，可改變噴射砼的物理力學(xué)性能。表9-2

現(xiàn)狀：目前應(yīng)用最多的為鋼纖維，尤其在水電地下工程中應(yīng)用較多。

提高材料抗拉強(qiáng)度；阻止基材中原有缺陷（微裂縫）的擴(kuò)展并延緩新裂縫的出現(xiàn)；提高基材的抗變能力并從而改善其韌性和抗沖擊性。噴射混凝土材料纖維材料的應(yīng)用：纖維長度：鋼纖維長度、直徑都影響噴射砼施工性能和噴射砼結(jié)構(gòu)的性能。最適宜的長度為25～30mm，直徑為0.35～0.71mm。

用量：鋼纖維摻入率直接影響噴射砼的壓送性能和回彈。1%～1.3%噴射混凝土材料纖維材料的應(yīng)用：噴射混凝土材料纖維材料的應(yīng)用：

增加流動性的措施：鋼纖維的摻入影響砼的流動性，為了避免堵塞，可增加水泥漿量，減少骨料最大粒徑，增加骨料中含砂率，減少壓送距離，使噴射壓力保持均勻。

噴射距離：鋼纖維砼噴射距離以1m為好。

噴射厚度：應(yīng)根據(jù)噴射效率、回彈量、噴射方向、是否摻入速凝劑等因素確定。一般不小于最大骨料粒徑的兩倍。噴射混凝土材料除了以上三種摻合料外，還有一些混凝土外加劑：緩凝劑、早強(qiáng)劑、減水劑，防凍劑等等噴射混凝土的幾種工藝干噴與濕噴：圖9-1

噴射方法干噴法濕噴法定義：是將砂石料、水泥、和速凝劑干拌后，用壓縮空氣輸送至噴嘴，加水混合噴出。優(yōu)點：噴射設(shè)備簡單、使用方便，出料性能好；缺點：砼質(zhì)量不易控制，回彈率高，水泥水化不充分，干拌合料與輸送管壁摩擦產(chǎn)生的靜電作用對人體有害。定義：將砂石料、水泥和水拌合后用壓縮空氣或泵通過輸料管送到噴嘴，在噴嘴處加速凝劑，并用壓縮空氣補(bǔ)給能量后噴出。優(yōu)點：作業(yè)半徑大，粉塵少，回彈率低，砼質(zhì)量好，消除靜電作用對人體的危害。缺點：大型濕噴機(jī)械昂貴。水噴頭壓縮空氣速凝劑細(xì)骨料粗骨料水泥外加劑攪拌機(jī)干式噴射機(jī)

干噴工藝噴射混凝土的幾種工藝水噴頭壓縮空氣速凝劑細(xì)骨料粗骨料水泥外加劑攪拌機(jī)濕式噴射機(jī)濕噴工藝噴射混凝土的幾種工藝噴射混凝土的幾種工藝干噴法和濕噴法主要區(qū)別有三點：（1）水和速凝劑的施加方式不同；（2）干噴法用粉狀速凝劑，濕噴法多用液體速凝劑；（3）噴射機(jī)不同，干式噴射機(jī)和濕式噴射機(jī)。噴射混凝土的幾種工藝水泥裹砂石法噴射工藝：1、水泥裹砂法噴射工藝：

①工藝流程（圖9-2）；

噴射混凝土的幾種工藝水泥裹砂石法噴射工藝：優(yōu)點：（1）一次噴射厚度較厚，與巖面粘結(jié)力和噴射混凝土本身強(qiáng)度有所提高；（2）減少粉塵濃度和回彈量；（3）可泵性好，抗?jié)B性能好。噴射混凝土的幾種工藝水泥裹砂石法噴射工藝：2、雙裹并列法噴射工藝：

其與水泥裹砂法噴射工藝的不同，是將裹砂砂漿改為經(jīng)過裹砂和裹石處理的“雙裹砼”。噴射混凝土的幾種工藝水泥裹砂石法噴射工藝：3、潮料摻漿法噴射工藝（潮噴法）：以水泥裹砂法為基礎(chǔ)，發(fā)展而來的。如圖9-3

噴射混凝土的幾種工藝潮料摻漿法噴射工藝：噴射混凝土的幾種工藝模噴一次襯砌砼工藝：1、分類：吹入式、流入式、壓涂式、涂敷式；2、工藝流程，圖9-5；3、現(xiàn)狀；例：鷹山隧道，如圖9-4噴射混凝土的幾種工藝模噴一次襯砌砼工藝：4、時間要求：向模內(nèi)噴射砼最好要連續(xù)進(jìn)行，間隙停待時間不要超過初凝時間，否則應(yīng)做施工縫處理；5、簡易模噴法與干噴法相比，在施工中應(yīng)注意的問題。噴射混凝土的幾種工藝模噴一次襯砌砼工藝：5、簡易模噴法與干噴法相比，在施工中應(yīng)注意的問題：(1)適當(dāng)減少速凝劑的摻入量；(2)增加混凝土的水灰比；(3)因噴射距離短，可適當(dāng)降低風(fēng)壓。噴射混凝土的幾種工藝模噴一次襯砌砼工藝：噴射混凝土機(jī)具

噴射機(jī)

上料機(jī)

攪拌機(jī)

噴射機(jī)械手選擇噴射工具：1、噴射機(jī)：國內(nèi)混凝土噴射機(jī)種類較多，按照噴射料的干濕程度分為干噴機(jī)、潮噴機(jī)和濕噴機(jī)三類。其中干噴機(jī)最為廣泛，但粉塵太大。噴射混凝土機(jī)具噴射混凝土施工選擇噴射工具：1、噴射機(jī)：

轉(zhuǎn)子式國產(chǎn)噴射機(jī)應(yīng)用最廣；

國內(nèi)發(fā)明了噴射用機(jī)械手，優(yōu)點很多；國外使用砼噴射三聯(lián)機(jī)，其由三部分組成。2、攪拌機(jī)：常用普通型，有條件可選用強(qiáng)制型。配料裝置、運輸裝置、機(jī)械手干噴機(jī)濕噴機(jī)普通攪拌機(jī)強(qiáng)制攪拌機(jī)噴射混凝土施工工藝參數(shù)的選擇：1、配合比：規(guī)范要求水泥：砂：石=1:2:2。在允許的范圍內(nèi)，盡量減少石的用量，因石是回彈的主要原因2、工作壓力：正常作業(yè)時，噴射機(jī)工作罐里的氣壓。氣壓決定回彈、粉塵和砼質(zhì)量工作壓力=0.1+0.0013x輸料管長空載壓力=0.001x輸料管長噴射混凝土施工工藝參數(shù)的選擇：3、水壓：一般比氣壓高0.1MPa。4、噴嘴與受噴面的間距：1m5、噴嘴與受噴面的傾角：垂直時回彈最小。6、一次噴射厚度：夾角越大，一次噴射厚度越小。7、噴射層之間的間歇時間：15～20min。8、水灰比：0.4～0.45。噴射混凝土施工施工中幾個問題的處理：1、回彈率高；2、局部剝落；3、失腳；4、產(chǎn)生裂隙；5、滲漏水；錨桿支護(hù)施工

巖土錨固是在地層（巖土體）深處設(shè)置一系列受拉桿件（筋體），用灌漿材料將桿件（筋體）與地層緊密固結(jié)在一起，通常對其施加預(yù)應(yīng)力，同時這些桿件（筋體）也將地層與結(jié)構(gòu)物連鎖起來，用來加固巖土體的不穩(wěn)定部分或?qū)⒔Y(jié)構(gòu)物的拉應(yīng)力傳遞給穩(wěn)定的巖土體，以保持巖土體與結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。

錨桿作用抗浮作用錨桿作用邊坡加固錨桿作用擋土墻加固滑坡治理錨桿作用結(jié)構(gòu)糾偏錨桿支護(hù)施工定義：將桿件打入圍巖內(nèi)，及時、可靠、主動加固圍巖。分類：

1、按桿材分；

2、按工程性質(zhì)分；

3、按支護(hù)作用分；

4、根據(jù)特殊需要；

5、按錨固方式分；

6、按錨固機(jī)理分。木錨桿、竹錨桿、金屬錨桿、玻璃纖維錨桿、樹脂錨桿、塑料錨桿一次性錨桿、可重復(fù)使用的錨桿局部錨桿、系統(tǒng)錨桿施壓預(yù)應(yīng)力又進(jìn)行灌漿的混合錨桿集中錨固、全長錨固機(jī)械錨固錨桿、膠結(jié)錨固錨桿、摩擦錨固錨桿錨桿的結(jié)構(gòu)錨桿是一種將拉力傳至穩(wěn)定巖層或土層的結(jié)構(gòu)體系，主要由錨頭、自由段和錨固段組成，如圖所示：1-臺座；2-錨具；3-承壓板；4-支擋結(jié)構(gòu)；5-鉆孔；6-自由隔離層；7-鋼筋；8-注漿體；Lf-自由段長度；La-錨固段長度錨桿類型和適用條件1、預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力錨桿2、荷載集中型和荷載分散型錨桿3、機(jī)械固定型錨桿4、膠結(jié)材料固定型錨桿5、全長摩擦型錨桿6、中空注漿錨桿預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力錨桿非預(yù)應(yīng)力錨桿是指錨桿錨固后不施加外力，錨桿處于被動受力狀態(tài)；預(yù)應(yīng)力錨桿是指錨桿錨固后施加一定的外力，使錨桿處于主動受力狀態(tài)。荷載集中型荷載分散型荷載集中型與荷載分散型錨桿荷載分散型錨桿承載體構(gòu)造荷載集中型粘結(jié)應(yīng)力分布特征荷載分散型粘結(jié)應(yīng)力分布特征機(jī)械固定型錨桿金屬倒楔式錨桿漲殼式錨桿漲殼式錨桿膠結(jié)材料固定型錨桿砂漿錨桿快硬水泥卷固定型錨桿樹脂固定型錨桿砂漿錨桿砂漿錨桿支護(hù)的特點：砂漿錨桿參數(shù)設(shè)計：

1、錨固力：按錨桿本身強(qiáng)度驗算優(yōu)點：施工簡單，成本低缺點：砂漿凝固時間長，對于要求迅速支護(hù)的不穩(wěn)地層難以單獨奏效。砂漿錨桿砂漿錨桿參數(shù)設(shè)計：

1、錨固力：按錨孔孔壁與砂漿的粘結(jié)力驗算砂漿錨桿砂漿錨桿參數(shù)設(shè)計：

2、錨桿長度：①對于錨固有限松動巖塊，錨桿應(yīng)穿過松動塊深入堅固巖體1～2m。砂漿錨桿砂漿錨桿參數(shù)設(shè)計：

2、錨桿長度：②當(dāng)隧洞拱部需全錨固，可設(shè)想在拱頂形成一個跨洞拋物面承載拱圈。砂漿錨桿砂漿錨桿參數(shù)設(shè)計：

2、錨桿長度：②穩(wěn)定巖層中的永久支護(hù)錨桿的錨固長度由砂漿的粘結(jié)力決定。表9~53、錨桿間距：砂漿錨桿砂漿錨桿施工要點：

1、水泥砂漿錨桿鉆孔

2、水泥與砂子的比例

3、砂漿應(yīng)拌合均勻，隨拌隨用，一次拌合的砂漿應(yīng)在初凝前用完。

4、注漿過程

5、插入錨桿

6、檢驗砂漿錨桿砂漿錨桿施工缺點：

1、普通砂漿錨桿常采用先灌漿后插筋的工藝，人為因素對灌漿飽滿度影響較大，灌漿飽滿程度難于保證。

2、

由于錨桿施工中砂漿飽滿度難以控制．鉆孔內(nèi)的孔隙為地下水(特別是含腐蝕介質(zhì)的地下水)的入侵提供了通路，導(dǎo)致鋼質(zhì)桿體的銹蝕，嚴(yán)重影響錨桿的耐久性。

砂漿錨桿砂漿錨桿施工缺點：

3、在軟弱破碎巖體等不良地層中鉆孔，拔出鉆桿后，常出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，普通砂漿錨桿的應(yīng)對能力差。

快速錨固劑錨固工藝定義：錨固工藝中，快速錨固劑相當(dāng)于砂漿錨桿中的砂漿，只是凝結(jié)速度比砂漿快得多。種類：快硬水泥卷錨固劑、樹脂錨固劑適用范圍：快速錨固劑常用于需要立即起到錨固作用的臨時支護(hù)中，在永久支護(hù)中用得不多。快硬水泥卷固定型錨桿快硬水泥凝固劑特點：強(qiáng)度可在1.5~1h內(nèi)增長至20MPa，水泥的終凝時間小于12min，水泥卷的外套由長纖維透水紙制作，吸濕性強(qiáng)?？煊菜嗍┕み^程：扎孔浸水、放入底孔、邊攪邊插、安裝托板。托板安裝：錨桿安裝后，由于爆破震動和應(yīng)力松弛等，托板可能松動，因此在噴射砼施工前，應(yīng)經(jīng)常檢查托板緊固情況，如有松動及時擰緊。快硬水泥凝固劑樹脂固定型錨桿樹脂錨固劑特點：樹脂錨固長度在20～25cm時，施工1h后，錨固力可達(dá)60～80kN以上。樹脂錨桿施工過程：將錨固劑送進(jìn)錨桿孔內(nèi)，然后插入錨桿，并隨即用機(jī)械轉(zhuǎn)動桿體，同時逐漸向洞內(nèi)推送，最后在錨桿尾部安裝墊板，擰緊螺母。樹脂錨固劑全長摩擦型錨桿管縫式錨桿又稱開縫