淺談隧道中空注漿錨桿施工常見(jiàn)質(zhì)量通病與控制管理

謝敏

（浙江公路水運(yùn)工程監(jiān)理有限公司，浙江 杭州 310000）

1 前言

錨桿是隧道施工地程中維護(hù)圍巖穩(wěn)定，保證施工安全的重要支護(hù)手段之一。施工完成后，在一定程度上它還可以作為永久支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分發(fā)揮作用。因此，在施工中，如何保證和檢查錨桿的施工質(zhì)量，加強(qiáng)質(zhì)量控制和管理是極為重要的。但從目前的施工狀況來(lái)看，錨桿打設(shè)角度不對(duì)，長(zhǎng)度不足，不配置錨墊板、布置不合理、注漿充填不密實(shí)、不注漿、不放少放藥卷，甚至“長(zhǎng)錨短打”的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

造成這種現(xiàn)象的原因雖然是多方面的，但主要還是對(duì)錨桿在隧道施工中的作用認(rèn)識(shí)不足，不能完全按照要求施工，而且缺乏行之有效的質(zhì)量控制管理和檢測(cè)手段。

2 中空注漿錨桿的施工工藝

中空注漿錨桿采用中空設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了注漿的功能，注漿飽滿，并可實(shí)現(xiàn)壓力注漿。中空注漿桿體的居中性好，砂漿可以將錨桿體全長(zhǎng)包裹 ，避免了銹蝕的可能性，達(dá)到長(zhǎng)期支護(hù)的目的。中空注漿安裝方便，不需現(xiàn)場(chǎng)加工螺紋，就可方便的安裝墊板、螺母。中空注漿采用向上排氣錨頭，徹底解決了水平線以上中空注漿錨桿排氣問(wèn)題。

2.1 準(zhǔn)備工作。中空注漿錨桿施工時(shí)，應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作：

進(jìn)行注漿密實(shí)度實(shí)驗(yàn)：選取與現(xiàn)場(chǎng)錨桿的錨桿直徑和長(zhǎng)度、錨孔孔徑和傾斜度相同的錨桿和塑料管（或鋼管），采用與現(xiàn)場(chǎng)注漿相同配合比拌制的水泥漿，并按現(xiàn)場(chǎng)施工相同的注漿工藝進(jìn)行注漿，養(yǎng)護(hù)7天后剖管檢查其密實(shí)度。不同長(zhǎng)度的錨桿均需進(jìn)行試驗(yàn)，以此檢驗(yàn)注漿效果。

在鉆孔前應(yīng)對(duì)隧道周圍及掌子面前方的地質(zhì)情況進(jìn)行探測(cè)，清理掌子面上的松動(dòng)危石,確保作業(yè)人員的安全。

中空注漿錨桿應(yīng)包括（硬質(zhì)塑料）錨頭、止?jié){塞、墊板、螺母等配件，其質(zhì)量證明文件應(yīng)齊全，應(yīng)采用廠家制造的成套成品。

錨桿材料必須按規(guī)定逐批進(jìn)行檢驗(yàn)。每批次進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)一次，每檢驗(yàn)批代表數(shù)量不超過(guò)300根，每批在三根錨桿上各取一個(gè)試樣，試樣長(zhǎng)度420mm。母材按Ⅱ級(jí)鋼筋驗(yàn)收辦法執(zhí)行。

施工前應(yīng)做好相應(yīng)機(jī)械設(shè)備的配套。一般要求每個(gè)隧道作業(yè)面配備：型材切割機(jī)1臺(tái)、長(zhǎng)、短型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)4臺(tái)（備用 2臺(tái)）、注漿泵2臺(tái)、空壓機(jī)1臺(tái)等。

圖1 中空注漿錨桿施工工藝流程圖

應(yīng)優(yōu)先使用普通硅酸鹽水泥。注漿材料宜采用純水泥漿，水灰比宜為0.4～0.5。

2.2 工藝流程。中空注漿錨桿施工工藝流程如圖1所示。

2.3 施工要點(diǎn)

2.3.1 孔位測(cè)量放樣

根據(jù)不同圍巖情況及設(shè)計(jì)圖紙，按照設(shè)計(jì)間距布孔，注意兩排錨孔應(yīng)采用梅花形布點(diǎn)，并做出標(biāo)記，以利于準(zhǔn)確確定位置。

2.3.2 錨桿就位鉆孔

石質(zhì)隧道錨桿可采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)成孔。錨桿鉆孔可利用開(kāi)挖臺(tái)車施鉆，鉆孔方向應(yīng)垂直于開(kāi)挖輪廓線（或巖石面）。錨桿孔深度必須滿足設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求，鉆孔時(shí)錨桿孔直徑應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，一般應(yīng)比桿徑大15mm。

2.3.3 成孔檢查及清孔

安裝錨桿前，應(yīng)用高壓風(fēng)對(duì)鉆孔清洗。清孔一定要徹底。

2.3.4 錨桿安裝

安裝前，應(yīng)檢查錨桿體中空孔及錨頭是否暢通，若有異物堵塞，應(yīng)及時(shí)清理。

錨桿體裝入到設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)用空氣清孔，直至孔口返氣。錨桿應(yīng)順鉆孔順利插入孔內(nèi)，桿體插入孔內(nèi)長(zhǎng)度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)規(guī)定的95%,外露10～15cm（需預(yù)留做拉拔試驗(yàn)和監(jiān)控?zé)o破損檢測(cè)的錨桿除外，預(yù)留總數(shù)應(yīng)為3%錨桿數(shù)），以便連接注漿管。應(yīng)將止?jié){塞通過(guò)錨桿外露端打入孔內(nèi)約3cm，并安裝墊板和螺母，螺母只要受力就可。

錨桿長(zhǎng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，按錨桿數(shù)的3%進(jìn)行檢查，并且不少于3根。

2.3.5 錨桿注漿

宜采用42.5普通硅酸鹽水泥單液漿，水灰比0.4～0.5。相應(yīng)水泥漿的稠度應(yīng)該是28～30秒,需要試驗(yàn)確定。

檢查注漿設(shè)備，連接注漿管，按照設(shè)計(jì)配合比配置漿液，開(kāi)動(dòng)注漿泵，直至漿液從止?jié){塞周邊擠出。關(guān)閉注漿泵，等待壓力減弱到安全值后，拆除注漿管并用錨固劑或木塞堵塞注漿孔。

注漿壓力：中空注漿錨桿的注漿壓力在設(shè)計(jì)圖紙和國(guó)家強(qiáng)制性規(guī)范均沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定。一般為地下水靜水壓的2～3倍，同時(shí)應(yīng)考慮巖層的裂隙阻力，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況試驗(yàn)后確定。但瞬間最高壓力值不應(yīng)超過(guò)0.5MPa。

注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到下述兩種情況之一者即可停止單孔注漿施工。——注漿壓力達(dá)到0.30Mpa；——單孔灌注量達(dá)1000kg。

2.3.6 安裝墊板擰緊螺母

錨桿墊板安裝時(shí)，其凹面應(yīng)向巖面，應(yīng)緊貼圍巖。巖面不平時(shí)，用M10砂漿填平。漿液初凝后，應(yīng)用扳手?jǐn)Q緊螺母。

3 中空錨管施工常見(jiàn)的質(zhì)量通病

配合比不正確，水泥用量不足。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員和監(jiān)理人員要經(jīng)常量測(cè)水泥漿的稠度，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)時(shí)可以壓漿，否則要查明原因，多半是用少水泥，或是水泥結(jié)塊，攪拌不均勻。

錨桿打設(shè)角度顯水平狀。由于目前錨桿打設(shè)多數(shù)采用開(kāi)挖鉆孔臺(tái)車，采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)（風(fēng)槍）成孔。而臺(tái)車上下高度方向不能調(diào)整，一般的鑿巖機(jī)偏長(zhǎng)，豎不直，常常頂?shù)脚_(tái)車頂面平臺(tái)，這樣對(duì)拱肩以上位置的錨桿就容易打成水平角度，無(wú)法打設(shè)成與開(kāi)挖輪廓線垂直，拱頂部位漏頂?shù)默F(xiàn)角非常普遍。

錨桿定位偏差較大，成孔深度不足。施工員貪圖省事，未按規(guī)定親自動(dòng)手放線、標(biāo)記、定點(diǎn)，而是由工人憑直覺(jué)打眼，造成孔位偏差較大。而孔深不足，則是技術(shù)交底不清楚或工人偷懶導(dǎo)致。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)隨機(jī)抽檢，頻率不少于10%的錨桿根數(shù)。

錨桿根數(shù)不足，多是故意偷工減料。應(yīng)在錨桿壓漿前清點(diǎn)一次，全部壓漿完成后再清點(diǎn)一次。最后，還應(yīng)在初噴前再清點(diǎn)一次。現(xiàn)場(chǎng)管理人員必須熟悉設(shè)計(jì)圖紙，熟悉每一循環(huán)需打設(shè)的錨桿根數(shù)。錨桿根數(shù)是否足夠的問(wèn)題，完全是現(xiàn)場(chǎng)管理人員責(zé)任心的問(wèn)題，因?yàn)榍妩c(diǎn)錨桿根數(shù)的機(jī)會(huì)很多，時(shí)間也很充足。

不壓漿、假壓漿或者壓漿不飽滿。不壓漿、假壓漿是嚴(yán)重的故意偷工減料的行為。主要表現(xiàn)在故意在錨桿注漿口用錨固劑塞緊，造成假壓漿的現(xiàn)象。檢查時(shí)要查看孔口的止?jié){塞周圍是否有溢漿，也可以用敲擊錨桿聽(tīng)聲音的方法來(lái)判斷是否已壓漿。壓漿不飽滿主要是止?jié){塞塞得不緊，造成孔隙過(guò)大，壓力不足，或終止壓漿后，未及時(shí)堵塞錨桿口，造成水泥漿倒流。現(xiàn)場(chǎng)管理人員在壓漿時(shí)必須全過(guò)程旁站。

4 質(zhì)量控制與管理

人員配備：為保證隧道中空注漿錨桿施工質(zhì)量，施工時(shí)應(yīng)在每個(gè)洞口至少配備兩名施工員和一名試驗(yàn)員，分兩班對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的孔位定位、打孔角度、間排距、打孔深度、錨桿插入和注漿配合比和注漿情況進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控。

原材料檢驗(yàn)：材料進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)做好臺(tái)賬登記，將試驗(yàn)和檢驗(yàn)狀態(tài)標(biāo)定為待檢，懸掛材料標(biāo)示牌，以防誤用。工地試驗(yàn)室應(yīng)及時(shí)對(duì)材料抽檢，根據(jù)抽檢結(jié)果確定是否可以使用到工程實(shí)體中。在施工過(guò)程中，試驗(yàn)員還應(yīng)繼續(xù)跟蹤每批材料的使用樁號(hào)及部位，為可追溯積累原始數(shù)據(jù)。

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備：現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)配備有LED充電式探照燈、鋼卷尺、水平尺、地質(zhì)羅盤、數(shù)碼相機(jī)、稠度儀、試模等設(shè)備，圖紙要隨身攜帶，隨時(shí)備查。

工序檢查要求：

水泥漿度稠度的檢查：水灰比0.4～0.5時(shí)水泥漿的稠度應(yīng)該是28～30秒（需要試驗(yàn)確定），施工過(guò)程中，試驗(yàn)員要經(jīng)常對(duì)漿液稠度檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)不符合要求，立即查明原因，現(xiàn)場(chǎng)糾正。

鉆機(jī)機(jī)械的檢查。當(dāng)錨桿鉆孔采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)（風(fēng)槍）成孔時(shí)，一定要求配備YSP45型向上式高頻鑿巖機(jī)鉆孔，采用短、長(zhǎng)鉆桿套用方法克服臺(tái)車空間限制，即先用短的鉆桿開(kāi)孔鉆孔，再用長(zhǎng)鉆桿鉆孔，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度要求。

錨桿孔位置檢查：要求在布孔完成后檢查。錨桿的孔位、孔徑、孔深及布置形式等，均要符合設(shè)計(jì)圖紙要求，實(shí)際抽檢采用尺量，檢查錨桿數(shù)的10%。如果不符合要求，立即要求重新布孔，再次檢查。成孔的孔位偏差±50mm,深度誤差不得大于±50mm。檢查錨桿數(shù)的10%。

清孔情況的檢查：注漿開(kāi)始前，應(yīng)用高壓風(fēng)管清掃孔內(nèi)積水、雜物和鉆渣，保證漿液擴(kuò)散和孔壁、錨桿有限粘結(jié)，未經(jīng)掃孔，不得進(jìn)行注漿作業(yè)。

錨桿安裝的檢查：錨桿安裝過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)錨桿長(zhǎng)度、規(guī)格和外觀不符合要求、配件不齊全，應(yīng)要求立即更換，對(duì)錨頭、止?jié){塞安裝情況重點(diǎn)逐根檢查，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)、脫空和距孔口距離過(guò)大或過(guò)小，立即更正。

注漿過(guò)程的檢查：注漿的壓力宜保持在0.3MPa。注漿過(guò)程應(yīng)重點(diǎn)觀察孔口，應(yīng)有濃漿流出。當(dāng)注漿泵關(guān)閉后，止?jié){塞和圍巖間的擠漿現(xiàn)象應(yīng)短時(shí)間內(nèi)停止，不再漏漿，否則證明止?jié){塞止?jié){效果不滿足要求，需要求重新就位和注漿。如果還是達(dá)不到要求，證明孔口孔壁不規(guī)整，可以使用錨固劑代替止?jié){塞封閉孔口。具體方法是卸下止?jié){塞，人工手工配合鋼筋頭將錨固劑壓進(jìn)孔內(nèi)，再安裝止?jié){塞，使用強(qiáng)力將止?jié){塞和錨固劑打入規(guī)定深度，再次注漿，直至達(dá)到要求為止。

注漿完成后的檢查：錨桿施工完成及強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求，及時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)度、注漿飽滿度和拉拔檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)不合格的視為失效錨桿，立即補(bǔ)打和補(bǔ)注漿，補(bǔ)打錨桿的長(zhǎng)度應(yīng)為原錨桿長(zhǎng)度的1.5倍，根數(shù)同失效錨桿。

拉拔試驗(yàn)的有關(guān)規(guī)定：按作業(yè)分區(qū)在每300根（或按設(shè)計(jì)要求）錨桿中，抽查不少于一組（3根）進(jìn)行拉拔力試驗(yàn)，拉拔值不小于設(shè)計(jì)值。

5 安全要求

5.1 施工期間，應(yīng)對(duì)支護(hù)的工作狀態(tài)進(jìn)行定期和不定期檢查。在不良地質(zhì)地段，應(yīng)由專人每班檢查。

5.2 暫停施工時(shí)，應(yīng)將支護(hù)直抵開(kāi)挖面。并將開(kāi)挖面噴射砼封閉。

5.3 錨桿施工臺(tái)車安置應(yīng)穩(wěn)妥。

5.4 作業(yè)中如發(fā)生風(fēng)、水、輸料管路堵塞或爆裂時(shí)，必須依次停止風(fēng)、水、料的輸送。

5.5 對(duì)錨桿支護(hù)體系的監(jiān)控量測(cè)中發(fā)現(xiàn)支護(hù)體系變形、開(kāi)裂等險(xiǎn)情時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。當(dāng)險(xiǎn)情危急時(shí)，應(yīng)將人員撤出危險(xiǎn)區(qū)。

5.6 若已錨地段有較大變形或錨桿失效，立即在該地段增設(shè)加強(qiáng)錨桿，長(zhǎng)度不小于原錨桿長(zhǎng)度的1.5倍。

結(jié)束語(yǔ)

錨桿是隧道施工地程中維護(hù)圍巖穩(wěn)定，保證施工安全的重要支護(hù)手段之一。中空錨桿的使用在隧道施工中使用量越來(lái)越大，本文結(jié)合隧道施工實(shí)際，就中空注漿錨桿施工工藝、常見(jiàn)質(zhì)量通病及質(zhì)量控制管理進(jìn)行了探討，對(duì)規(guī)范隧道中空注漿錨桿施工作業(yè)，消減錨桿施工過(guò)程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量通病具有一定的指導(dǎo)意義。

[1]吳煥通，崔永軍，李書源.隧道施工及組織管理指南.人民交通出版社，北京，,2005，1(1).

[2]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2004），人民交通出版社，北京，2004.