鐵路隧道工程漲殼式預應力中空錨桿監理質量控制分析

張翔健

（中國國家鐵路集團有限公司工程質量監督管理局，北京 100844）

0 引言

目前，已有文獻中對漲殼式預應力中空錨桿（以下簡稱“YE 錨桿”）多是從施工工藝、工法改進、受力模型計算、理論分析、試驗分析等方面進行研究，為指導和改進工程設計、施工提供參考依據，而缺少對監理如何做好 YE 錨桿質量控制的分析論述。本文從監理工作角度系統性闡述在 YE 錨桿施工質量控制中監理巡視、檢查、驗收及影像資料留存的重點工作及注意事項。

1 施工圖審閱與核對

在施工前監理應對 YE 錨桿設計圖紙進行審閱、核對，如發現圖紙中技術指標不明確、有遺漏或存在不符合規范要求等問題應及時向建設單位報告。

1.1 規格型號

核對標記樣式是否符合圖 1 所示。

圖1 漲殼式預應力中空錨桿標記規定

審閱施工圖紙中采用的錨桿型號及設計長度、安裝角度、中空桿體材質等技術要求是否齊全。核對墊板材質，可采用熱軋鋼板或鑄鋼，不得采用鑄鐵，施工圖紙未標明墊板牌號的，可采用 45 號或 Q335 號材質。墊板幾何尺寸是否符合規范要求。

核對中空桿體的屈服力、斷后伸長率、極限拉力等力學性能指標。如未注明，應說明依據的規范名稱及標準號，且應為現行有效版本。

1.2 錨桿布置

審閱錨桿布置形式，錨桿間距應≤錨桿長度的1/2。對于 Ⅳ、V 級圍巖中的錨桿間距宜為 0.50～1.00 m，并不得大于 1.25m［1］。對洞室開挖尺寸較大、特殊結構部位、圍巖較差地段、不良地質段應有加強措施。

1.3 防腐措施

審閱施工圖紙是否根據使用年限及地層環境作用等級，注明錨桿采取的防腐措施，H3、H4化學侵蝕環境應按Ⅰ級防腐保護構造設計，H1、H2化學侵蝕環境應按Ⅱ級防腐保護構造設計。

1.4 注漿體強度

核對設計文件中對注漿體抗壓強度等級的要求，應不小于 M20［2］。

2 施工方案審查

YE 錨桿一般作為初期支護專項施工方案的重要組成部分，建議重點審查以下內容。

2.1 審查編制依據、適用范圍

重點檢查編制依據是否齊全、嚴謹，是否為現行有效文件。施工方案是否明確 YE 錨桿使用部位、適用圍巖級別及具體里程范圍，并與設計文件一致。

2.2 審查施工安排

檢查 YE 錨桿施工順序及各道工序的銜接是否合理，工作流程應具有針對性，能夠指導施工，并符合設計及規范要求。方案中應有工期計劃及各區段施工進度安排，明確施工循環作業持續時間。宜對單根錨桿各道工序用時進行分解，根據工藝試驗進行優化，縮短作業持續時間。宜采用大型鑿巖臺車等機械化施工，降低勞動強度，提高作業效率。

2.3 審查施工工藝及技術要求

檢查施工方案中各類材料的力學性能、物理指標、布置形式、鉆孔參數、注漿參數、錨固預應力等各項技術參數是否符合設計及規范要求。

1）鉆孔。檢查鉆孔孔徑與錨桿型號是否匹配，保證桿體注漿漿體保護層厚度≥10 mm，并符合設計要求。鉆孔深度、間距與設計要求一致。

2）注漿。核對施工方案中注漿材料及注漿壓力控制值是否和工藝試驗結論一致，并符合設計要求，如采用水泥砂漿，砂直徑應≤2 mm。

2.4 檢查施工方法及質量控制標準

1）鉆孔。應有孔位測量定位、標識技術措施，以保證孔位準確。檢查是否有清孔措施，以保證孔道暢通，便于錨桿安裝。

2）錨桿安裝。檢查方案采用的漲殼錨固頭形式，以及確定漲殼錨固頭漲開的判定方式，并應有漲殼無法漲開或中途卡住無法插入孔底的處理措施。漲殼錨固頭的錨固力應大于等于中空桿體設計預張拉力值的 1.4 倍［3］。施工作業平臺宜選用機械化施工，盡量降低單根錨桿安裝施工作業持續時間。錨桿的規格、長度、安裝數量應符合設計要求。

3）附件安裝。檢查保證墊板與基面密貼的技術措施是否合理，是否有保證桿體孔道位置居中措施。

4）預應力張拉。檢查預張拉值是否符合設計要求，同時符合規范要求，應有檢驗校核預應力施加值措施。檢查超張拉力控制值，確保不大于預張拉值的 1.2 倍。

5）注漿。施工方案針對錨桿安裝不同位置應采用不同的注漿工藝。錨桿安裝在拱部時（向上安裝），應采用注漿管注漿，中空桿體作為排氣管方式注漿；錨桿平行或向下安裝采用中空桿體注漿，排氣管排氣方式。方案中應明確注漿設備型號及施工工藝，標明注漿壓力及水灰比，注漿體抗壓強度符合設計要求并不小于 M20。

2.5 審查施工質量驗收

檢查方案中質量驗收項目、質量檢驗、驗收標準及驗收程序是否符合規范要求，宜包含原材料及產品質量、鉆孔質量、錨桿安裝質量、預應力張拉質量、注漿及錨固質量檢驗以及相應的驗收試驗檢驗等內容。

3 錨桿原材料進場質量控制

3.1 檢查產品質量證明文件

監理工程師應審查質量證明文件原件，確保真實有效、符合要求，重點檢查以下內容。

1）是否加蓋生產企業質量檢驗章并應有出廠質量證明結論，項目填寫齊全。錨桿中空桿體交貨狀態應為熱軋、正火熱處理或正火加回火熱處理，其它狀態則不允許使用。

2）核對產品材質、規格、牌號、化學成分、力學性能、物理指標、材料防腐是否符合設計及規范要求。檢查錨桿連接套筒設計抗拉力是否與桿體力學性能匹配。核對進貨數量是否超出質量證明文件代表數量。

3）材料進場日期與質量證明文件生產日期是否符合時間邏輯。合格證應記錄生產廠家、批號、規格、數量、制造日期等信息。生產、檢驗及交貨標準應依據合同約定及規范要求。

3.2 檢查進場檢驗試驗報告

檢查進場材料力學性能、物理指標抽樣檢測試驗報告。

1）檢測機構應有相應的試驗資質。

2）試驗報告代表材料數量、規格、生產批號是否與材料質量證明文件一致。

3）核查檢驗項目是否齊全，應包含外形尺寸、錨桿體長度、力學性能、承載能力、表面質量、質量等，檢測結果及判定結論應明確且符合規范要求［4］。

4）復核檢驗數量是否滿足要求，同一批號、同一規格不超過 10 000 套為一個檢驗批，力學性能、承載能力每批次抽檢 2 套；外形尺寸、錨桿體長度、表面質量、質量按 2 % 抽查。

3.3 檢查產品外觀、抽查外形尺寸

材料進場后，監理工程師應首先對材料表面質量進行檢查，尺量相關物理指標，重點檢查以下內容。

1）中空桿體、墊板的表面不應有開裂、明顯彎曲、折痕、分層、結疤和嚴重銹蝕等質量缺陷，并應清除油污等污染。錨桿體端部剪切應正直，不能出現曲面或斜面等。

2）檢查錨桿桿體生產標志，廠家、批號、錨桿標記、使用項目等信息是否齊全一致。

3）對中空桿體、墊板、螺母、墊圈等進行外形尺寸抽查量測，檢查錨桿直徑、壁厚，墊板尺寸、厚度，螺母幾何尺寸等是否符合設計及規范要求，中空桿體內徑應≥14 mm。

4）材料存放地是否干燥潔凈，不得露天存放。材料防腐是否符合設計及規范要求。

4 施工過程質量控制重點

監理工程師應采用多種監理工作手段，加強 YE錨桿施工過程的質量控制，嚴格把控工序質量的驗收，加強巡視檢查，以督促施工單位按照批準的施工方案組織施工為基礎，做好施工記錄及隱蔽工程影像資料留存工作。

4.1 鉆孔

1）測量定位。檢查、核對孔位測量放樣位置，查看孔位標記，間距、數量是否符合設計要求。

2）鉆孔。檢查鉆孔施工記錄是否齊全、完整，表格樣式應符合技術規范要求。檢查鉆頭型號，應與孔徑相匹配，使用十字鉆頭或球齒鉆頭，不得使用一字鉆頭，尺量鉆桿長度，復核鉆桿標記位置是否滿足孔深要求。鉆孔位置偏差控制在 ±100 mm 允許范圍；孔口距允許偏差為 ±150 mm；孔徑偏差，設計值＜60mm 時控制±5 mm、設計值＞60 mm 時控制 ±10 mm；孔深不小于設計長度，偏差控制值 +50 mm。

鉆孔角度與開挖面垂直，并結合地質巖層條件，適當調整鉆孔角度，與巖層層面成大角度方向，以充分發揮錨桿錨固作用。

3）清孔。錨桿安裝前，檢查施工單位是否按照施工方案中措施進行清孔，保證孔道通暢。重點檢查拱腰以下部位向下傾斜或水平鉆孔。如遇塌孔，應使用鉆桿反復抽插，并使用高壓風配合清孔，清孔完成后及時安裝錨桿。

4）驗孔。檢查鉆孔施工記錄，復核鉆孔數量，確保無孔位漏鉆。檢查施工單位自檢合格記錄，實測實量孔徑（高速鐵路隧道不做為驗收項目）、孔深、孔口距符合設計及規范要求，每一循環檢查設計數量的 10 %，且不少于 3 根。

4.2 錨桿安裝

1）督促現場作業人員在鉆孔完成后及時安裝錨桿，減少裸孔暴露時間。復核錨桿規格、種類、長度是否符合設計要求，每一開挖循環至少檢查 3 根，并留存影像資料（高速鐵路隧道工程不做要求）。

2）運抵施工現場的錨桿材料，防腐層破損、表面銹蝕、油漬附著、變形等不滿足質量要求的，應要求施工單位將不合格材料退場，不得使用。檢查錨桿裝配情況，注漿、排氣通道是否暢通，漲殼頭是否能順利漲開。

3）測量計算桿體插入孔內長度，不應小于設計值的 97 %。錨桿未安裝到位中途卡住的，應要求施工單位按照批準的方案進行處理。

4）附件安裝。檢查桿體就位后外露絲扣長度，確保附件安裝完成后外露螺母長度，并保證外露長度小于桿體直徑，防止外露過長影響無紡布、防水板鋪設施工。觀察墊板與基面密貼質量控制情況，督促施工單位按方案落實保證措施。注漿或排氣管長度、外露長度應符合施工方案，檢查排氣管直徑應大于 6 mm，注漿管直徑大于 12 mm，核對是否下傾孔安裝排氣管，仰斜孔安裝注漿管。檢查仰斜孔是否按照方案在孔口安裝止漿器（塞）。

5）計數檢查驗收錨桿安裝數量，逐孔檢查，確保不漏孔。驗收過程應留存隱蔽工程影像資料。

6）錨桿安裝完成至注漿漿體固化前，應警示作業人員嚴禁機械觸碰或人為晃動桿體。

4.3 預應力張拉

1）復查墊板與基面是否密貼，如不符合要求應督促施工單位按照施工方案中措施或采用早強砂漿進行處理。

2）檢查施加預應力用力矩扳手功率及扭矩值是否符合方案并滿足預張拉值達到設計要求。核對檢驗校核用力矩扳手是否率定合格并完成進場驗收。因施工過程中扭力扳手損壞率較高，建議督促施工單位每周進行一次率定，以保證張拉精度值。

3）檢查是否按照方案采取措施，以保證錨桿軸向受力。張拉力施加及穩壓應嚴格按批準的施工方案實施，檢查張拉鎖定荷載是否達到設計預張拉值，偏差應控制在 ±10 %。

4.4 注漿

1）檢查現場是否配備稱量器具，宜配置標準容量量具，減少稱量時間，便于快速按配合比完成水泥漿液的調配。檢查注漿參數是否符合要求，注漿參數應按照設計要求并通過試驗確定，建議注漿水灰比在0.32～0.38 之間為宜、注漿壓力不宜大于 0.5 MPa［5，6］。注漿設備宜配有流量計，便于記錄注漿量。攪拌水泥漿時，檢查并要求施工人員先加水，后加水泥，以保證攪拌均勻。

2）檢查施工注漿記錄，對注漿壓力、每孔注漿量、注漿時間等記錄齊全，表格樣式應符合技術規范要求。

3）檢查注漿方式是否根據下斜孔、仰斜孔按照方案施工。采用中空錨桿注漿時，注漿管宜采用與錨桿桿體螺紋配套的快速連接接頭，采用注漿管注漿時，宜在注漿管設置快速連接接頭，可以有效減少注漿時間。以漿液由排氣管或中空桿體持續溢出判定注漿完成，督促施工人員及時封堵，避免漿液外流。

4）提示技術人員及施工作業人員在注漿體強度達到設計強度的 70 % 前，不得敲擊、碰撞或拉拔錨桿，以保證中空桿體與漿體錨固效果及保護層厚度，防止被腐蝕破壞。

5 結語

在日常監督檢查中，監理企業會因錨桿安裝長度、數量不足、注漿不飽滿、隱蔽工程影像資料未按規定留存等問題被認定不良行為，影響信用評價。總監應組織現場監理人員熟悉掌握國家及行業標準對漲殼式預應力中空錨桿質量控制的技術要求，從施工圖審閱核對、施工方案審查、原材料質量控制、施工過程質量控制及驗收等方面，嚴格履行監理質量控制職責，形成質量控制記錄，避免因履職不到位受到處罰。Q