CN108221976A - 一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法 - Google Patents

Abstract

一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法，包括以下步骤：步骤一，对千斤顶(1)及油压泵进行标定，计算出与锚索40％～60％设计预应力相对应的油压表读数；步骤二，安装千斤顶(1)、工具锚(4)、夹片(3)；步骤三，开动油压泵给千斤顶(1)张拉油缸缓慢供油直至油压表设计值并稳定10分钟；步骤四，轻轻松开油压泵截止阀，卸下工具锚(4)、夹片(3)及千斤顶(1)；步骤五，用砂轮切割机切割多余钢绞线(5)，待支护变形稳定用混凝土及时封闭锚索锚头。只对锚索进行一次主动张拉至锚索设计预应力的40％～60％，避免了锚索被拉断，保障了隧道初支的安全。

Description

一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法

技术领域

本发明涉及一种预应力锚索的张拉方法，更具体的说涉及一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法，属于预应力锚索施工技术领域。

背景技术

随着基础建设的不断开发，地质条件复杂、变形难以控制的隧道工程逐渐增多，为了控制隧道围岩变形，预应力锚索被逐步应用到隧道围岩支护中来。预应力锚索由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端锚固在坚硬的岩层中(称内锚头)，然后利用千斤顶在另一个自由端(称外锚头)进行张拉，从而对岩层施加压力，对不稳定岩体进行锚固。

目前的预应力锚索张拉方式为分级张拉，按设计吨位分若干个量级进行，稳压时间除最大一级应稳压10分钟以外，其余每级应控制在不低于5分钟，各量级的张拉均在同一天完成。

此种锚索张拉分级张拉方法使预应力锚索强度短时间内(一天)达到最大，对一般隧道的支护可以起到一定作用，但对于偏压隧道和高地应力围岩隧道，其控制力则较差，常因局部应力过大或地应力过高，围岩变形持续产生且破坏力强，使得锚索被突然拉断，从而造成支护失稳，增加施工安全风险和隧道营运风险。为了避免锚索被拉断，传统的做法是增加锚索长度和钢绞线的数量，由此便增加了工程量和材料消耗，同时提高了施工难度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的预应力锚索分级张拉方法对高地应力围岩控制力较差、易拉断、安全风险高、材料消耗多的问题，提出一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，施工准备：对千斤顶及油压泵进行标定，得出千斤顶拉力和油压泵油压表读数的对应关系，并计算出与锚索40％～60％设计预应力相对应的油压表读数；

步骤二，锚具安装：安装千斤顶、工具锚、夹片，并将夹片轻轻敲实，安装时使千斤顶与锚具垫片垂直；

步骤三，张拉：将千斤顶与油压泵管路相连接并连通电源，开动油压泵，给千斤顶张拉油缸缓慢供油，直至油压表设计值并稳定10分钟，此油压表设计值对应锚索40％～60％设计预应力；

步骤四，锚固：轻轻松开油压泵截止阀，使油压缓慢降至零，油压泵向千斤顶回程油缸供油，千斤顶活塞慢慢回程到底，卸下工具锚、夹片及千斤顶；

步骤五，封锚：用砂轮切割机切割多余钢绞线，待支护变形稳定，支模，用混凝土及时封闭锚索锚头。

所述的步骤一和步骤二之间包括下面的步骤，搭建操作平台：首先搭设锚索张拉操作平台，然后搭设台架并将其安放稳定，并设专人进行支扶放置千斤顶。

所述步骤一和步骤三中的油压表设计值对应锚索50％设计预应力。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

本发明只对锚索进行一次主动张拉至设计预应力的40％～60％，从而给围岩足够的应力释放空间；与现有的预应力锚索分级张拉方法相比，工艺简单不增加工艺步骤，允许了隧道围岩的部分变形，变主动张拉为被动张拉，有利于围岩的变形控制，避免了锚索被拉断，保障了隧道初支的安全，解决了复杂围岩下锚索因围岩强烈变形而被拉断，导致支护失稳的问题，并且不另外增加材料消耗。

附图说明

图1是本发明中锚具安装示意图。

图中，千斤顶1，锚具2，夹片3，工具锚4，钢绞线5，钢垫板6。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法，其只对锚索进行一次主动张拉，张拉设计预应力的40％～60，从而给围岩足够的应力释放空间，让锚索随着围岩变形，钢绞线5被拉伸，锚索强度逐渐达到设计值。参见图1，具体包括以下步骤：

步骤一，施工准备：对千斤顶1及油压泵进行标定，得出千斤顶1拉力和油压泵油压表读数的对应关系；并计算出与锚索40％～60％设计预应力相对应的油压表读数，具体的张拉数值依据不同围岩特性由试验决定。

千斤顶1拉力T和油压表读数P的关系为线性关系，考虑千斤顶1活塞与油缸之间的摩阻力后，他们的关系可以表示为：T＝AP+B。可以利用千斤顶1检测得的作用力和油压数值，进行线性回归，利用最小二乘法原理求出回归系数A、B。根据上面的T＝AP+B，具体的，可得出与锚索50％设计预应力对应的油压表读数为P＝(0.5T_max-B)/A，此处的T_max为锚索最大设计预应力。

步骤二，锚具2安装：具体参见图1，安装千斤顶1、工具锚4、夹片3，并将夹片3轻轻敲实；安装时使千斤顶1与锚具2垫片垂直。

步骤三，张拉：将千斤顶1与油压泵管路相连接并连通电源，开动油压泵，给千斤顶1张拉油缸缓慢供油，直至油压表设计值并稳定10分钟；此油压表设计值对应锚索40％～60％设计预应力。

步骤四，锚固：轻轻松开油压泵截止阀，使油压缓慢降至零，油压泵向千斤顶1回程油缸供油，千斤顶1活塞慢慢回程到底，卸下工具锚4、夹片3及千斤顶1。

步骤五，封锚：用砂轮切割机切割多余钢绞线5，待支护变形稳定，支模，用混凝土及时封闭锚索锚头，要求整齐、美观。此处的支模指的是用小木模将锚头围着、铁丝捆扎，加固牢靠，人工灌注混凝土。

进一步的，有些锚索位置较高，人员及千斤顶1需要上台架操作，因此需搭设台架，因此所述的步骤一和步骤二之间包括下面的步骤，搭建操作平台：首先搭设锚索张拉操作平台，然后搭设台架并将其安放稳定，并设专人进行支扶放置千斤顶1，待人员站立稳定后方可进行锚索张拉施工。此处的台架通常为简易型的，同时，路面不平，为保证人员、设备上下安全及张拉过程平台稳定，台架需安设牢靠，并适当加固，即将其安放稳定。且千斤顶1较重，上下台架不易，为避免砸伤人员、损坏设备，操作应小心谨慎，因此需要设专人看管、进行支扶放置千斤顶1。

具体的，实际施工中可以选择使所述步骤一和步骤三中的油压表设计值对应锚索50％设计预应力。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，施工准备：对千斤顶(1)及油压泵进行标定，得出千斤顶(1)拉力和油压泵油压表读数的对应关系，并计算出与锚索40％～60％设计预应力相对应的油压表读数；

步骤二，锚具(2)安装：安装千斤顶(1)、工具锚(4)、夹片(3)，并将夹片(3)轻轻敲实，安装时使千斤顶(1)与锚具(2)垫片垂直；

步骤三，张拉：将千斤顶(1)与油压泵管路相连接并连通电源，开动油压泵，给千斤顶(1)张拉油缸缓慢供油，直至油压表设计值并稳定10分钟，此油压表设计值对应锚索40％～60％设计预应力；

步骤四，锚固：轻轻松开油压泵截止阀，使油压缓慢降至零，油压泵向千斤顶(1)回程油缸供油，千斤顶(1)活塞慢慢回程到底，卸下工具锚(4)、夹片(3)及千斤顶(1)；

步骤五，封锚：用砂轮切割机切割多余钢绞线(5)，待支护变形稳定，支模，用混凝土及时封闭锚索锚头。

2.根据权利要求1所述的一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法，其特征在于，所述的步骤一和步骤二之间包括下面的步骤，搭建操作平台：首先搭设锚索张拉操作平台，然后搭设台架并将其安放稳定，并设专人进行支扶放置千斤顶(1)。

3.根据权利要求1所述的一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法，其特征在于：所述步骤一和步骤三中的油压表设计值对应锚索50％设计预应力。