CN109469500B - 一种保证安全、质量的锚杆施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保证安全、质量的锚杆施工工艺，涉及施工技术领域，主要解决撑子面开挖后掉块、连续塔腔的问题；包括以下步骤：S1、施工前期准备，包括施工测量、浆液配置；S2、超前小导管施工；S3、掌子面封闭；S4、凿岩台车就位；S5、钻孔；S6、封堵孔口位置，S7、注浆加固；S8、注浆参数设计；S9、注浆工艺；S10、进行开挖作业；注浆结束后进行开挖作业，并查看浆液扩散效果是否达到加固围岩的目的；本发明能够有效克服了撑子面开挖后掉块、连续塔腔的问题，解决了施工现场存在安全隐患，有效保证了施工质量，适合推广。
Description
技术领域
本发明涉及施工技术领域，具体是一种保证安全、质量的锚杆施工工艺。
背景技术
隧址区地表水多为雨季雨水沿山坡两侧汇集径流，多属季节性溪流，水量较小。地下水按储藏条件及水动力特性可分为松散层孔隙水和基岩裂隙水两个类型。隧址区位于中纬度亚欧大陆腹地，属温带大陆性干旱气候，主要特征是：干旱少雨，光照丰富，年、日温差大，降水分布不均；春季多风，冷暖多变，夏季酷热、蒸发强，秋季晴朗、降温迅速，冬季寒冷、低空气层稳定。隧址区总体属于高中山地貌区，局部分布丘陵地貌及山间沟谷地貌，是典型的高中山深谷类型。
在隧址区施工过程中，开挖后掌子面会存在掉块、连续塌腔的问题，初期支护完成后拱顶可能存在空洞，施工现场存在安全、质量隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保证安全、质量的锚杆施工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种保证安全、质量的锚杆施工工艺，包括以下步骤：
S1、施工前期准备，包括施工测量、浆液配置；
S2、超前小导管施工，超前小道管长度为4-6m，环向35-45cm，打设角度控制在6-10°，打设范围隧道中线115-125°，打设完成后进行开挖作业，开挖1.8-2.2m临空面，为三臂凿岩台车打设自进式锚杆提供空间；
S3、掌子面封闭；掌子面封闭分为两步：第一步，在打设锚杆竖向45-53cm范围内喷射一层水泥浆，然后对整个掌子面进行C25喷射混凝素喷8-12cm，素喷后形成一个1:0.2坡度；
S4、凿岩台车就位；掌子面素喷完成后三臂凿岩台车推进至掌子面，连接水电，检查机械运转情况后进行钻孔作业；
S5、钻孔；钻机就位后，根据测量人员放出的孔位进行钻孔作业；
S6、封堵孔口位置，距离孔口1.3-1.7m范围内孔壁缠绕麻丝打入围岩，并采用泡沫胶注入围岩内，形成止浆塞效应；
S7、注浆加固；浆液类型使用水泥+水玻璃的双液浆，注浆压力2.0Mpa；注浆形式为后退式注浆，注浆浆液凝结时间由试验室人员进行室内试验，调节出10min、15min、20min不同凝结时间的浆液配比；
原材料：普通硅酸盐水泥：P.O 42.5；
水玻璃的浓度：35Be’，模数：2.6～2.8；
水泥：水玻璃(体积比)＝根据试验数据得出；
注浆注意事项：①注浆时压力由低到高，逐渐加压，防止应注浆压力过大，造成浆液从围岩裂隙中渗出；②注浆时应隔孔注入(先注入1、4、7、10、13……31，再注2、5、8、10……32，最后注3、6、9、12……33)，防止浆液扩散至相邻孔位；
S8、注浆参数设计；具体设计参数如下表所示：
| 序号 | 参数名称 | 参数值 | 备注 |
| 1 | 纵向加固段长 | 单循环10m | |
| 2 | 环向间距 | 0.4m | |
| 3 | 双液浆配比 | 根据试验数据调整 | |
| 4 | 注浆终压 | 注浆2.0MPa | |
| 6 | 注浆方式 | 后退式 | |
| 7 | 孔数 | 注浆孔 | 单循环33个 |
S9、注浆工艺；注浆施工是本工程最重要的工序，在进行注浆施工之前，首先完成各种机械设备的检查、仪器仪表的检验或标定，完成浆液材料的性能试验，确定合格后方可进行注浆作业；
注浆所用的水泥为袋装P.O 42.5水泥，试验室按照设计配合比配置水泥浆，配置完成后在搅拌桶内搅拌均匀；搅拌过程中同时将水玻璃抽入水玻璃搅拌桶内进行搅拌，均匀后同时输入KBY双液注浆泵内混合，形成双液浆注入；
水泥浆搅拌桶、水玻璃搅拌桶距离KBY双液注浆泵管线长度为10m，双液浆注浆泵距离注浆管长度为28-32m，注浆压力为2.0MPa，KBY90/15-22双液注浆泵排量为90L/min，水泥浆和水玻璃凝结时间为150s-420s；
S10、进行开挖作业；注浆结束后进行开挖作业，并查看浆液扩散效果是否达到加固围岩的目的；具体支护参数如下：
作为本发明进一步的方案：步骤S1中，测量人员要准确定出钻孔孔位并记录；浆液配置分别为10min凝固、15min凝固、20min凝固双液浆配比，根据实际注浆情况，进行浆液选择。
作为本发明进一步的方案：步骤S5中，钻孔的具体方法为：
根据隧道中心线120°范围内，间距0.3-0.5m，进行钻孔，单个钻孔分为2个阶段，钻进长度9-11m，外插脚控制在2°范围内，单循环共计布设33个孔；
(1)第一阶段：凿岩台车钻杆钻孔
三臂凿岩台车钻杆长度为5.2-5.7m，有效钻进长度4-6m，采用三臂凿岩台车钻进4-6m后停止钻进；
(2)第二阶段：凿岩台车配合自钻式锚杆钻孔
三臂凿岩台车利用原有钻杆钻进4-6m后，采用自钻式锚杆前端安装钻头进行钻孔，钻进至设计深度，三臂凿岩台车与自钻式锚杆连接、两节自钻式锚杆连接均采用丝扣连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够有效克服了撑子面开挖后掉块、连续塔腔的问题，解决了施工现场存在安全隐患，有效保证了施工质量，适合推广。
附图说明
图1为本发明中自进式锚杆超前预加固孔位布置图。
图2为本发明中封堵孔口位置示意图。
图3为本发明中注浆施工示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-3，一种保证安全、质量的锚杆施工工艺，步骤如下：
S1、施工前期准备，包括施工测量、浆液配置，其中测量人员员要准确定出钻孔孔位并记录；浆液配置分别为10min凝固、15min凝固、20min凝固双液浆配比，根据实际注浆情况，进行浆液选择；
S2、超前小导管施工，超前小道管长度为4m，环向35cm，打设角度控制在6-10°，打设范围隧道中线120°以内，打设完成后进行开挖作业，开挖1.8m临空面，为三臂凿岩台车打设自进式锚杆提供空间；
S3、掌子面封闭；掌子面封闭分为两步：第一步，在打设锚杆竖向45cm范围内喷射一层水泥浆，然后对整个掌子面进行C25喷射混凝素喷8cm，素喷后形成一个1:0.2坡度；
S4、凿岩台车就位；掌子面素喷完成后三臂凿岩台车推进至掌子面，连接水电，检查机械运转情况后进行钻孔作业；
S5、钻孔；钻机就位后，根据测量人员放出的孔位进行钻孔作业，根据隧道中心线120°范围内，间距0.35m，进行钻孔，单个钻孔分为2个阶段，钻进长度9m，外插脚控制在2°范围内，单循环共计布设33个孔。
(1)第一阶段：凿岩台车钻杆钻孔
三臂凿岩台车钻杆长度为5.2m，有效钻进长度4m，采用三臂凿岩台车钻进4m后停止钻进；
(2)第二阶段：凿岩台车配合自钻式锚杆钻孔
三臂凿岩台车利用原有钻杆钻进4m后，采用自钻式锚杆前端安装钻头进行钻孔，钻进至设计深度，三臂凿岩台车与自钻式锚杆连接、两节自钻式锚杆连接均采用丝扣连接；
S6、封堵孔口位置，距离孔口1.3m范围内孔壁缠绕麻丝打入围岩，并采用泡沫胶注入围岩内，形成止浆塞效应；
S7、注浆加固；浆液类型使用水泥+水玻璃的双液浆，注浆压力2.0Mpa。注浆形式为后退式注浆，注浆浆液凝结时间由试验室人员进行室内试验，调节出10min、15min、20min不同凝结时间的浆液配比；
原材料：
普通硅酸盐水泥：P.O 42.5；
水玻璃的浓度：35Be’，模数：2.6；
水泥：水玻璃(体积比)＝根据试验数据得出；
注浆注意事项：①注浆时压力由低到高，逐渐加压，防止应注浆压力过大，造成浆液从围岩裂隙中渗出；②注浆时应隔孔注入(先注入1、4、7、10、13……31，再注2、5、8、10……32，最后注3、6、9、12……33)，防止浆液扩散至相邻孔位；
S8、注浆参数设计；具体设计参数如下表所示：
S9、注浆工艺；注浆施工是本工程最重要的工序，在进行注浆施工之前，首先完成各种机械设备的检查、仪器仪表的检验或标定，完成浆液材料的性能试验，确定合格后方可进行注浆作业；
注浆所用的水泥为袋装P.O 42.5水泥，试验室按照设计配合比配置水泥浆，配置完成后在搅拌桶内搅拌均匀；搅拌过程中同时将水玻璃抽入水玻璃搅拌桶内进行搅拌，均匀后同时输入KBY双液注浆泵内混合，形成双液浆注入。
水泥浆搅拌桶、水玻璃搅拌桶距离KBY双液注浆泵管线长度为10m，双液浆注浆泵距离注浆管长度为28m，注浆压力为2.0MPa，KBY90/15-22双液注浆泵排量为90L/min，水泥浆和水玻璃凝结时间为150s；
S10、进行开挖作业；注浆结束后进行开挖作业，并查看浆液扩散效果是否达到加固围岩的目的；具体支护参数如下：
实施例2
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种保证安全、质量的锚杆施工工艺，包括以下步骤：
S1、施工前期准备，包括施工测量、浆液配置，其中测量人员要准确定出钻孔孔位并记录；浆液配置分别为10min凝固、15min凝固、20min凝固双液浆配比，根据实际注浆情况，进行浆液选择；
S2、超前小导管施工，超前小道管长度为5m，环向40cm，打设角度控制在6°，打设范围隧道中线120°，打设完成后进行开挖作业，开挖2m临空面，为三臂凿岩台车打设自进式锚杆提供空间；
S3、掌子面封闭；掌子面封闭分为两步：第一步，在打设锚杆竖向50cm范围内喷射一层水泥浆，然后对整个掌子面进行C25喷射混凝素喷10cm，素喷后形成一个1:0.2坡度；
S4、凿岩台车就位；掌子面素喷完成后三臂凿岩台车推进至掌子面，连接水电，检查机械运转情况后进行钻孔作业；
S5、钻孔；钻机就位后，根据测量人员放出的孔位进行钻孔作业，根据隧道中心线120°范围内，间距0.4m，进行钻孔，单个钻孔分为2个阶段，钻进长度10m，外插脚控制在2°范围内，单循环共计布设33个孔。
(1)第一阶段：凿岩台车钻杆钻孔
三臂凿岩台车钻杆长度为5.5m，有效钻进长度为5m，采用三臂凿岩台车钻进5m后停止钻进；
(2)第二阶段：凿岩台车配合自钻式锚杆钻孔
三臂凿岩台车利用原有钻杆钻进5m后，采用自钻式锚杆前端安装钻头进行钻孔，钻进至设计深度，三臂凿岩台车与自钻式锚杆连接、两节自钻式锚杆连接均采用丝扣连接；
S6、封堵孔口位置，距离孔口1.5m范围内孔壁缠绕麻丝打入围岩，并采用泡沫胶注入围岩内，形成止浆塞效应；
S7、注浆加固；浆液类型使用水泥+水玻璃的双液浆，注浆压力2.0Mpa。注浆形式为后退式注浆，注浆浆液凝结时间由试验室人员进行室内试验，调节出10min、15min、20min不同凝结时间的浆液配比；
原材料：
普通硅酸盐水泥：P.O 42.5；
水玻璃的浓度：35Be’，模数：2.7；
水泥：水玻璃(体积比)＝根据试验数据得出；
注浆注意事项：①注浆时压力由低到高，逐渐加压，防止应注浆压力过大，造成浆液从围岩裂隙中渗出；②注浆时应隔孔注入(先注入1、4、7、10、13……31，再注2、5、8、10……32，最后注3、6、9、12……33)，防止浆液扩散至相邻孔位；
S8、注浆参数设计；具体设计参数如下表所示：
| 序号 | 参数名称 | 参数值 | 备注 |
| 1 | 纵向加固段长 | 单循环10m | |
| 2 | 环向间距 | 0.4m | |
| 3 | 双液浆配比 | 根据试验数据调整 | |
| 4 | 注浆终压 | 注浆2.0MPa | |
| 6 | 注浆方式 | 后退式 | |
| 7 | 孔数 | 注浆孔 | 单循环33个 |
S9、注浆工艺；注浆施工是本工程最重要的工序，在进行注浆施工之前，首先完成各种机械设备的检查、仪器仪表的检验或标定，完成浆液材料的性能试验，确定合格后方可进行注浆作业；
注浆所用的水泥为袋装P.O 42.5水泥，试验室按照设计配合比配置水泥浆，配置完成后在搅拌桶内搅拌均匀；搅拌过程中同时将水玻璃抽入水玻璃搅拌桶内进行搅拌，均匀后同时输入KBY双液注浆泵内混合，形成双液浆注入。
水泥浆搅拌桶、水玻璃搅拌桶距离KBY双液注浆泵管线长度为10m，双液浆注浆泵距离注浆管长度为30m，注浆压力为2.0MPa，KBY90/15-22双液注浆泵排量为90L/min，水泥浆和水玻璃凝结时间为250s；
S10、进行开挖作业；注浆结束后进行开挖作业，并查看浆液扩散效果是否达到加固围岩的目的；具体支护参数如下：
实施例3
请参阅图1-3，一种保证安全、质量的锚杆施工工艺，S1、施工前期准备，包括施工测量、浆液配置，其中测量人员要准确定出钻孔孔位并记录；浆液配置分别为10min凝固、15min凝固、20min凝固双液浆配比，根据实际注浆情况，进行浆液选择；
S2、超前小导管施工，超前小道管长度为6m，环向45cm，打设角度控制在10°，打设范围隧道中线125°，打设完成后进行开挖作业，开挖2.2m临空面，为三臂凿岩台车打设自进式锚杆提供空间；
S3、掌子面封闭；掌子面封闭分为两步：第一步，在打设锚杆竖向53cm范围内喷射一层水泥浆，然后对整个掌子面进行C25喷射混凝素喷12cm，素喷后形成一个1:0.2坡度；
S4、凿岩台车就位；掌子面素喷完成后三臂凿岩台车推进至掌子面，连接水电，检查机械运转情况后进行钻孔作业；
S5、钻孔；钻机就位后，根据测量人员放出的孔位进行钻孔作业，根据隧道中心线120°范围内，间距0.5m，进行钻孔，单个钻孔分为2个阶段，钻进长度11m，外插脚控制在2°范围内，单循环共计布设33个孔；
(1)第一阶段：凿岩台车钻杆钻孔
三臂凿岩台车钻杆长度为5.7m，有效钻进长度6m，采用三臂凿岩台车钻进6m后停止钻进；
(2)第二阶段：凿岩台车配合自钻式锚杆钻孔
三臂凿岩台车利用原有钻杆钻进6m后，采用自钻式锚杆前端安装钻头进行钻孔，钻进至设计深度，三臂凿岩台车与自钻式锚杆连接、两节自钻式锚杆连接均采用丝扣连接；
S6、封堵孔口位置，距离孔口1.7m范围内孔壁缠绕麻丝打入围岩，并采用泡沫胶注入围岩内，形成止浆塞效应；
S7、注浆加固；浆液类型使用水泥+水玻璃的双液浆，注浆压力2.0Mpa；注浆形式为后退式注浆，注浆浆液凝结时间由试验室人员进行室内试验，调节出10min、15min、20min不同凝结时间的浆液配比；
原材料：
普通硅酸盐水泥：P.O 42.5；
水玻璃的浓度：35Be’，模数：2.8；
水泥：水玻璃(体积比)＝根据试验数据得出；
注浆注意事项：①注浆时压力由低到高，逐渐加压，防止应注浆压力过大，造成浆液从围岩裂隙中渗出；②注浆时应隔孔注入(先注入1、4、7、10、13……31，再注2、5、8、10……32，最后注3、6、9、12……33)，防止浆液扩散至相邻孔位；
S8、注浆参数设计；具体设计参数如下表所示：
| 序号 | 参数名称 | 参数值 | 备注 |
| 1 | 纵向加固段长 | 单循环10m | |
| 2 | 环向间距 | 0.4m | |
| 3 | 双液浆配比 | 根据试验数据调整 | |
| 4 | 注浆终压 | 注浆2.0MPa | |
| 6 | 注浆方式 | 后退式 | |
| 7 | 孔数 | 注浆孔 | 单循环33个 |
S9、注浆工艺；注浆施工是本工程最重要的工序，在进行注浆施工之前，首先完成各种机械设备的检查、仪器仪表的检验或标定，完成浆液材料的性能试验，确定合格后方可进行注浆作业；
注浆所用的水泥为袋装P.O 42.5水泥，试验室按照设计配合比配置水泥浆，配置完成后在搅拌桶内搅拌均匀；搅拌过程中同时将水玻璃抽入水玻璃搅拌桶内进行搅拌，均匀后同时输入KBY双液注浆泵内混合，形成双液浆注入；
水泥浆搅拌桶、水玻璃搅拌桶距离KBY双液注浆泵管线长度为10m，双液浆注浆泵距离注浆管长度为32m，注浆压力为2.0MPa，KBY90/15-22双液注浆泵排量为90L/min，水泥浆和水玻璃凝结时间为420s；
S10、进行开挖作业；注浆结束后进行开挖作业，并查看浆液扩散效果是否达到加固围岩的目的；具体支护参数如下：
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种锚杆施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、施工前期准备，包括施工测量、浆液配置；测量人员要准确定出钻孔孔位并记录；浆液配置分别为10min凝固、15min凝固、20min凝固双液浆配比；
S2、超前小导管施工，超前小导管长度为4-6m，环向35-45cm，打设角度控制在6-10°，打设范围隧道中线115-125°，打设完成后进行开挖作业，开挖1.8-2.2m临空面，为三臂凿岩台车打设自进式锚杆提供空间；
S3、掌子面封闭，分为两步：第一步，在打设锚杆竖向45-53cm范围内喷射一层水泥浆，然后对整个掌子面进行C25喷射混凝素喷8-12cm，素喷后形成一个1:0.2坡度；
S4、凿岩台车就位；掌子面素喷完成后三臂凿岩台车推进至掌子面，连接水电，检查机械运转情况后进行钻孔作业；
S5、钻孔；钻机就位后，根据测量人员放出的孔位进行钻孔作业；钻孔的具体方法为：根据隧道中心线120°范围内，间距0.3-0.5m，进行钻孔，单个钻孔分为2个阶段，钻进长度9-11m，外插脚控制在2°范围内，单循环共计布设33个孔；
（1）第一阶段：三臂凿岩台车的钻杆钻孔，三臂凿岩台车钻杆长度为5.2-5.7m，有效钻进长度4-6m，采用三臂凿岩台车钻进4-6m后停止钻进；
（2）第二阶段：三臂凿岩台车配合自钻式锚杆钻孔， 三臂凿岩台车利用第一阶段的钻杆钻进4-6m后，采用自钻式锚杆前端安装钻头进行钻孔，钻进至设计深度，三臂凿岩台车与自钻式锚杆连接、两节自钻式锚杆连接均采用丝扣连接；
S6、封堵孔口位置，距离孔口1.3-1.7m范围内孔壁缠绕麻丝打入围岩，并采用泡沫胶注入围岩内；
S7、注浆加固；浆液类型使用水泥+水玻璃的双液浆，注浆压力2.0Mpa；注浆形式为后退式注浆，注浆浆液凝固时间由试验室人员进行室内试验，调节出10min、15min、20min不同凝固时间的浆液配比；浆液原材料：普通硅酸盐水泥：P.O 42.5；水玻璃的浓度：35Be’，模数：2.6～2.8；注浆注意事项为：①注浆时压力由低到高，逐渐加压，防止应注浆压力过大，造成浆液从围岩裂隙中渗出；②注浆时应隔孔注入；先注入1、4、7、10、13……31，再注2、5、8、10……32，最后注3、6、9、12……33，防止浆液扩散至相邻孔位；
S8、注浆参数设计；
S9、注浆工艺；在进行注浆施工之前，首先完成各种机械设备的检查、仪器仪表的检验或标定，完成浆液材料的性能试验，确定合格后方可进行注浆作业；注浆所用的水泥为袋装P.O 42.5水泥，试验室按照设计配合比配置水泥浆，配置完成后在搅拌桶内搅拌均匀；搅拌过程中同时将水玻璃抽入水玻璃搅拌桶内进行搅拌，均匀后同时输入KBY90/15-22双液注浆泵内混合；水泥浆搅拌桶和水玻璃搅拌桶距离KBY90/15-22双液注浆泵管线长度为10m，KBY90/15-22双液注浆泵距离注浆管长度为28-32m，注浆压力为2.0MPa，KBY90/15-22双液注浆泵排量为90L/min，水泥浆和水玻璃的双液浆凝结时间为150s-420s；
S10、注浆结束后进行开挖作业。
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