1 前言
在国内外地下工程中，锚杆的加固应用越来越多，特别是采用喷锚构筑法修建隧道时，锚杆是必不可少的。从现有的几种锚杆应用情况来看，都有其不足的一面，如：全长粘结型锚杆（普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆锚杆、树脂卷锚杆、水泥药卷锚杆），其砂浆在全长范围内很难保持均匀、满孔，从而不能充分起到设计要求的作用；端头锚固型锚杆受力集中在端部，容易产生应力集中等等。而水力膨胀式管子锚杆作为一种受力合理，锚固力更强的新型锚杆能克服这些缺点，并且此种锚杆淘汰了锚固剂，无粉尘和化学污染，改善了工作的劳动环境。
2 工程概况
渝怀铁路白涛隧道位于重庆市涪陵白涛镇，为单线铁路隧道，全长823米，隧道穿越的地层V级围岩185米，IV级围岩638米，均为水平状页岩夹泥质灰岩、灰岩，节理发育，风化颇重，围岩强度为R C=5～30Mpa。
隧道按新奥法组织施工，正台阶开挖，锚喷施工支护，衬砌为模注砼，在V级围岩185米段设格栅钢架及超前锚杆加固支护，喷射砼厚20cm，锚杆长3.5，间距为0.8～1.0m，格栅纵向间距为不大于1m。水力膨胀式锚杆在该隧道中进行了试验，并作为径向锚杆在全隧加以应用。 3 水力膨胀式锚杆的构造及特点
3.1锚杆构造
该锚杆是厚2mm无缝钢管加工成双层异型膨胀式管子锚杆，它由管状杆体、端套，挡圈、注液嘴、托盘等组成，锚杆外表直径为φ400mm。锚杆构造详见图1。
锚杆及其配套设备主要技术参数
锚杆及其配套设备主要技术参数表1
3.3作用原理
将锚杆装入事先钻好的岩孔中，并注入高压水，当水压超过钢管材料的屈服极限时，锚杆便产生膨胀变形，使其牢牢地镶嵌在岩孔中，产生极大的摩擦力，对围岩产生强大的挤压加固作用形成拱圈受力状态。同时在其膨胀过程中因其直径由细变粗，锚杆沿纵向有一定的收缩量（一般为1～4mm），使托盘紧紧地压在隧道围岩表面，产生向上的托锚力，从而起到锚固围岩的作用。
3.4锚杆特点
3.4.1 安装方便，能立即承载
水力膨胀式锚杆是通过向杆体内部注液使其膨胀来锚固围岩的，它的安装时间主要有注液时间及辅助
时间两部分组成。一般注液在10s左右的时间便能完成整个锚固过程，加上辅助操作时间，安装一根锚杆能在1mim内全部完成，并且可实现高位置施工。因此，它是安装时间最短的一种锚杆，同时能够实现立即承载。
3.4.2 锚杆全长锚固，受力均匀，锚固力大
该锚杆在满足正常充液压力的情况下，具有较大锚固力（一般在80KN以上），且为全长锚固，整体随岩孔壁形状膨胀变化，受力均匀。 3.4.3 在硬岩中锚固力效果好，在软岩中效果相应偏差。
3.4.4 安装时不产生化学和粉尘污染，改善了劳动环境。
4 水力膨胀管子锚杆抽检试验
4.1 锚杆自由膨胀试验
将锚杆放在地面上，压入高压水进行无约束的自由膨胀试验。其试验了9根，其长度分别为2.0m、2.5m、3.0m，每种长度为3根。
通过试验我们发现，充液压力为10Mpa时锚杆开始膨胀，一般都是在锚杆全长2/5～4/5之间先膨胀，经过15s的稳压后，随着压力的升高，锚杆也迅速由中间向两端膨胀，充液压力达到25Mpa时，锚杆整个杆体都膨胀非常饱满。升压到30Mpa时，锚杆出现塑性变形，锚杆在岩孔中膨胀过程和性质与上述基本相同，锚杆充液压力与充液时间关系如图2、图3：
smac
4.2 锚杆在不同直径钻孔中锚固力的测定
这次试验是为确定锚杆适应孔径而做的。试验是在白涛隧道出口洞口拱圈进行。做法是：在拱圈上分别用直径为40mm、42mm、44mm和46mm的钻头各打了2个孔，打入1.5m长的锚杆，测得在充液压力为28Mpa时的初锚固力都在120KN以上。这表明，对这4种孔径水力膨胀锚杆都是适用的。
4.3 充液压力与相应初锚力的测定
路易十四时代
试验段的岩石为泥质灰岩，节理发育，风化颇重，属Ⅴ级围岩，试验方法为：用1.5m长的锚杆18根，分成6组（每组3根）进行试验，锚杆孔与岩面相垂直，充液压力定为10Mpa、15Mpa、18Mpa、20Mpa、25Mpa、30Mpa，充压后用ML-20拉力器拉拨并测量锚固力，当充液压力达到30Mpa时，锚杆头被拉断，表明此时的初锚力已大于锚杆材料的极限抗拉强度，表2为实测的锚杆初锚力，取其平均值绘出锚杆初锚力与充液压力关系曲线，如图４：
奶牛笔记本电脑4.4 纵向及径向收缩量的测定
锚杆受到充液压力后发生径向膨胀和轴向收缩，是水力膨锚杆的特点，我们对其轴向收缩量进行了测定，其值为1～4mm。同时管壁径向收缩量测试结果为0.01～0.05mm。
初锚力测试记录表2
力膨胀式锚杆施工技术
隧道开工前首先熟悉设计文件，编制实施性施工组织设计，特别是水力膨胀式锚杆施工方案或作业指导书，并进行技术交底，正确指导膨胀锚杆的施工。
5.1 施工工艺流程
光面爆破后清除危石进行施工支护，施工工艺流程详见图5
5.2 初喷砼与架立格栅钢架
顶清除危石后，立即初喷5～7cm厚的砼，封闭撑子面，以防岩石风化和剥落，然后按设计要求架立好格栅钢架，这项工序与一般的锚喷支护相同。
5.3 施放锚杆孔位
根据锚杆孔的设计布置图，将锚杆孔位施放到作业面上。锚杆孔距的允许偏差为150mm。
5.4 钻设锚杆孔
少年军校活动被写入哪部法律?格栅钢架架立好后，用风力凿岩机按间距为1.0m菱形布置锚杆孔，孔径为42mm，孔深为3.1m。
5.5 锚杆入孔
锚杆插入注液器并锁闭后送入钻孔，使其托盘紧托岩面。在锚杆入孔前应吹清孔内，以防锚杆被堵塞。
5.6 锚杆充注高压水
启动高压水泵及打开水路阀门，给锚杆充注高压水，开始时压力计指针读数慢慢往上升，在达10Mpa 左右，经过一段时间稳压后压力便迅速上升，当压力达到18Mpa时，打开高压水泵回水管路进行卸压。此时，水力膨胀式管子锚杆也就安装完毕。撤下安装棒，进行下一根锚杆的安装。
5.7 施工注意事项
google数字图书馆5.7.1 高压泵要设置防护罩，锚杆安装完毕，将高压胶管一并放入高压泵防护罩内，并搬移到安全无淋水的地方，防止放炮时被砸坏。
5.7.2 搬运高压泵时，必须先断开前一级电源开关，严禁带电作业。
5.7.3 操作高压泵的司机要经过培训。
5.7.4 进水阀未关闭，回水阀未打开之前，不准撤离安装棒。
5.7.5 常向泵内初充1%—3%的乳化油，水必须经过滤网过滤。
5.7.6 安装锚杆时，操作人员手擎安装棒应与锚杆孔轴线偏离一个角度。
5.7.7 锚杆应轻拿轻放，避免末端注液咀碰伤。
6 应用效果
共青团中央委员会
水力膨胀式管子锚杆在该隧道中得以应用，加快了施工进度，确保了隧道开挖施工安全，提高了临时支护施工质量。
在安装锚杆当中，随机抽检了10根，抗拔力都在110KN以上，满足设计要求。
对其初期支护进行了以净空水平位移，拱顶下沉为主的监测：共测3个断面，在每个断面的拱顶设1个点，起拱线上0.5米和边墙上各2个点，量测数据如表3，从表中数据看出，初期支护满足了喷锚构筑法施工的要求。
变形量测数据汇总表表3
7 改进建议
7.1 此种锚杆的金属杆身与岩层直接接触，不耐久，时间长会锈蚀；再者，被锚胀力挤压的岩层徐变作用引起锚固力会随时间延长而退化。因此，此种锚杆只能作短期使用的临时支护，尚需加大作为永久支
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议