中空预应力锚杆施工工艺.pdf

预应力中空锚杆的施工工艺

一、前言

1、在岩土及地下工程中，当围岩节理发育破碎时，通常围岩存在着破碎块、松

弛、岩块之间的咬合、摩擦力低，从而引发更大面积的围岩松弛，最终出现围岩

失稳、坍塌等事故的发生。为有效保证工程质量和施工安全，故产生预应力锚固

技术。预应力锚固是用锚固方法增加支挡结构或岩土体稳定性的一种措施。

其方法是打钻孔穿过有可能滑动的或已经滑动过的滑动面，将钢筋（或钢

索）的一端固定在孔底的稳定岩土体中，再将钢筋（或钢索）拉紧以至能

产生一定的回弹力（即预应力），然后将钢筋（索）的另一端固定于岩土体

或支挡结构表面，利用钢筋的回弹力压紧可能滑动的岩土体或支挡结构，

以增大滑动面上的抗剪强度，从而达到提高岩土体或支挡结构稳定性的目

的。中空预应力锚杆就是在此理论基础上产生的，中空预应力锚杆以其便

于施工、改量围岩条件显著等原因，近年来在我国铁路、公路、水利水电

等工程中得到了迅速的推广和广泛的应用。

二、工程概况

江北城车站设计为重庆轨道交通六号线与九号线的地下换乘站，位于江北

城中央商务区内。车站线路里程YDK16+57.455～YDK16+298.258，有效站

台中心里程为YDK16+155.928，车站主体总长240.8m。车站主体结构分为

明、暗挖两部分，其中里程YDK16+57.455～YDK16+105.048、

YDK16+259.708～～YDK16+298.258为明挖段；里程YDK16+105.048～

YDK16+259.708为暗挖段，采用地下三层钢砼马蹄形大拱脚结构，长

154.660m。开挖断面H=27.4m、D=32.5m。暗挖段开挖方法为双侧壁导坑法。
工程地质条件：根据区域地质资料，地应力条件简单，应力水平极低。区

内无断层，地质构造简单。根据场地基岩露头地质测绘调查，基岩内裂隙

发育程度为不发育，岩体呈块状结构。层面结合差，层面局部充填粘性土。

水文地质条件：据地勘资料显示，拟建场区内松散层上层滞水和基岩风化

裂隙水局部存在，水量较小。但因场地地表封闭较差且松散层上层滞水受

气候和季节性变化较大，其水量与降水因素关系密切，因此后期施工（特

别是在雨季期间）应考虑大气降水对场区的水文地质条件的改变和影响。

根据相邻场地及当地建筑经验综合判定：环境水类型为II类。本隧道围岩

分级以IV级为主，定级为IV级，属于浅埋隧道，其成洞条件差，拱顶支

护弱或不及时时可产生较大的塌方。故设计本着“强支护”的原则，拱部

采用R51超前锚杆支护，L=4.5m，环纵距0.5*2.5m，双层H22格栅钢架0.5m/

榀。系统锚杆采用CD28药卷锚杆，CD32预应力中空注浆锚杆，环纵距为

100*50cm，梅花型布设。

二、预应力中空注浆锚杆施工工艺

1、江北城车站采用了φ28药卷锚杆、预应力锚杆交错布置，间排距为0.5m

×0.5m，预应力锚杆长度为6.0m，锚杆直径为φ32。此次使用的是涨壳式中

空预应力锚杆，它由涨壳锚头（φ45）、中空锚杆体、垫板、螺母、连接套、

注浆管、必要时还要用止浆塞组成。

a、中空锚杆体：为全螺纹中空锚杆体，按照安装方式的不同，具有注浆或

是排气的功能。

a、涨壳锚头：用高强度的钢材制成，通过内楔和涨壳加片组成，是锚杆预

应力内部承载体。
c、垫片、螺母：预应力外部锁定和传递荷载的构件,垫片、螺母为M30。

d、注浆（排气）管：塑料管一段插入孔内，一段留在孔外。根据锚杆的安

装方式起注浆或是排气的作用。

锚杆示意图

e、锚杆特点：迅速初期支护，控制围岩变形，保证围岩稳定。中空设计，

使锚杆实现了注浆管的功能，避免了传统施工工艺注浆管拔出时造成的砂

浆流失。能到达注浆饱满，并可实现压力注浆，提高工程质量。由于各配

件的作用，杆体的居中性很好，砂浆可以将锚杆体全长包裹，避免了锈蚀

的危险，达到永久支护的目的。

2、工艺流程：测量放线—造孔—清孔—安插锚杆—安装垫板、螺帽及注浆

管—施加预应力—注浆—锚杆验收评定

3、施工准备

材料的准备，包括涨壳锚头、中空锚杆体、垫板、螺母、连接套、注浆管

等。机械包括注浆机、扭力扳手、风枪等。

4、测量放样

按图示支护参数进行锚杆孔位放样，并用不同颜色的油漆进行标记，以区

别不同类型的锚杆孔位。

5、钻孔
锚杆钻孔采用YT28型风动凿岩机，钻孔时孔口直径以大于锚杆体

10~20mm为宜，钻孔角度根据洞室的结构形式和锚杆所处的部位，一般情

况下垂直岩面，终成孔位置偏差不大于10cm，孔深误差控制在5cm，角度

偏差控制在1~3度。

6、清空

造孔完成后，用高压水枪进行孔内清洗，清洁后再用高压风枪吹出孔内积