第四章初期支护施工质量检测.

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1、第四章 初期支护施工与质量检测初期支护：隧道开挖后，用于控制围岩变形及防止坍塌所及时施作的支护。其类型有锚杆支护、喷射混凝土支护、喷射混凝土与钢筋网联合支护、喷射混凝土与锚杆及钢筋网联合支护、喷钢纤维混凝土支护、喷钢纤维混凝土锚杆联合支护，以及上述几种类型加设钢架而成的联合支护。锚杆：具有“悬吊”、“组合梁”和“加固拱”等作用。具有主动加固围岩、可及时灵活施工等特点。喷射混凝土：具有“支撑”、“填补”、“粘结”和“封闭”的作用。钢筋网：具有增强喷射混凝土强度和阻止喷射混凝土开裂的作用钢架：具有“强支撑作用”和即刻受力的特点一、锚杆 1、锚杆作用原理“悬吊”作用。所谓“悬吊”作用是指为防止个别危

2、岩的掉落或滑落，用锚杆将其同稳定围岩联结起来，悬吊作用主要表现的加固局部失稳的岩体。提高层间摩阻力，形成“组合梁”；对于水平或缓倾斜的层状围岩，用锚杆群能把数层岩层连在一起，增大层理间摩阻力，从结构力学观点看就是形成“组合梁” 加固围岩；由于锚杆的加固作用，使围岩中，尤其是松动区中的节理裂隙，破裂面等得以联结，因而增长了锚固区围岩的强度（即c、值）；锚杆将节理发育的岩体和松动围岩形成整体，成为隧道外围的道“加固带” 2 2、锚杆质量检测 锚杆质量检测包括加工质量、安装尺寸、拉拔力试验、砂浆锚杆注满度等。加工质量 锚杆种类很多，但每一种锚杆在使用安装前，都必须对其材质（抗拉强度、延展性与弹性）、

3、规格和加工质量进行检查，以免不合格的锚杆用于隧道支护安装质量检查 锚杆孔位：孔位偏差50mm，钢尺测量，频率10%锚杆方向：应尽量与岩壁面和岩层主要结构面垂直，目测钻孔深度：公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）要求，钻孔深度+100，-0，使用带刻度碎料管或木棍，频率10%孔径与孔型：对于砂浆锚杆大于杆体直径15mm，频率10%锚杆数量：不少于设计锚杆垫板：与岩面紧贴，频率10%2 2、锚杆抗拔力、锚杆抗拔力 锚杆抗拔力是指锚杆锚固后能够承受的最大拉力。它锚杆抗拔力是指锚杆锚固后能够承受的最大拉力。它是锚杆材料、加工及安装质量的综合反映，是锚杆质量检是锚杆材料、加工及安装质量的综合

4、反映，是锚杆质量检测的一项基本内容。锚杆抗拔力检测要求如下：测的一项基本内容。锚杆抗拔力检测要求如下：A A）检测数量为锚杆数的）检测数量为锚杆数的1%1%且每次不小于且每次不小于3 3根根B B）同组锚杆抗拔力的平均值不小于设计值）同组锚杆抗拔力的平均值不小于设计值C C）单根锚杆的抗拔力不得低于设计值得）单根锚杆的抗拔力不得低于设计值得90%90% 锚杆锚杆拉力试验不是检验锚杆的安装质量，而是检验该拉力试验不是检验锚杆的安装质量，而是检验该类围岩能否用锚杆类围岩能否用锚杆加固加固拉拔设备拉拔设备常用设备为锚杆拉拔计，由空心式千斤顶、压力计量装置常用设备为锚杆拉拔计，由空心式千斤顶、压力计量

5、装置（如压力表）、高压油管、行程计量装置（如千分表）、（如压力表）、高压油管、行程计量装置（如千分表）、加压装置（如加油泵）等构成。加压装置（如加油泵）等构成。测试方法a.对试验锚杆端头做加长处理，以便测试千斤顶安装b.用砂浆将待测锚杆口部抹平，以便支放承压垫板c.根据锚杆种类和试验目的确定拉拔时间d.在锚杆尾部加上垫板，套上中空千斤顶，将锚杆外端与千斤顶内缸固定在一起，并装设位移量测设备与仪器e.手动油压泵加压，读取油压表值，根据活塞面积换算锚杆承受的拉拔力。视需要从千分表读取锚杆尾部的位移，绘制锚杆拉力-位移曲线，供分析研究注意事项a.千斤顶应与锚杆同心，不得偏心张拉b.以10KN/MN的

6、迅速加载c.拉拔到设计拉力即停止加载。如做破坏性试验，可测取锚杆的最大承载力，即检验锚杆施工质量，也为调整设计参数提供依据d.千斤顶应固定牢靠，操作人员要在锚杆的侧面并远离锚杆尾部的位置上加压读书；测位移时停止加压3 3、砂浆锚杆砂浆注满度检测、砂浆锚杆砂浆注满度检测原理：在锚杆尾端发射的超声波脉冲，会以管道波形式沿杆体传播。当波到达锚杆底端反射，在杆体尾端可接收到此反射波。 如果钢筋外密实、饱满地由水泥砂浆握裹，砂浆又与周围岩体粘结，则超声波在传播过程中，不断从钢筋通过水泥砂浆向岩体扩散，能量损失很大，在杆体外端测得的反射波振幅很小，甚至测不到； 如果无砂浆握裹，仅是一根空杆，则超声波仅在钢

7、筋中传播，能量损失不大，接收到的反向波振幅则较大； 如果握裹砂浆不密实，中间有空洞或缺失，则得到的反射波振幅的大小介于前二者之间。 由此，可以根据反射波振幅大小判定水泥砂浆的饱满程度。检测仪器锚固密实度检测主要采用按上述原理开发的锚杆质量无损检测仪。目前国产品种也比较多，速度和检测精度已得到大幅提高，除可进行锚固密实度检测外，还可以检测锚杆长度、锚固位置、锚固缺陷大小及位置等参数。测量方法 进行锚杆锚固密实度检测前，宜进行现场模拟实验，以考核检测单位的无损检测能力与水平，并用检测结果修正现场实测的计算参数。 现场模拟标准锚杆制作应与被检测工程锚杆的施工参数及工艺相同，锚杆锚固的围岩条件也宜大致

8、相似。每种规格的锚杆宜设计一组试验锚杆。对标准锚杆的检测宜在3d、7d、14d、28d龄期时分别进行。现场标准锚杆检测完成后，若条件许可还可采用钻孔取芯等有效手段进行复核。4 4、端锚式锚杆施工质量无损检测、端锚式锚杆施工质量无损检测检测原理检测原理 对于端锚式锚杆，测量锚尾螺母被施加的力矩，可间对于端锚式锚杆，测量锚尾螺母被施加的力矩，可间接确定锚杆的拉拔力接确定锚杆的拉拔力 利用螺母上的力矩来检测锚杆的拉力，必须事先建立利用螺母上的力矩来检测锚杆的拉力，必须事先建立力矩力矩- -锚固力关系，然后据此检测锚杆的锚固质量以及锚杆锚固力关系，然后据此检测锚杆的锚固质量以及锚杆上的预加力上的预加力

9、测量工具 锚杆螺母扭力矩的量测工具为扭力扳手。由力臂、刻度盘、指示杆和套筒组成。 力臂受力变形弯曲，与不受力变形的指示杆之间就出现了角度差，指针在刻度盘上的位置可读出力臂杆转角的大小。通过实验室标定，可建立起力臂转角与力矩的对应关系，便可从刻度盘上直接读出力矩值。检测方法a.将套筒套在待检测锚杆的螺母上，并将扭力扳手主体与套筒联接。b.左手轻按扭力扳手套筒端，右手扳动手柄，同时读取扭力矩的最大读数，并作记录。c.根据扭力矩和锚杆拉力之间的对应关系，确定锚杆的拉力。二、喷射混凝土 1、喷射混凝土作用原理支承围岩 由于喷层能与围岩密贴和粘结并给围岩表面以抗力和剪力，从而使围岩处于三向受力的有利状态

10、，此外喷层本身的抗冲能阻止不稳块体的塌滑。卸载作用 由于喷层属柔性，能有控制地使围岩在不出现有害变形的前提下，进入一定程度的塑性，从而使围岩“卸载”。填平补强围岩 喷射混凝土可射入围岩张开的裂隙，填充有凹穴，使裂隙分割的岩块层面粘联在一起，保持岩块间的咬合、镶嵌作用，提高其间的粘结力摩阻力，有利于防止围岩松动，并避免或缓和围岩应力集中。覆盖围岩表面 （封闭作用） 喷层直接粘贴表面，形成防风化和止水的防护层，并阻止节理裂隙中充填物流失。分配外力 通过喷层把外力传给锚杆、网架等，使支护结构受力均匀分担。2 2、质量检验指标 喷射混凝土是指将泥、砂、碎、外加剂和水按一定配合比和水灰比拌合而成的混合物

11、，以压缩空气为主要动力快速喷至岩面形成的人造石材。喷射混凝土强度喷射混凝土抗压强度表示其物理力学性能及耐久性的一个综合指标喷射混凝土的厚度指混凝土喷层至隧道围岩接触界面间的距离喷射混凝土回弹率喷射中弹落下来的混凝土数量与喷射混凝土总数量之比，就是喷射混凝土的回弹率3 3、影响喷射混凝土质量因素、影响喷射混凝土质量因素影响喷射混凝土强度因素a.原材料的质量，包括：水泥的强度、安定性、凝结时间；砂的细度模数、含水率、含泥量及石子颗粒级配、最大粒径等；酸性水、有杂质的污水不得使用；速凝剂与水泥的相容性及水泥净浆的凝结效果b.施工作业质量，包括：按设计的配合比准确称量搅拌喷射前必须冲洗岩面，喷射中药控