初期支护施工质量检测

第四章初期支护施工质量检测初期支护是指隧道开挖后,用于控制围岩变形及防止坍塌及时施作的支护。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刚架而成的联合支护。初期支护的类型及参数应根据围岩的性质及状态、地下水情况、隧道净空尺寸及其埋深等条件确定。锚杆是用机械方法或粘结方法将一定长度的杆体（通常多用钢筋）锚固在围岩预先钻好的锚杆孔内，由于锚杆具有“悬吊作用”、“组合梁作用”和“加固拱作用”等而使围岩得到加固。喷射混凝土是用压缩空气将掺有速凝剂的混凝土拌和料，通过混凝土喷射机高速喷射到岩面上形成混凝土层。喷射混凝土喷射工艺有三种：干喷；湿喷和潮喷。潮喷工艺与干喷工艺相近，在干喷的拌和料中适量加水即为潮喷。喷曾凝固后具有“支撑作用”、“填补作用”、“粘结作用”和“封闭作用”，从而使围岩得到加固，围岩自身的的强度得到保护。由于实际工程中常将锚杆与喷射混凝土结合使用，所以统称锚喷支护。由于锚喷支护具有主动加固围岩、充分利用围岩自承能力，可及时灵活施工和比较经济等特点，目前在隧道初期支护中广泛应用。钢架应用于自稳时间短、初期变形大或对地表下沉量有严格限制的地层中。钢架是依靠“被动支撑”来维持围岩稳定的，在软弱围岩条件下，钢架对维持围岩稳定是必不可少的。本章介绍初期支护施工质量的检测方法。第一节锚杆加工质量与安装尺寸检查一、锚杆加工质量检查锚杆的种类很多，但每一种锚杆在使用安装前，都必须对其材质、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。1.锚杆材料（1）抗拉强度锚杆在工作时主要承受拉力，所以检查材质时首先应检查其抗拉强度。方法是从原材料中或成品锚杆上截取试样，在拉力试验机上拉伸，测试材料的力学特性，确定其是否满足工程要求。（2）延展性与弹性有些隧道的围岩变形量较大。这就要求锚杆材质具有一定延展性，过脆可能导致锚杆中途断裂失效，所以必要时应对材料的延展性进行试验。另外。对管缝式锚杆，要求原材料具有一定的弹性，使锚杆安装后管壁和孔壁紧密接触。检查时可采用现场弯折或锤击，观察其塑性变形情况。①杆体规格锚杆杆体的直径必须与设计相符，可用卡尺或直尺测量。此外还应注意观察杆径是否均匀、一致，若发现锚杆直径明显忽粗忽细，则应弃之不用。②加工质量除砂浆锚杆仅需从线材上截取钢筋段外，其他种类的锚杆都需要进行一定的加工。例如，树脂锚杆和快硬水泥锚杆锚固段需要热锻和焊接，另一段需要车丝。检查时，首先应测量个部分尺寸，其次检查焊接件的焊接质量；对于车丝部分，应检查丝纹质量，观察是否有偏心现象。二、安装尺寸检查1.锚杆位置钻孔前应根据设计要求定出孔位，作出标记。施工时可根据围岩壁面的具体情况，允许孔位偏差+-15mm检查时应特别注意对锚杆间距与排距的尺寸。间距、排距是锚杆设计与施工的重要参数之一。2．锚杆方向钻孔方向应尽量与围岩壁面和岩层主要结构面垂直。施工时可视具体情况主要照顾其中一面，即围岩壁面或岩层结构面。钻孔方向在边墙和拱脚线稍上位置容易控制，在拱顶部位不易与壁面垂直。检查时应特别注意拱顶钻孔的垂直度，目测即可；若过于偏斜，就会减小锚杆的有效锚固深度，威胁施工安全，浪费材料。3.钻孔深度适宜的钻孔深度是保证锚杆锚固质量的前提。对于水泥砂浆锚杆，允许孔深偏差为±50mm；对于树脂锚杆和快硬水泥锚杆，钻孔深度应控制更严。施工中容易出现的问题是是孔深不够，影响各种锚杆的安装质量。尤其对树脂锚杆和快硬水泥锚杆影响较为严重，深度不足造成托板悬空。锚杆难以发挥作用。钻孔深度可用带有刻度的塑料管或木棍等插孔量测。4．孔径与空形目前为了降低能耗和提高钻进速度，钻孔直径有逐渐缩小的趋势。但对于砂浆锚杆来说，孔径过小会减小锚杆杆体包裹砂浆层的厚度，影响锚杆的锚固力及其耐久性。所以，检查时对砂浆锚杆应尺量钻孔直径，孔径大于杆体直径15mm时，可用认为孔径符合要求。为了便于锚杆安装，钻孔还应圆而直。第二节锚杆拉拔力测试锚杆拉拔力指锚杆能够承受的最大拉力，他是锚杆材料。加工和施工安装质量的综合反映。是锚杆质量检测的一项基本内容。一、拉拔设备锚杆拉拔试验的常用设备为中空千斤顶、手动油压泵、油压表、千分表。二、测试方法1.根据试验目的，在隧道围岩指定部位钻锚杆孔。孔深在正常深度的基础上稍作调整，以便锚杆外露长度大些，保证千斤顶的安装；或采用正常孔深，将待测锚杆加长，从而为千斤顶安装提供空间。2.按照正常的安装工艺安装待测锚杆用砂浆将锚杆口部抹平，以便支放承压垫板。3.根据锚杆的种类和试验目的确定拉拔时间。4.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。5.通过手动油压泵加压，从油压表读取油压，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，绘制锚杆拉力一位移曲线，供分析研究。三、注意事项1.安装拉拔设备时，应使千斤顶与锚杆同心，避免偏心受拉。2.加载应匀速，一般以10KN/min的速率增加。3.如无特殊需要，可不做破坏性试验，拉拔到设计拉力即停止加载。顺便指出，用空千斤顶进行锚杆拉拔试验，一般都要求做破坏性试验，测取锚杆的最大承载力。一方面检验锚杆施工质量，另一方面为调整设计参数提供依据。4.千斤顶应固定牢靠，并有必要的安全保护措施。特别应注意的是，试验时操作人员要避开锚杆的线延长向方向，在锚杆的侧向并远离锚杆尾部的位置上加压读数；测位移时停止加压。四、试验要求1.每安装300根锚杆至少随机抽样一组（三根），设计变更时另做一组拉拔力测试。2.同组锚杆锚固力或拉力的平均值，应大于或等于设计值。3.同组单根锚杆的锚固力或拉拔力，不得低于设计值的90%。