[科普中国]-锚喷支护

基本组成

采用锚杆和喷射混凝土支护围岩的措施，60年代以来，已被广泛采用。锚杆的主要作用是增强节理面和岩层间的摩擦力，增强岩块或岩层的稳定性。喷射混凝土的作用是加固围岩，防止岩块抬动、剥离或坠落。二者结合发挥围岩的自承能力。2

优缺点及改进优点不需要模板；

喷层具有高粘附性，使喷层与岩层共同承受荷载；

胶结松散的岩块，充填裂隙并深入内部，减少岩石的应力集中；

减少岩块位移或坠落；

具有高密度或高强度；

紧随掘进工作面，防止岩石风化或塌落；

支护占衬砌断面小，节约投资和劳力。

缺点混凝土喷射过程中回弹量大，粉尘较多，影响操作人员健康。

改进采用水幕、水力旋流器和特殊喷头，在输料管内增加混合料湿度和加强通风，水泥裹砂法。2

支护形式及选用支护形式单独采用锚杆，一般只用于局部；

单独采用喷射混凝土，有时也只用于局部；

锚杆结合喷射混凝土，多用于地下洞室的顶拱和边墙；

锚杆和喷射混凝土，加设单层或双层钢筋网,可提高喷层抗拉强度和抗裂能力,从而提高支护能力；

锚喷加金属网，并在喷层内加设工字钢等型钢作成的肋形支撑。

选用上述各种形式的锚喷支护，所采用的锚杆根数、深度、间距，喷层的厚度以及金属网和肋形支撑的尺寸等，均要根据实际情况确定。为搞好支护还需要进行围岩变位和变形等现场量测工作。锚喷支护常紧跟开挖掘进，平行作业，特别是在隧洞或地下厂房施工中采用分部开挖的方式时，可随着开挖断面的扩大，边挖边喷，直至全断面完成。

操作要点施工工艺原材料备制

①锚杆材料：锚杆材料采用20锰硅钢筋或注浆锚杆，钢筋直径Φ22㎜，按设计要求规定的材质、规格备料，并进行调直、除锈、除油，以保证砂浆锚杆的施工质量和施工的顺利进行。

②水泥；普通水泥砂浆选用普通硅酸盐水泥，在自稳时间短的围岩条件下，宜用早强水泥砂浆锚杆。

③砂：宜采用清洁、坚硬的中细砂，粒径值不宜大于3㎜，使用前应过筛。

④配合比：普通水泥砂浆的配合比：水泥：砂宜为1：1~ 1：1.5（重量比），水灰比宜为0.45~0.50；

⑤砂浆备制：砂浆应拌合均匀，随拌随用。一次拌和的砂浆应在初凝前用完，并严防石块杂物混入，主要为了保证砂浆本身的质量及砂浆与锚杆杆体、砂浆与孔壁的粘结强度，也就是为了保证锚杆的锚固力和锚固效果。

锚杆孔的施工

①孔位布置：孔位应根据设计要求和围岩情况布孔并标记，偏差不得大于20㎝；

②锚杆孔径：砂浆锚杆的锚杆孔径应大于锚杆体直径15㎜；

③钻孔方向：锚杆孔宜沿隧道周边径向钻孔，但钻孔不宜平行岩面；

④钻孔深度：砂浆锚杆孔深误差不应大于±10㎝；

⑤锚杆孔应保持直线；

⑥灌浆前清孔：钻孔内若残存有积水、岩粉、碎悄或其它杂物，会影响灌浆质量和妨碍锚杆杆体插入，也影响锚杆效果。因此，锚杆安装前，必须采用人工或高压风、水清除孔内积水和岩粉、碎悄等杂物。

锚杆安装

①砂浆：砂浆锚杆孔内的砂浆也应采用灌浆罐和注浆管进行注浆。注浆开始或中途停止超过30min时应用水润滑灌浆罐及其管路，注浆孔口压力不得大于0.4MPa,注浆时应堵塞孔口。注浆管应插至距孔5~10㎝处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，并用手将水泥纸堵住孔口。

②锚杆安装：锚杆头就位孔口后，将堵塞孔口水泥纸掀开，随即迅速将杆体插入并安装到位。若孔口无水泥砂浆溢出，说明注入砂浆不足，应将杆体拔出重新灌注后再安装锚杆；锚杆杆体插入孔内的长度不宜小于设计规定。锚杆安设值，不得随意敲击，三天内不得悬挂重物。

③钻孔注浆的饱满程度，是确保安装质量的关键，工艺要求注浆管插到距孔底5~10㎝，并随砂浆的注入而缓慢匀速拔出，就是为了避免拔管过快而造成孔内砂浆脱节。砂浆不足时应重注砂浆。这都是为了保证锚杆全长为足够饱满的砂浆所握裹，保证其锚固效果。

④普通砂浆锚杆安装后不久，随意敲击杆体将影响砂浆与锚杆杆体、砂浆与孔壁的粘结强度，降低锚杆的锚固力。普通砂浆三天所能达到的强度为28天强度的40%左右，因此，规定三天内不得悬挂重物，不但是为了保证锚固质量，也是为了防止发生安全事故。

安装中应注意的问题

①砂浆锚杆作业是注浆，后放锚杆（注浆锚杆作业是先放锚杆后注浆）先将水注入牛角泵内，水占泵体积的2/3，并倒入少量砂浆，初压水和稀浆湿润管路，然后再将已调好的砂浆倒入泵内，将注浆管插至锚孔眼底，将泵盖压紧密封，一切就绪后，慢慢打开风阀开始注浆，在气压推动下，水在前，砂浆在后，水湿润泵体和管路，引导砂浆进入锚孔中。随着砂浆不断压入眼底，注浆管跟着用推和锤击的方法，把锚杆插入眼底，然后用木楔堵塞眼口，防止砂浆流失。

注浆压力不宜过大，保持在2㎏/㎝2为好；

②压注砂浆时，必须密切注意压力表，发现压力过高，须立即停风，排除堵塞；

③注浆管不准对人放置，注浆管在未打开风阀前，不准搬动，关闭密封盖，以防高压喷出物射击伤人。

④掺速凝剂砂浆时，一次拌制砂浆数量不应多于三个孔，以免时间过长使砂浆在泵管中凝结。

⑤锚注完成后，及时清洗机具。

注意事项喷射机的合理使用

启动喷射机时，应先送风再开机，并应在机械运转正常后送料，供料均匀连续。作业结束时，先停止送料，待罐内余料喷完，再停机，然后关风。停止喷射作业后，喷射机和输料管内的积料应及时清除干净，以避免混合料结块堵管。

输料管堵塞问题

堵管的一般原因不外乎以下几种：

①混合料中混入超规定粒径的石子、水泥硬块或其它杂物。

②操作程序有误，如先开马达后送风，或砂子含水率过高，操作阀错开，致使高压风大量泄出，使工作室内风压急剧下降，也会引韦输料管堵塞 。

③如遇堵客，应立即关闭马达，随后关闭风源，并将软管拉直，然后 以手锤敲击找到堵塞位置，可将风压开到0.3~0.4MPa，同时继续敲击堵塞部位，使其排除堵塞物而畅通。排除堵管现象时，应注意喷嘴前方严禁站人，以免发生伤人事故。

回弹问题

影响回弹率的各种因素有：混合料配合比、水灰比、砂子含水率、工作风压、水压、喷射距离、喷射角度、操作方法及熟练程度等。针对各种因素，采取相应的措施降低回弹率。《规则》规定正常情况下的回弹率，一般拱部为20~30%，边墙为10~20%。

粉尘问题

①控制砂石料含水率：当含水率控制在5~7%时，作业时的粉尘浓度可控制在15mg/ m³以下；

②加强通风；

③加长拢料管：即在喷嘴水环到出口之间接一段0.5~1m长的管子，使干料与水混合后有一个充分湿润和混合的过程，这对降尘和提高砼质量都较为有利。

④严格控制工作风压：风压过高，进料速度过快，在喷头处加水不容易均匀，风压过高不仅增加回弹量，而且也会提高粉尘浓度。

安全及劳动保护

施工中注意喷嘴不准对人，以免喷射伤人，喷射前先进行清理浮石、危石等必要的排险作业；喷射机一定要安放在围岩稳定或已衬砌地段。喷射砼施工人员必须佩戴防尘口罩等，操作喷头和注浆管的工人应佩戴防护眼罩，夹胶工作服、长筒乳胶手套等。