基本介紹
- 中文名：超前錨桿
- 外文名：Advanced anchor
- 定義：進行開挖、裝渣、出渣和襯砌
- 分類：懸吊式超前錨桿及格柵拱支撐
- 特點：施工方便
- 學科：爆破工程
技術介紹,施工方法,超前錨桿特點,超前錨桿支護參數,
技術介紹
超前錨桿是沿開挖輪廓線，以較大的外插角，向開挖面前方安裝錨桿，形成對前方圍岩的預錨固(預支護)，在提前形成的圍岩錨固圈的保護下進行開挖、裝渣、出渣和襯砌等作業。超前支護主要適用於圍岩應力較小，地下水較少、岩體軟弱破碎，開挖面有可能坍塌的隧道中,鬆散地層結構鬆散，穩定性差，若有地下水時則更甚。在施工中極易發生坍塌，在這類地層中施工時，除減少對圍岩的擾動外，還應加強臨時支護，臨時支護可採用超前錨桿。
施工方法
超前錨桿又分為懸吊式超前錨桿及格柵拱支撐超前錨桿。
懸吊式超前錨桿
採用這種方法是在爆破前，將超前錨桿打入掘進前方穩定岩層內，末端支承在拱部圍岩內專為超前錨桿提供支點的徑向懸吊錨桿，或支承在作為支護的結構錨桿上，使其起到支護掘進進尺範圍內拱部上方，有效地約束圍岩在爆破後的一定時間內不發生鬆弛坍塌，為大斷面開挖與噴錨支護創造了條件。施工中，因超前錨桿與懸吊錨桿的外露端往往不易直接相交，故以φ22的橫向短鋼筋焊在鄰近的懸吊錨桿上，再焊在超前錨桿的末端上。
格柵拱支撐超前錨桿
如圖所示：超前錨桿的末端支撐在格柵拱架上。
1—超前錨桿 2—格柵拱架 a—超前錨桿橫向間距
b—格柵拱支承間距 α—超前傾角
超前錨桿的傾角α一般選用6°~12°，一般情況下，超前錨桿的橫向寬度為內拱頂線的一半再加2m，也可根據地質情況適當增減其布置範圍，為提高支護效果，在靠近拱腳部位的超前支護的方向常分別向左右酌情外插。橫向間距應根據圍岩情況而定，一般為0.2~0.4m，如採用雙層支護時，間距為0.4~0.6m.其上、下層應錯開排列，其縱向間距應根據圍岩類別、超前支護的長度、錨桿的截面尺寸及橫向間距等因素綜合考慮確定。一般可取100cm或150cm，最大不超過200cm，其長度應根據地質情況，錨桿拉拔試驗強度，鑽孔機械類型，供給鋼筋長度，開挖循環次數等因素綜合考慮確定。一般多採用3.5~5m，最長為7.0m，對圍岩軟弱的地方，可採用φ8或φ10的鋼筋按間距0.1×0.1m2掛方格網，再噴射0.10~0.15厚度的混凝土，增強圍岩的自穩能力。
2. 施工工藝流程
3. 動力組織及進度指標
工序名稱 勞動力及時間
穿線，畫弧，確定超前錨桿位置 0h 3人0.5h
安設格柵鋼架 0.5h 8人1.5h
鑽孔，插打徑向錨桿及鎖腳錨桿 1.5h 8人3.5h
掛網 3.5h 8人4.5h
鑽孔，插打藥包錨固超前錨桿 4.5h 8人6.0h
噴射砼 6.0h 8人7.0h
說明：施工作業人數為8人，進度指標控制在全工序7小時以達到在12小時內，完成包括鑽爆、開挖、出碴及支護的目的。
4.機械設備配置
機械名稱 | 規格型號 | 單位 | 數量 | 製造廠 |
攪拌機 | ... | 台 | 1 | ... |
電動空壓機 | .... | 台 | 1 | ... |
內燃空壓機 | ... | 台 | 1 | ... |
噴射機 | ... | 台 | 1 | ... |
通風機 | ... | 台 | 1 | ... |
風鑽 | 台 | 1 |
5.質量控制要點
5.1錨桿應在開挖後儘快安設，鑽孔應圓而直。其孔徑和深度按設計施工。
5.2根據圍岩類別，按設計要求的長度和位置進行施工。
5.3錨桿應儘量早強，其外露長度不宜大於10cm.
5.4錨桿材質的加工質量必須符合設計要求。
5.5錨桿安裝結束後4小時內不得進行爆破作業。
6.安全及環保措施
6.1隧道內人員必須戴安全帽，必須持證上崗。
6.3在進行超前錨桿施工作業時，應設專兼職安全人員負責觀察圍岩變化。
6.4錨桿及藥包等材料的質量，必須經過檢定防止因材料問題而出現安全事故。
6.5洞內施工作業時應具有良好的照明設施，以便觀察圍岩變化。
6.6施工生產的廢料廢氣必須經過處理合格後方可排放，未經處理合格的廢氣、廢碴不得隨意排放。
超前錨桿特點
超前錨桿使用鑿岩機鑽孔，施工方便，但它的柔性較大，整體剛度較小，加固圍岩的效果和範圍有限。超前錨桿宜與鋼拱架配合使用。
超前錨桿主要適用於圍岩應力較小，地下水較少，圍岩軟弱破碎，掘進工作面有可能坍塌的地段。當圍岩壓力較大時，由於其後期支護剛度不大，從而限制了超前錨桿的套用。
超前錨桿支護參數
超前錨桿的設定應充分考慮岩體結構面的特徵，一般是在拱部縱向設定，稱為拱部超前錨桿，必要時可局部設定在拱腳附近，橫向斜下方一定角度，稱為側牆超前錨桿。
拱部超前錨桿設定範圍的半弧長l=(1/2～l/3)a，式中a為岩巷拱部外弧半氏。根據圍岩情況，超前錨桿町採用雙層或三層，前後兩組支護在縱向有不小於1m的水平投影搭接長度。
超前錨桿宜採用早強水泥砂漿錨桿或樹脂錨桿，也可採用組合中空錨桿，以儘早發揮超前支護作用。水泥砂漿的強度等級不應低於M20。若用普通水泥砂漿，則爆破時其強度可能還未達到要求。當岩體較破碎時，可採用中空注漿錨桿或自鑽式錨桿，可將錨桿和注漿管的功能合二為一，注漿後無需拔出即成為一根錨桿，但成本較高。
超前錨桿的長度宜為3～3．5m，且要大於循環進尺的兩倍加l m的搭接長度。超前錨桿通常與系統錨桿同時施工，並與格柵拱架配合使用，從格柵拱架的腹部穿過並與其焊接。
