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5.2 低預應力錨桿類型與適用條件

5.2.1 低預應力錨桿應包括樹脂卷錨桿、快硬水泥卷錨桿、漲殼式預應力中空注漿錨桿、縫管式摩擦錨桿、水脹式錨桿等類型。

本規(guī)范提出的幾種低預應力錨桿是目前國內(nèi)比較廣泛應用的錨桿,隨著科技的發(fā)展、錨桿材料的進步、錨固對象的不同、應用范圍的擴大,錨桿形式必然呈現(xiàn)出多樣性,新型錨桿的應用可參考本規(guī)范的有關條款。

5.2.2 樹脂卷錨桿應由不飽和樹脂卷錨固劑、鋼質(zhì)桿體、墊板和螺母組成。

快硬水泥卷錨桿是將預先浸水的快硬水泥卷送入孔底后,隨即插入桿體,桿體外端連接有攪拌裝置,攪拌30s~60s,待1.0h~2.0h后即可進行張拉,抗拔力可大于45kN(鉆孔直徑為40mm~42mm)。

用合成樹脂卷固定錨桿的優(yōu)點有:合成樹脂與堅硬巖石間的粘結力比水泥漿與巖石間的粘結力大2倍~3倍;凝結時間短,一般為數(shù)分鐘至數(shù)小時;此外樹脂具有抵抗腐蝕和沖擊動力影響的良好性能。其缺點是成本較高。

這兩種錨桿的共同特點是在錨桿安裝后很短時間內(nèi)即可施加預應力,錨固質(zhì)量能得以保證,并能顯著提高錨固效應。對于永久性錨桿,從防腐保護考慮,這兩種錨桿可在張拉后對桿體與孔壁間的空隙內(nèi)灌注水泥漿,也可以在孔內(nèi)安放快凝型樹脂卷或快硬型水泥卷的同時,在非錨固段安放緩凝型樹脂卷或水泥卷。

合成樹脂卷錨桿與快硬水泥卷錨桿在我國煤礦巷道支護工程中得到了廣泛應用。近年來,也開始用于大型水電站洞室頂拱支護,并取得良好效果。

5.2.3 快硬水泥卷錨桿應由快硬水泥錨固劑、鋼質(zhì)桿體、墊板和螺母組成。

快硬水泥卷錨桿是將預先浸水的快硬水泥卷送入孔底后,隨即插入桿體,桿體外端連接有攪拌裝置,攪拌30s~60s,待1.0h~2.0h后即可進行張拉,抗拔力可大于45kN(鉆孔直徑為40mm~42mm)。

用合成樹脂卷固定錨桿的優(yōu)點有:合成樹脂與堅硬巖石間的粘結力比水泥漿與巖石間的粘結力大2倍~3倍;凝結時間短,一般為數(shù)分鐘至數(shù)小時;此外樹脂具有抵抗腐蝕和沖擊動力影響的良好性能。其缺點是成本較高。

這兩種錨桿的共同特點是在錨桿安裝后很短時間內(nèi)即可施加預應力,錨固質(zhì)量能得以保證,并能顯著提高錨固效應。對于永久性錨桿,從防腐保護考慮,這兩種錨桿可在張拉后對桿體與孔壁間的空隙內(nèi)灌注水泥漿,也可以在孔內(nèi)安放快凝型樹脂卷或快硬型水泥卷的同時,在非錨固段安放緩凝型樹脂卷或水泥卷。

合成樹脂卷錨桿與快硬水泥卷錨桿在我國煤礦巷道支護工程中得到了廣泛應用。近年來,也開始用于大型水電站洞室頂拱支護,并取得良好效果。

5.2.4 漲殼式預應力中空注漿錨桿應由中空桿體、鋼質(zhì)漲殼錨固件、止?jié){塞、注漿(排氣)管、墊板和螺母組成(本規(guī)范圖A.0.3)。

漲殼中空注漿錨桿的特點是將中空錨桿和端頭漲殼巧妙組合而成的一種新型預應力錨桿,除具有普通中空鋼管注漿錨桿的優(yōu)點外。更主要的是能在錨桿安裝后通過鋼質(zhì)漲殼錨固件張開立即提供60kN~150kN的初始預應力,從而能及時有效地控制圍巖松動變形,并促使錨固范圍內(nèi)的圍巖形成壓應力環(huán),進一步提高錨桿對圍巖的加固作用和工程穩(wěn)定性。可先插桿,施加預應力后再注漿,漿液通過中空鋼管由錨桿底端向錨桿頭部流淌,能保證注漿飽滿;并可在狹小的空間,通過連接套接長桿體而施工長度大于10m的錨桿;借助對中器,桿體被均勻的和足夠厚度的水泥漿保護層包裹,因而這種錨桿具有良好的錨固效應和耐久性。目前該種錨桿已在隧道工程中獲得應用。

5.2.5 縫管錨桿應由縱向開縫的鋼管與墊板組成,鋼管的外徑應大于鉆孔直徑2mm~3mm,并在外露端焊有擋環(huán)(本規(guī)范圖A.0.4)。

縫管錨桿與水脹式錨桿均為與鉆孔巖壁直接接觸的鋼管狀錨桿,依賴鋼管全長與巖石的摩擦力而產(chǎn)生錨固作用。該類錨桿的工作特點是能對圍巖施加三向預應力;錨桿安裝后能立即提供支護抗力,有利于及時控制圍巖變形;錨桿處于擠壓膨脹或呈現(xiàn)剪切位移的圍巖條件以及承受爆破沖擊作用等工作條件時,其錨固力均會隨時間而增長。該類錨桿的缺點是鋼管直接與巖層接觸,耐久性較差,因而本條規(guī)定這兩種摩擦型錨桿宜用于軟弱破碎或塑性流變巖層且服務年限小于10年的地下工程支護或初期支護。縫管錨桿與水脹式錨桿在我國礦山軟巖巷道支護中應用較廣。此外由于水脹式錨桿桿體為中空注水狀態(tài)下工作,有利于在高應力巖體的應力釋放,因而在錦屏Ⅱ級電站高應力巖體宜發(fā)生巖爆的隧道中用作初期支護,對于緩解巖爆發(fā)揮了積極作用。

5.2.6 水脹式錨桿應由兩端帶套管的異型空心鋼管桿體與墊板組成,其中與墊板相連的套管應開有小孔,能將高壓水注入管內(nèi)(本規(guī)范圖A.0.5)。

縫管錨桿與水脹式錨桿均為與鉆孔巖壁直接接觸的鋼管狀錨桿,依賴鋼管全長與巖石的摩擦力而產(chǎn)生錨固作用。該類錨桿的工作特點是能對圍巖施加三向預應力;錨桿安裝后能立即提供支護抗力,有利于及時控制圍巖變形;錨桿處于擠壓膨脹或呈現(xiàn)剪切位移的圍巖條件以及承受爆破沖擊作用等工作條件時,其錨固力均會隨時間而增長。該類錨桿的缺點是鋼管直接與巖層接觸,耐久性較差,因而本條規(guī)定這兩種摩擦型錨桿宜用于軟弱破碎或塑性流變巖層且服務年限小于10年的地下工程支護或初期支護。縫管錨桿與水脹式錨桿在我國礦山軟巖巷道支護中應用較廣。此外由于水脹式錨桿桿體為中空注水狀態(tài)下工作,有利于在高應力巖體的應力釋放,因而在錦屏Ⅱ級電站高應力巖體宜發(fā)生巖爆的隧道中用作初期支護,對于緩解巖爆發(fā)揮了積極作用。

5.2.7 低預應力錨桿的工作特性與適用條件可按表5.2.7選擇。

表5.2.7  低預應力錨桿的工作特性與適用條件

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