双凝速树脂预应力树脂锚杆施工技术

杨冬冬1，王  琳2

摘要：清原抽水蓄能电站地下厂房总开挖尺寸为222.5m×26.0m×55.3m，自上而下共分为7层开挖，双凝速树脂预应力树脂锚杆数量较多，为保证地下厂房开挖施工安全，加快锚杆支护施工进度，双凝速树脂预应力树脂锚杆施工方便、凝固速度快，强度高，能有效提高工作效率，保证工程质量，对锚杆及时发挥支护作用的工程极为有效。避免了传统砂浆锚杆，浆液流失严重、注浆密实度差、施工效率低、注浆质量难以保证等问题。

关键词：地下厂房；双凝速树脂锚杆；预应力树脂锚杆

1 工程概况

1.1 概述

清原抽水蓄能电站位于辽宁省抚顺市清原县北三家乡境内。地下厂房由主机间、安装场和主（副）厂房组成，呈“一”字形布置。总开挖尺寸为222.5m×26.0m×55.3m（长×宽×高，下同）。安装场布置在主机间右端，副厂房布置在主机间左端。主机间内安装6台300MW竖轴单级混流可逆式水泵水轮机组，机组安装高程为223.0m。

地下厂房埋深较大，洞室围岩主要为微新花岗岩，为硬质岩，岩体结构为次块状～块状结构，岩体较完整。洞室围岩岩体内未见较大断裂构造发育，岩体质量良好，围岩稳定。各围岩类别比例为：Ⅱ类34%、Ⅲ类59%、Ⅳ类7%。洞室围岩为新鲜岩体，地下厂房地下水位埋深为55m～91m。岩体完整性较好，属微～极微透水岩体。

1.2 主要工程量

清原抽水蓄能电站预应力树脂锚杆为C32，间距1.5m，L=9.0m，入岩8.8m，P=120kN。4244根。

2 引用规范

（1）《钢筋混凝土用钢第2 部分热轧带肋钢筋》（GB/T 1499.2-2018）；

（2）《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）；

（3）《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2015）；

（4）《预应力混凝土用螺纹钢筋》（GB/T20065-2016）；

（5）《树脂锚杆第1部分：锚固剂》（MT146.1-2011）。

3 双凝速树脂药卷锚杆施工

3.1 施工工艺流程

锚杆加工，双凝速树脂药卷锚杆采用多臂钻造孔，高压风清空后，人工装填双凝树脂药卷，安插锚杆并连接多臂钻，多臂钻旋转推至孔底，锚杆张拉。

3.2 锚杆加工

预应力树脂锚杆采用C32HRB400级钢筋。钢筋进场检测合格后按设计要求将C32钢筋加工成长度9.0m，一端加工成长150mm的丝扣，另一端加工成长16mm、45°的楔形面。加工完毕的锚杆，滚丝部位戴皮管套对丝牙进行保护，严禁重物敲击破坏。

3.3 锚杆钻孔、清孔

依据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》，采用多臂凿岩台车按照设计孔位造孔，孔向垂直于开挖轮廓面或结构面，造孔完毕后随即用高压水将孔道内岩粉清洗干净。钻孔深度不应小于杆体的有效长度，且不应大于杆体有效长度30mm。围岩表面成型不好，凹凸不平，钻孔形成后，在钻孔周围30cm×30cm范围内用早强砂浆抹平，抹面与钻孔轴线方向垂直。

3.4 双凝树脂药卷装填

树脂药卷由作业人员用一根长硬塑料管缓慢推进孔底，中途不能撞破。先装入速凝药卷并放加防坠圈（或用塑料瓶口自制），后装入缓凝药卷，每3~4节加一防坠圈，安装时顺序不能颠倒。确定树脂药卷已经到孔底并紧密接触后，将锚杆插入孔内。

3.5 锚杆安装

将有丝扣的一端与多臂凿岩台车钻臂用自制套具连接，然后开动台车，带动杆体旋转搅拌，边搅拌边推进，将杆体匀速推进至孔底。旋转搅拌树脂药卷约30±5s，锚杆推至孔底后，关闭台车，钻臂固定不动，为防止锚杆自沉，形成位移，及时在孔口将杆体楔住，随后多臂凿岩机脱离杆体，钻臂收回。

3.6 锚杆张拉

在搅拌完毕15min后，缓凝树脂药卷固化前，将钢垫板、半球形垫圈套入锚杆并旋上螺母，采用扭力扳手轴向施加预应力。张拉前分1～2次对锚杆进行预紧，预紧力值为设计预应力P的20%，以使其各部位接触紧密后再实施正式张拉。正式张拉时扭力扳手张拉一次张拉到位（P=120kN）。张拉到位后旋紧锁紧螺母即完成张拉。张拉过程中保持锚杆轴向受力，必要时在托板和螺帽之间设置球面垫圈。张拉完成后，螺纹外露长度不应小于1cm。

4 质量保证措施

（1）锚杆孔距、锚杆深度符合设计和规范要求，孔距误差不大于15cm，深度误差不大于5cm。

（2）锚杆方向符合设计和规范要求，方向与岩面垂直，垫板与岩面密贴，锚固密实。

（2）树脂锚杆采用HRB400级钢筋。钢筋进场要有厂家的出厂材质报告单和钢筋的出厂合格证，检测结果满足GB1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋》中Ⅲ级HRB400钢筋的技术要求。

（4）锚固剂应装填饱满、质地柔软、颜色均匀，树脂胶泥不分层、不沉淀，固化剂分布均匀，封口严密，无渗漏。

（5）旋转搅拌树脂30s（±5s），转速300r/min，同时将杆体匀速推进至孔底。锚杆推至孔底后，及时在孔口将杆体楔住，锚固段树脂固化前不得使杆体移位或晃动。

（6）树脂锚固剂凝结时间内，将树脂药卷切割、搅拌后，抹平孔口附近的区域，并在第一时间将垫板、半球形垫圈、螺母安装到位。

（7）张拉前，将扭力扳手力矩调整到设计张拉力的对应预设值，随后进行张拉，当听到“咔”的机械音时停止张拉，表示已经张拉至扭力扳手预设值。

（8）打孔前做好量测工作，严格按设计要求布孔并做好标记，打孔偏差不大于±15mm。锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求，操作工把钻杆的位置摆好并用定位块将其稳固地顶在岩面上。

5 锚杆检测

5.1 检测仪器

采用TG型预置式750-2000N.m扭力扳手。

5.2 检测原理

检测前，将扭力扳手力矩调整到设计张拉力的对应预设值，随后进行张拉，当听到“咔咔咔”的机械音时停止张拉，表示已经张拉至扭力扳手预设值。张拉过程中无异常、无脱扣、丝牙损坏、杆体拉动等现象。即锚杆合格。

5.3 检测结果

清原抽水蓄能电站双速树脂预应力树脂锚杆，共计4244根，检测结果全部合格。

6 结论

通过双速树脂预应力树脂锚杆的顺利施工，为清原抽水蓄能电站地下厂房了施工环境，促进了施工进度，形成了锚杆快速施工检测等关键技术，为今后类似工程积累了宝贵经验。

7 参考文献

[1]张园园."高强度树脂锚杆的研究与应用." 内蒙古煤炭经济.22(2019):187. doi:10.13487/j.cnki.imce.015826.

[2]林世豪,王世潭.树脂锚杆在煤巷支护中的应用研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017,33(09):43-44.DOI:10.13398/j.cnki.issn1673-260x.2017.09.017.

[3]罗志.树脂锚杆支护的应用实践[J].能源与环境,2013(03):95-96.