中空注浆锚杆在裂缝处理中的应用
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摘要：结合青岛地铁一期工程（3号线）万年泉路站，主要阐述普通中空组合注浆锚杆和涨壳式中空注浆锚杆裂缝加固原理及工作特性。
关键词：中空注浆锚杆涨壳式组合中空锚杆 工作特性
中图分类号：U455.7+1文献标识码： A
随着交通、能源等基础设施建设力度的加大，在隧道、地下室和边坡中，作为能充分发挥岩体自稳能力的锚固技术已得到迅速发展，岩石锚杆用量与日俱增，显示出广阔的发展前景。
1中空注浆锚杆特点和构造
1.1中空注浆锚杆结构特点
为了从根本上克服普通砂浆锚杆的弊端，改善锚杆的施工工艺和工作特性，确保锚杆工程质量，中空注浆锚杆具有RD普通中空注浆锚杆系列、EX钢质涨壳中空注浆锚杆系列、SD自进式中空注浆锚杆系列和YD预应力中空自进式注浆锚杆，以及相应的DML30—2型锚杆专用注浆泵和扭力扳手等配套装置，形成了完整的中空注浆锚杆体系，能适应不同地层和不同设计承载力的岩土锚固工程的要求。
普通中空注浆锚杆由中空锚杆体、硬质塑料锚头、止浆塞、垫板和螺母组成(图1.1-1)：钢质涨壳中空注浆锚杆由中空锚杆体、钢质涨壳锚头、止浆塞、垫板和螺母组成(图1.1-2)；自进式中空注浆锚杆由中空锚杆体、自进钻头、联接套、止浆塞、垫板和螺母组成(图1.1-3)；预应力中空自进式注浆锚杆由中空锚杆体，自进钻头、连接套、对中器、PE套管、自由段钢套管、止浆塞、垫板和螺母组成(图1.1-4)。
图1.1-1 普通中空注浆锚杆
图1.1-2 钢质涨壳中空注浆锚杆
图1.1-3 自进式中空注浆锚杆
图1.1-4 预应力中空自进式注浆锚杆
1.2中空注浆锚杆的特点
中空注浆锚杆具有以下一些特点，从而大大提高了锚杆的可靠性与适应性。
⑴普通中空注浆锚杆采用先插入中空杆体．后在中空杆体的孔腔中由内向外灌注水泥浆，且锚孔外端口有止浆塞和托板，能有效地防止浆液的外溢，保证杆体与孔壁间的注浆饱满，这样就能沿锚杆全长传递剪应力和拉应力，确保锚固范围内的岩体得到加固．必要时，还可以实施压力注浆，使浆液向杆体周边岩体的裂隙内渗透扩散，使锚固范围内的岩体得到进一步加固。
⑵注浆凝固后，可用扭力扳手拧紧螺母，提供托板抗力在锚杆端头形成具有与机械式锚杆相似的球形压力区，从而可控制岩体开挖后的初期变形，阻止破碎岩块掉落。
⑶采用涨壳中空注浆锚杆或预应力自进式中空注浆锚杆，通过拧紧螺母或张拉装置能主动地将张拉荷载传递给岩土体，锚杆端部的球形或锥形压力区明显增大，并能提高软弱结构面或潜在滑移面的抗剪强度。按一定间距排列的涨壳式或自进式预应力锚杆可使锚固范围内的岩体构成压应力拱带，显著增强隧洞或边坡工程的稳定性。
⑷在软弱破碎、成孔困难的地层中．采用将钻杆与中空锚杆杆体合二为一(钻头留置在地层内)的自进式锚杆，并可通过连接套，方便地将锚杆加长，这样就从根本上扭转了在松软、破碎等不良地层中无法安设锚杆或锚杆长度不能满足设计要求的状况。
⑸中空锚杆不仅可保证杆体与孔壁间的空隙内注浆饱满，而且由于配置了锚头、止浆塞及连接套，可使杆体在锚孔内居中，从而锚杆能获得要求均匀的保护层厚度，大大提高了锚杆的耐久性。
1.3中空注浆锚杆应用范围
适用于地质条件中等，良好的围岩永久性支护以及公路、铁路、隧道的超前支护、边坡支护、基坑支护等工程，通过中空锚杆体的压力注浆，可达到固结破碎岩体，改良岩体，隔断地下水及杆体防腐,从而达到良好的支护目的。
2.1工程概况
万年泉路站位于万年泉路与华楼山路交口处，沿万年泉路南北方向布置。万年泉路为连接市区和李沧商贸区的便捷通道，现状为双向4车道，车流量较大。
车站西侧（即①、②号导洞一侧）沿道路由南向北依次是沿街商铺（2层）、山东省花生研究所办公楼（局部6层）、青岛国际种苗有限公司大片温室；东侧为建安小区（6层），以上建筑物除建安小区、沿街商铺（2层）距离车站主体结构较近外（3m），其余建筑物均距车站大于10m；沿万年泉路纵向分布有大量管线，分别为电力、通信、燃气、给水、雨水、污水、给水、通信、电力共计12条，其中有压及重力流管线6条。
由于西侧商铺均为年代较老的条石基础砖混房，且该段地下围岩较差，多处有滑层地带，地下水较丰富，加上爆破施工震动，在主体隧道1号导洞K18+611～K18+531沿钢格栅连接处产生了纵向水平裂缝。
2.2裂缝加固措施
1、架设I22a斜向临时支撑；
2、凿出格栅连接板处混凝土，对节点进行邦焊加强；
3、节点板以上拱部搭设Ф25组合中空注浆锚杆，间距1.5m（环向）×1.0m（纵向），锚杆杆体露出岩面长度应小于喷锚厚度；
4、格栅连接节点两侧各打设EX28N涨壳式预应力中空注浆锚杆，L=10m，预加力T=90kN，锚杆孔直径Ф46mm，，如图2.2-3，注浆材料水泥浆。
2.3锚杆注浆
注浆参数
⑴组合中空注浆锚杆
注浆材料：水泥浆
水灰比：0.4～0.5
注浆压力：0.2～0.5Mpa
⑵涨壳式中空注浆锚杆
注浆材料：水泥浆
水灰比：0.4～0.5
注浆压力：0.35～0.45Mpa
2.4变形分析
裂缝加固共完成4.0m中空注浆锚杆240根和10.0m涨壳式中空注浆锚杆160根。为检查加固锚杆的效果，在原变形较大段布置7个收敛点和7个沉降点，每天测量收敛和沉降数据，并随机抽取一周收敛和沉降数据，如下图。
图2.4.1 收敛监测点一周收敛图
图2.4.2 沉降监测点一周沉降图
由图可以看出，注浆加固效果十分明显，达到了预期效果。
3结束语
中空注浆锚杆体系能确保锚杆杆体与孔壁间注浆饱满，充分发挥锚杆的锚固效应。在岩体开挖后能立即提供支护力(托板力或预应力)，有效地保护岩体的固有强度，阻止围岩的松动和变形，增强了岩土工程的稳定性。其杆体有足够的浆液包裹，大大提高了抵抗腐蚀的能力，显示出良好的耐久性。
参考文献
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