水胀式锚杆在厄瓜多尔美纳斯水电站开挖支护工程中的运用

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1、水胀式锚杆在厄瓜多尔美纳斯水电站开挖支护工程中的运用李群辉中国水利水电第八工程局有限公司摘要：开挖屮采用水胀式锚杆可快速、高效的完成支护工程，水胀式锚杆具备优异的抗震动性，可接近于工作而进行安装，全长杆体膨胀，紧贴不规则孔壁，任何一段都可独立起支撑作用，对节约工期有显著效果。关键词：水胀式锚杆气动注水泵；1引言地下洞室开挖当中，Al、A2类围岩常设计有随机与系统锚杆，传统的锚杆设计为水泥浆锚杆，施工工序繁杂，水胀式锚杆（Swellex锚杆），是瑞典阿特拉斯科普柯公司研发的一种新型岩石锚杆，厄瓜多

2、尔美纳斯水电站工程在A1、八2、IIIA类围岩当屮采用丫Swellcx锚杆的Pml6与Pm24型，长度规格分别有2m、2.5m、3m、4m、6m，工程总用量约58000米，施工简单、快速、可靠。2概述2.1水胀式锚杆结构水胀式锚杆由杆体和高强度锚定板组成，施工通过气动式高压水泵（水胀式锚杆配套专用设备）的高压水流使锚杆膨胀，从而完全贴近钻孔的不规则孔壁，沿锚杆全长产生的摩擦力、机械连锁力和压力对岩体进行加固。木工程所使用Pml6与Pm24技术参数如表1，施工前锚杆杆体截面参见图1，充水后锚杆杆体

3、截面参见图2。技术参数SwellexPm16最小破坏荷载kN160最小屈服强度kN130仲长率（％）10额定注水压力bar240凹形截面直径mm36原管直径mm54管壁厚mm2错杆头直径mm41/48错杆尾直径mm38钻孔直径mm43-52最佳钻孔孔径mm45-51图1充水前锚杆杆体截面下载原图图2充水后锚杆杆体截面下载原图2.2水胀式锚杆施工工艺水胀式锚杆施工工艺简单，主要包括钻孔、清孔、安装、注水。钻孔直径需严格按表1中要求的钻孔直径范围进行，否则水胀锚杆无法形成支撑。安装通过配套的水胀锚杆

4、安装臂直接送入孔中安装。注水时，水的质量将直接影响注水泵使用寿命，水的PH值最好在7左右，水中不得含大颗料杂质，达到工业用水标准，入泵注水压力应保持:2bar＜水泵进水压力＜6bar，根据注水录上水表控制；空气压力最小应满足6bar,6bar的空气压力方能保证300bar的出水压力，根据注水泵上气压表控制。为保证水质及注水压力，根据施工现场水胀锚杆注水时需增设清水桶，桶要高于工作面6m以保证注水压力，注水管IJ设过滤网，额定注水压力（出泵压力）通过安装手柄上压力表确定，Pml6需240bar,P

5、m24需300bar。2.3水胀式锚杆锚固机理及特点（1）锚固机理。水胀式锚杆通过高压注水产生膨胀，管壁的膨胀压力与钻孔孔壁贴合，当达到锚杆的设计注水压力，水泵自动停止充水，此时，锚杆全长产生的摩擦力、机械连锁力和压力进而形成较高的拉拨抵抗力，达到锚固效果。（2）特点。实际施工屮遇不良破碎带采用常规锚杆工序繁杂，需注浆及等强，施工进度难以满足安全工期要求，水胀锚杆快速、高效的特点，可满足施工当中快速支护的要求，水胀锚杆和常规锚杆和比，主要特点：（1）施工简便，易于掌握；（2）锚杆埋设施工方式灵活

6、多样，可手工、半机械化或全机械化。（3）水泵压力达到预定的注水压力时，水泵自动停止工作，可确保每一根锚杆的承载力，且锚杆立即发挥作用。（3）注意事项。（1）试验。水胀锚杆需用与水胀锚杆配套的专业锚杆拉力计，若无专业拉力计，需采用专用转换接头，使水胀锚杆未端具备常规试验可操作条件，再利用常规锚杆试验进行。水胀锚杆达额定注水压力后水泵自动根据锚杆的膨胀度结束注水，也标志着水胀锚杆安装结束，可立即进行试验。（2）施工。锚杆应轻拿轻放，严禁损伤锚杆未端的注液嘴，安装锚杆前，对安装系统进行全而检査，确保其

7、良好的状态。安装锚杆时，操作人员手持安装臂应与锚杆轴线偏离一定角度;注水时，注水臂与锚杆轴线尽量在同一条直线上。若已锚地段有较大变形或锚杆失效，立即在该地段增设加强锚杆，长度不小于原锚杆长度的1.5倍。高压泵试运转，压力宜为15~30MPa,锚杆送入孔中，应使托板与岩面紧贴，为丫延长水泵寿命，在施工屮从量确保水泵用水以及空压机内空气的洁净。在高压进水阀未关闭，回水阀未打开之前，不准撤离安装臂。高压泵要设置防护罩，锚杆安装完毕后应将高压胶管一并放入防护罩内，并移至安全、无淋水地段o3水胀式锚杆与传

8、统锚杆的等效代换2.1水胀式铺杆SwcllcxPm16,L=2.5m,L=3.0m,技术参数见表1。经注高压水膨胀后，每0.5m水胀锚杆提供的抗拉拔力（摩擦力）为100KN。3.2常规锚杆025水泥浆锚杆,孔径50mm,最小蠕变限度17kN,最小断裂负荷22kN,锚杆的材料要求:锚杆ASTMA615;支撑板ASTMA283;螺母和垫圈ASTMA449。注浆由波特兰水泥和水按照0.38到0.40的比例组成，并使用Sika公司生产的类似于LNTKAPLAST的膨胀添加剂（或使用经批准的同类材料），使