两种中空锚杆在叶坪隧道施工中的运用比较

科学技术

两种中空锚杆在叶坪隧道施工中的运用比较

徐　　滢

中铁大桥局赣龙ＧＬ－２标工程指挥部　　江西　　瑞金　　３４２５００

【摘　　要】结合赣龙铁路ＧＬ－２标段叶坪隧道出口一百米区域的拱部支护措施，介绍了普通中空锚杆与组合式中空锚杆的结构及支护原理，并对两种锚杆作了比较，说明了普通中空锚杆在施工工艺中应注意的要点，阐述了组合式中空锚杆在Ⅴ级围岩Ⅴｂ型衬砌隧道运用中的优势。

【关键词】普通中空锚杆　　　　组合式中空锚杆　　　　结构　　　　支护原理　　　　运用比较

中空锚杆技术在九十年代末期引入我国工程建设领域，近年来随着工程材料行业技术研发水平和生产能力的不断提高，中空锚杆家族的行列也在不断壮大。中空锚杆广泛应用于公路、铁路、水利、城市地铁及市政工程等领域，产生了良好的经济效益和社会效益。现就赣龙铁路ＧＬ－２标段叶坪隧道出口一百米区域的拱部支护措施，对普通中空锚杆和组合式中空锚杆的特性做个对比，虽然这是两种在工程中常见的中空锚杆，但在施工工艺和比较选择上还是有值得工程技术人员思考的地方。

１、工程概况

叶坪隧道最大埋深约２４０．４ｍ，通过地层岩性为全风化～弱风化千枚状页岩夹粉砂岩、变质砂岩夹板岩，受多期构造活动影响，洞身Ⅴ级围岩段占总长的１８％。遂址区存在断层破碎带２条，节理密集带４处及岩层分界线２条。

目前叶坪隧道出口进洞一百多米，该区段属浅埋地段，洞身围岩为强风化至弱风化千枚状页岩夹粉砂岩，岩层软硬不均，属Ⅴ级围岩，衬砌类型为Ⅴｂ，在此区段初期支护所采取的措施有：拱墙喷射Ｃ３０混凝土，仰拱喷射Ｃ２５混凝土；拱墙设置钢筋网，钢筋采用φ６，网格为２０×２０ｃｍ；边墙采用Φ２２砂浆锚杆，拱墙分界以拱部１２０°划分，拱部锚杆采用φ２２组合中空锚杆或φ２５×７普通中空锚杆。在实际运用中，这两种都可用在拱部的锚杆在施工中应注意的要点以及到底采用哪种锚杆更合理，

关系到锚杆砂浆灌注的饱满度和是否经济适用。

成。锚杆体采用中空设计，杆体中孔作为钻进高压风水通道和注浆通道，与实心杆体相比，中空杆设计可获得更好的钢度和抗剪强度。锚杆体外表面为全长标准大螺距螺纹结构，与光滑杆体相比增加了锚杆体与注浆材料的粘接面积，从而提高了锚固力。锚头安装在锚杆体顶端，不仅能固定和居中锚杆体部件而且能在岩石锚孔中产生一定的锚固力。止浆塞由橡塑材料制成，考虑了注浆排气，有一定的密封作用，便于实现有压注浆，增加注浆材料的饱满度和密实度。止浆塞有对中支架的作用。垫板采用热轧成型，具有一定弹性，便于应力传递。垫板可提供一定的可调角度，便于密贴岩石表面。螺母起到对杆体施加主动应力的作用。

组合式中空锚杆由实心螺纹钢，连接套筒，中空锚杆体，止浆塞，垫板，螺母，排气管等组成。组合式中空锚杆通过连接套筒将实心螺纹钢和中空锚杆体两部分组合到一起，其余配件与普通中空锚杆是相近的。

普通中空锚杆结构图

组合式中空锚杆结构图

２．２　支护原理

锚杆的作用主要有这样几个：对于软弱围岩锚杆以组合成拱与整体加固作用为主；对于硬岩围岩锚杆则主要起到悬挂作用和组合成拱的作用；对于水平或缓倾斜的层状围岩，锚杆群能把各岩层连在一起，增大层间的摩阻力。

普通中空锚杆适用于地质条件中等，良好的围岩永久性支护、超前支护、边坡支护、基坑支护等工程。组合式中空锚杆主要用于地下工程、交通与水利隧道工程洞室或坑道机构稳定的临时支护、永久支护，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，从而达到良好的支护目的。

２、中空锚杆结构及支护原理

２．１　中空锚杆结构

普通中空锚杆由中空锚杆体、锚头、止浆塞、垫板和螺母组

３、普通中空锚杆与组合中空锚杆的比较

普通中空锚杆用于边墙或锚孔向下倾斜的部位时，应采用锚孔底进浆、由锚孔口排气的排气注浆工艺，锚孔内的砂浆由里向外充盈。普通中空锚杆用于拱部或锚孔向上倾斜、且仰角大于３０°的部位时，

表１　中空锚杆体的屈服力、最大力和断后伸长率

普通中空锚杆产品规格　

φ２５×５　φ２５×７　

牌号　Ｑ３４５　

屈服强度ＭＰａ　

３２５　

抗拉强度ＭＰａ　

４９０　

屈服力ＫＮ　１０２　１２８　

最大力ＫＮ　

不小于　１５３　１９３　

断后伸长率％　

２１　

表２　组合锚杆体的屈服力、最大力和断后伸长率

组合中空锚　杆产品规格　

钢　　　　　筋　

牌　号　

屈服强度　ＭＰａ　４００　３３５　３３５　

极限强度　ＭＰａ　５４０　４５５　４５５　

屈服力　ＫＮ　１２６　１２７　１６４　

最大力　ＫＮ　不小于　１７０　１７２　２２３　

断后伸　长率％　１６　１７　１７　

屈服强度　ＭＰａ　　３２５　

中空锚杆体（牌号为Ｑ３４５）　极限强度　ＭＰａ　　４９０　

屈服力　ＫＮ　１２７　１５９　

最大力　ＫＮ　不小于　１９２　２４０　

（下转第１３８页）

断后伸　长率％　２１　

φ２２　

φ２５　

ＨＲＢ４００　ＨＲＢ３３５　ＨＲＢ３３５　

上表摘自中空锚杆技术条件（ＴＢ／Ｔ　３２０９－２００８）

２０１１．　０４１３７

科学技术

１、前言

合成气（ＣＯ、Ｈ２）是氧气与重油、蒸汽混合物通过工艺烧嘴，温度大约１３５０℃的高温条件下，在德士古造气炉中发生部分氧化、裂化、转化反应，此过程称为重油气化反应。重油气化反应是一个十分复杂的化学反应过程，还含有少量的Ｓ、ＣＬ、Ｎ等其他元素，所以重油气化反应中除生成ＣＯ、Ｈ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ和少量的ＣＨ４、碳黑外，还有Ｎ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ、ＨＣＮ、ＮＨ３和甲酸盐等副产物，在工业生产中这种混合气体一般称为粗合成气或裂解气。粗合成气在废热锅炉中冷却后，通过水洗塔脱出未反应的游离碳后，送入净化系统。为监测入造气炉重油、蒸汽情况及判断合成气在造气炉、废热锅炉、碳洗塔运行过程中是否有堵塞现象，设立了压差指示表，以保证装置正常平稳生产。

２、造成入炉蒸汽－碳洗塔压差高的原因

造气炉、废热锅炉工艺简图

入炉蒸汽—碳洗塔　出口合成气压差表

　

１３８２０１１．　０４