锚网喷支护技术在水电工程中的应用研究论文_李明江1,胡鹰1,马康3

锚网喷支护技术在水电工程中的应用研究论文_李明江1,胡鹰1,马康3

1遂宁市水务局 四川遂宁 629000;

3中国水利水电第十工程局有限公司 四川成都 610072

摘要:锚网喷支护是喷射混凝土、锚杆以及钢筋网(或钢纤维)用于围岩支护的总称。随着围岩稳定程度的不同,它们可以单独设置,也可以综合运用。应用于水电工程中的施工技术越来越多,锚网喷支护技术由于自身具备着成本低、操作简便以及施工简单的优势被广泛的应用于水电工程的建设中。基于此,本文主要对锚网喷支护技术在水电工程中的应用进行分析探讨。

关键词:锚网喷支护技术;水电工程;应用

1、前言

由于围岩有着不同程度的稳定性,既能够独立的进行设定的同时还能够综合使用。如果围岩有着较好的稳定程度时,支护施工则能够通过喷射混凝土以及锚杆进行,如果围岩有着较差的稳定程度时,则必须通过支护与锚杆互相结合进行。目前,锚网喷支护理论日益完善,但在实际施工实践中,理论成果运用不足,普及知识还须加强。

2、锚网喷支护的运用的重要性

由于锚网喷施工技术有着密贴性以及及时性的特点,因此对于对围岩结构二次强度起到提高以及保持的作用。主要体现于:①水电工程在进行开挖施工后,围岩会立即受到喷射混凝土的封闭,能够避免围岩受到风化的影响,从根本上阻止围岩结构二次强度迅速下降的情况,尤其是对于围岩结构较为软弱、容易风化来说更有保护的作用,其实将围岩结构稳定性进行有效的发挥与保持的重点。②喷射混凝土以射流高压的方式进行施工时,大量的砂浆从围岩进入结构面之间,促进岩块能够互相连接,使围岩结构的强度与抗剪功能得到有效增加。

2.2能够将围岩结构的受力情况保持在良好的状态

由于锚网喷施工技术自身具有可分性、柔性以及密贴性等基本特点,使其本身的受力情况具备着良好的状态,与传统的模筑式衬砌施工技术相比有着明显的约束。围岩与锚网喷支护紧密的进行连接,能够增强两者相互的粘滞力,相互制约,一起出现变形的情况,锚网喷支护有利于保持围岩结构的稳定性,而围岩结构对于锚网喷支护的受力情况能够起到改善的作用。一旦锚网喷支护与围岩结构相互连接时,则有利于柔性支护保持自身的性能。由于柔性支护具有容易变形的基本特点,受力与柔性支护上时则会有着较小的变形压力,另外,如果荷载压力在相同情况时,刚性支护的内力则会超过柔性支护。

3、锚网喷支护技术在水电工程中的应用

3.1喷射混凝土

喷射混凝土是将符合要求的砂、豆石、水泥和外加剂等按一定比例混合放在喷射机中,利用压缩空气等为动力,将适于喷射的混凝土拌合料通过输料管和喷嘴直接喷射到受喷面上并快速凝结硬化的一种工程技术。喷射混凝土不仅能够隔绝空气,防止围岩风化,而且可以作为结构物承受荷载,从而起到保护围岩稳定的作用。喷射混凝土分为干喷和湿喷两种,喷射混凝土的标号不应低于C15,通常应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,且强度等级不应低于32.5MPa。为了尽快获得强度,及早向围岩提供支护力,通常都在混合料中加入一定数量(通过试验确定)的外加剂,如速凝剂、减水剂、早强剂、增黏剂、防水剂等。

喷射混凝土喷射作业前的准备工作应达到规范要求,通常都采用分层喷射的方法,每次喷射的厚度应遵守设计要求或规范要求。一般情况下,一次喷射厚度不小于集料粒径的两倍。

后一次喷射应在前一层混凝土终凝后进行,只要将喷射表面冲洗干净,先后喷射的两层混凝土一般都能粘结良好,不影响其受力性能。喷射作业紧跟开挖工作面时,混凝土终凝到下一循环放炮的时间,不应少于3小时。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了提高支护的承载能力,也可以在喷射混凝土中设置钢筋网,称为网喷支护。通常沿洞室环向布置直径较大的受力钢筋,沿纵向布置直径较小的构造钢筋。钢筋网应随岩面铺设,并与锚杆联结牢固,防止喷射混凝土时震动。

近年来,钢纤维喷射混凝土技术发展较快。在喷射混凝土中掺入钢纤维或玻璃纤维以取代钢筋网,工艺简单,施工方便,既节约劳动力和时间,又能够提高抗拉强度,增大结构韧性,改善抗冲击荷载的性能,可能成为今后发展的一种趋向。

3.2锚杆支护

锚杆支护是在岩石中钻孔,并在其中固定各种材料或形式的锚杆,用来加固和支护围岩的一种是形式。它和喷射混凝土一起,广泛使用在地下工程中。锚杆的种类很多,本文重点介绍钢筋砂浆全长锚固锚杆(简称砂浆锚杆)。锚杆杆体钢筋宜采用Ⅱ、Ⅲ级钢,钻孔直径为28~32mm时,宜采用Q235钢筋。杆体直径一般为16~32mm。固结锚杆的水泥砂浆强度等级不应低于M20,锚固力必须满足设计要求。

锚杆通常成梅花形布置,间距不宜大于杆体长度的二分之一。锚杆一般应与主结构面垂直或尽可能有较大的交角。当主结构面不明显时,则沿周边径向布置。砂浆锚杆又有两种注浆方法。其一,在钻孔中先灌注水泥砂浆,然后插入锚杆;其二,在钻孔中先安设杆体,然后用真空法压注水泥砂浆。无论采用哪一种注浆方法都必须保证砂浆在钻孔中充填饱满。砂浆锚杆的承载能力取决于钢筋与砂浆间的握裹力和砂浆与钻孔岩壁间的粘结力,它与钢筋的类型、直径以及锚杆的锚长度等因素有关,一般都由试验直接测定。

4、锚网喷支护在应用中必须注意克服的几个问题

锚网喷支护,由于它的优越性,在水电、交通、采矿、国防等工程施工中得到愈来愈广泛的运用,大有取代传统衬砌的趋势。目前,锚网喷支护的运用,已经从小跨度隧洞发展到中大跨度隧洞,从坚硬岩石发展到松软岩石,从隧洞支护发展到门框构筑、耐火工程、防腐工程、边坡加固或基坑护壁、和对模筑式衬砌的加固处理,甚至利用锚网喷支护制止塌方和通过流沙层。

据统计,锚网喷支护成功的经验占主流,但也存在少量的失败教训。通过总结和分析,我们认为主要是技术人员对这项技术成果掌握不够,施工管理不到位造成的。为此,我们在此强调在锚网喷支护施工中必须注意并克服以下几个问题:①岩石表面冲洗不净,钢筋网片固定不牢或与围岩间距过大,以致喷层和围岩粘结不牢,回弹量大,形成空鼓开裂;②锚杆注浆不饱满、强度不够,安装不牢,造成滑脱;③爆破成型不好,起伏不平,突出部位应力集中严重,喷层较薄,容易开裂;④重复爆破,应力重复扰动,特别是支护措施不当,后次爆破往往破坏前期支护,形成大塌方;⑤在应力较大的隧洞中,支护时机和方案选择有误,未能及时形成封闭体系;⑥一次喷射过厚,在围岩变形较大的初期,支护刚度过大,容易超载;⑦施工(技术)人员对锚网喷支护技术掌握不够,处置失当;⑧在有些工程地质条件不宜采用喷射混凝土支护,如严重的松散岩体地段、节理裂隙非常发育的宽大破碎带等,这些地带容易使喷混凝土崩落或不易发挥作用;⑨应针对干燥、潮湿和有水地段施工条件不同控制好外加剂的掺量,不然易出现喷射混凝土表面发黄、碱化等现象,影响喷射混凝土质量和表观。

5、结语

锚网喷支护具有多个优点,但是也同样存在缺点,如若爆破成型不好等则会造成美观不足的问题。因此在具体施工中尽可能使用光面的爆破方式,将爆破控制在一个符合要求的断面尺寸内。若出现严重的美观不足问题,可以适度进行再次支护施工或修复。总之,锚网喷技术人员应该不断利用高新技术对该技术进行创新,努力探索解决解决问题的答案,使其不断得到完善和加强。

参考文献:

[1]李书民,孙小岩,白杨杨.深部回采巷道锚网索联合支护技术实践[J].煤炭科学技术,2012,40(1):38-41.

[2]杨让全.浅谈锚喷技术在地下洞室中的应用[J].资源环境与工程,2010,12(05):143-144.

论文作者:李明江1,胡鹰1,马康3

论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期

论文发表时间:2017/10/11

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