一种隧道系统锚杆现场试验方法技术方案

本发明专利技术提供了一种隧道系统锚杆现场试验方法，包括以下步骤：选择若干种备选锚杆；所有的备选锚杆进行抗拔力实验，若不满足隧道相关规范的抗拔力要求，则直接淘汰；对通过抗拔力实验的锚杆进行分组；对每组锚杆进行周边围岩收敛监测；确定好使用的锚杆后，分为若干实验组，每个实验组进行锚杆间距实验，各组间的锚杆间距不同，选取最佳间距。采用本方案，通过建立系统锚杆的现场试验体系，可以确定各类型、长度的系统锚杆的实际支护效果，择优选择满足变形控制、造价最低的锚杆及其间距。这不仅满足了隧道支护要求，同时也达到了成本控制的需求，保证初期支护的稳定性，提高施工的安全性，同时该方法也简单易行，操作难度低，试验对比效果明显。效果明显。效果明显。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道系统锚杆现场试验方法


[0001]本专利技术涉及隧道结构领域，具体涉及一种隧道系统锚杆现场试验方法。

技术介绍

[0002]传统隧道开挖后，主要采用系统锚杆+钢筋网+钢架+喷混凝土的初期支护结构。
[0003]系统锚杆作为新奥法隧道支护体系中重要的组成之一，目前实际工程中，系统锚杆的种类众多，采用哪种系统锚杆可以达到支护效果的同时造价最低，如何确定锚杆的长度、间距，这是困扰目前隧道设计和施工重要的因素。常规隧道设计，一般套用以往的隧道图纸锚杆间距和长度，也不管其是否符合地质条件和实施效果，往往造成支护强度不够、初期支护破坏或者锚杆过长、间距过密引起的资源浪费。隧道设计本为动态设计，系统锚杆的类型、间距和长度应与现场地质匹配，动态调整。随着现在越来越多的项目采用设计、施工一体的总承包的方式，其对成本控制要求也越来越高。如何有效的对隧道系统锚杆类型、长度、间距根据项目具体特点进行设置，以满足支护强度的情况下，成本最低，这一直是隧道建设相关单位亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述问题，提供了一种隧道系统锚杆现场试验方法，采用本方案，通过建立系统锚杆的现场试验体系，可以确定各类型、长度的系统锚杆的实际支护效果，择优选择满足变形控制、造价最低的锚杆及其间距。这不仅满足了隧道支护要求，同时也达到了成本控制的需求，保证初期支护的稳定性，提高施工的安全性，同时该方法也简单易行，操作难度低，试验对比效果明显。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种隧道系统锚杆，包括插入隧道围岩的螺纹杆体，还包括第一螺母、第二螺母和弹簧垫；
[0006]所述第一螺母一端和螺纹杆体位于围岩外部一端螺纹连接，所述第二螺母通过弹簧垫和第一螺母连接。
[0007]本方案具体运作时，在钻出锚杆眼时，锚杆钻眼位置、方向和直径要严格控制，眼钻完后用气清孔，并将螺纹杆体一边旋转一边送入眼孔，螺纹杆体外表面全长标准大螺距螺纹结构，螺纹结构便于锚杆的切割和接长，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；而在螺纹杆体未送入眼孔部分的一端和第一螺母螺纹连接，当锚杆受力时，第一螺母位移并压缩弹簧垫，使弹簧垫受力变形并作用于第二螺母，此时第一螺母和第二螺母之间的位置关系可存在一定程度上的变化，这样使得锚杆能承受一定程度的变形，并能释放一部分的压力。
[0008]进一步的，所述第一螺母一端和螺纹杆体位于围岩外部一端连接位置处设置钢垫板。本方案具体运作时，为了改善螺纹锚杆和围岩连接时端部受力，增强加固效果，设置为：所述第一螺母一端和螺纹杆体位于围岩外部一端连接位置处设置钢垫板。
[0009]进一步的，还包括止浆塞，所述螺纹杆体内部中空，所述螺纹杆体位于围岩孔出口
处的内部设置止浆塞。
[0010]本方案具体运作时，中空杆体与实心杆体相比，中空杆体设计可获得更好的刚度和抗剪强度，而设置止浆塞，是为了使注入的水泥砂浆不会流出。
[0011]进一步的，为了能判断注浆情况，设置排气管，当排气管开始反浆时，则水泥砂浆已注入完毕，设置为：还包括排气管，所述排气管连通螺纹杆体内部和围岩外部。
[0012]进一步的，一种隧道系统锚杆现场试验方法,包括以下步骤：
[0013]S1：通过文献调研和隧道设计相关规范要求，并结合现场隧道围岩地质选择若干种备选锚杆；
[0014]S2：将所有备选锚杆按照相同的间距布置在隧道内，并对所有的备选锚杆进行抗拔力实验，若不满足隧道相关规范的抗拔力要求，则直接淘汰；
[0015]S3：对通过抗拔力实验的锚杆进行分组，每组均为同种类型的锚杆，每组锚杆按照一定的实验长度布置；
[0016]S4：对每组锚杆进行周边围岩收敛监测，选择隧道围岩周边收敛最小的锚杆；
[0017]S5：确定好使用的锚杆后，采用若干此种锚杆，并分为若干实验组，每个实验组按照一定的实验长度布置，并每个实验组进行锚杆间距实验，各组间的锚杆间距不同，根据隧道围岩周边收敛满足隧道变形控制要求为判断要求，选取最佳间距。
[0018]进一步的，所述S1还包括以下步骤：选择若干种备选锚杆，结合隧道设计相关规范要求和现场隧道围岩地质选择锚杆的使用长度，如根据隧道设计相关规范要求经验，Ⅲ级围岩一般采用2.5m，Ⅳ级围岩一般采用3m，
Ⅴ
级围岩一般采用3.5m。
[0019]进一步的，所述周边围岩收敛监测包括径向收敛量监测。
[0020]进一步的，将所有备选锚杆按照相同的间距布置在隧道内时，间距应以规范推荐的最大间距执行。
[0021]进一步的，在进行锚杆间距实验时，锚杆纵向间距以钢架间距的整数倍为基数，环向间距以规范规定的最大间距为上限，每降低0.5m为一个试验组，最小间距不得小于0.5m，锚杆间距试验组数确定后，每组锚杆间距试验长度为10m进行试验。
[0022]进一步的，若有多个实验组满足隧道变形控制要求，则以隧道每延米锚杆数量最少的实验组为最佳锚杆间距。
[0023]本方案具体运作时，先通过文献调研选择拟采用若干种备选锚杆，选择备选锚杆时，在方便购买的同时，还应该满足隧道设计相关规范要求，并还要与现场的隧道围岩地质相适应，其中备选锚杆有中空锚杆、药卷锚杆、胀壳式锚杆、自进式锚杆。
[0024]选择若干种备选锚杆后，同直径的备选锚杆分别按照相同的间距进行布置在隧道内，长度采用常用的锚杆长度3m，每种锚杆试验段为10m，分别进行锚杆抗拔力试验和围岩周边收敛监测。锚杆抗拔力为基本的满足条件，若不满足隧道相关规范的抗拔力要求，则直接淘汰。以隧道围岩周边收敛最小为最优，若有两种及以上锚杆满足隧道变形控制要求，则选择单价最低的锚杆为最优锚杆类型。
[0025]在进行围岩周边收敛监测时，对通过抗拔力实验的锚杆进行分组，每组均为同种类型的锚杆，每组锚杆按照一定的实验长度布置，锚杆纵向间距以钢架间距的整数倍为基数，环向间距以规范规定的最大间距为上限，每降低0.5m为一个试验组，最小间距不得小于0.5m。锚杆间距试验组数确定后，每个实验组的锚杆间距试验段为10m进行试验，以隧道围
岩周边收敛满足隧道变形控制要求为判断要求，若有多种组合满足隧道变形控制要求，则以隧道每延米锚杆数量最少为最佳锚杆间距。
[0026]本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本方案提供了一种隧道系统锚杆现场试验方法，采用本方案，通过建立系统锚杆的现场试验体系，可以确定各类型、长度的系统锚杆的实际支护效果，择优选择满足变形控制、造价最低的锚杆及其间距。这不仅满足了隧道支护要求，同时也达到了成本控制的需求，保证初期支护的稳定性，提高施工的安全性，同时该方法也简单易行，操作难度低，试验对比效果明显。
附图说明
[0028]图1为本专利技术提供的一种隧道系统锚杆现场试验方法的流程图；
[0029]图2为本专利技术提供的一种隧道系统锚杆的结构示意图；
[0030]图3为本专利技术提供的现场实验本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道系统锚杆，包括插入隧道围岩的螺纹杆体(1)，其特征在于，还包括第一螺母(2)、第二螺母(3)和弹簧垫(4)；所述第一螺母(2)一端和螺纹杆体(1)位于围岩外部一端螺纹连接，所述第二螺母(3)通过弹簧垫(4)和第一螺母(2)连接。2.根据权利要求1所述的一种隧道系统锚杆，其特征在于，所述第一螺母(2)一端和螺纹杆体(1)位于围岩外部一端连接位置处设置钢垫板(5)。3.根据权利要求1所述的一种隧道系统锚杆，其特征在于，还包括止浆塞(6)，所述螺纹杆体(1)内部中空，所述螺纹杆体(1)位于围岩孔出口处的内部设置止浆塞(6)。4.根据权利要求3所述的一种隧道系统锚杆，其特征在于，还包括排气管(7)，所述排气管连通螺纹杆体(1)内部和围岩外部。5.采用权利要求1-4任意一项隧道系统锚杆的一种隧道系统锚杆现场试验方法,其特征在于，包括以下步骤：S1：通过文献调研和隧道设计相关规范要求，并结合现场隧道围岩地质选择若干种备选锚杆；S2：将所有备选锚杆按照相同的间距布置在隧道内，并对所有的备选锚杆进行抗拔力实验，若不满足隧道相关规范的抗拔力要求，则直接淘汰；S3：对通过抗拔力实验的锚杆进行分组，每组均为同种类型的锚杆，每组锚杆按照一定的实验长度布置；S4：对每组锚杆进行周边围岩收敛监测，选择隧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张生，袁松，宋川，王希宝，王军良，孔令喜，顾坤，赵虎强，
申请(专利权)人：新疆北新路桥集团股份有限公司中铁隆昌铁路器材有限公司，
类型：发明
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