隧道施工中五类特殊锚杆工艺要点与质量控制

锚杆作为隧道初期支护体系的核心构件，其施工质量直接决定围岩稳定性及隧道结构安全。本文基于隧道工程地质条件与设计要求，系统梳理自钻式中空注浆锚杆、普通预应力锚杆等 5 类特殊锚杆的施工工艺流程、关键控制要点及质量验收标准，为隧道锚杆施工的规范化、精细化实施提供技术支撑。

一、隧道锚杆施工核心原则

隧道锚杆施工需遵循  “地质适配、参数精准、过程管控、效果验证”  四大原则：

依据围岩级别（Ⅰ-Ⅵ 级）、岩性特征（如坚硬岩、软岩、破碎岩）及设计锚固力要求，选择适配的锚杆类型；

所有施工环节需严格执行设计参数，如钻孔深度、注浆压力、张拉值等，偏差控制在规范允许范围内；

建立  “ 工序自检 - 互检 - 专检”  三级质量管控体系，重点监控钻孔精度、注浆密实度、杆体安装质量；

施工完成后需通过拉拔试验、无损检测等手段验证锚固效果，确保锚杆与围岩形成有效承载体系。

二、5 类特殊锚杆施工工艺与控制要点

（一）自钻式中空注浆锚杆

1. 适用场景

适用于破碎围岩、软弱夹层及易塌孔地层，兼具钻进、注浆、锚固功能，可避免传统锚杆造孔后塌孔导致的锚固失效问题。

2. 关键施工流程

前期检查： 安装前核查杆体水孔、钻头水孔的通畅性，清除孔内异物（如岩屑、泥浆），确保钻进过程中冲洗液流通顺畅；

钻进与清孔： 采用配套钻机将锚杆体同步钻进至设计深度，钻进完成后用高压风（风压≥0.5MPa）与高压水（水压≥1.0MPa）交替冲洗钻孔，直至孔口返出清水或洁净气流，确保孔内无残留岩屑；

杆体固定与注 浆 ： 拆除钻机与连接套后，立即安装垫板、螺母并临时固定杆体（预紧力≥10kN），防止杆体移位；采用水泥浆（水灰比 0.45-0.55）通过杆体中空孔注浆，注浆压力控制在≤1.0MPa，避免压力过大导致孔壁坍塌；

后期紧固： 待浆体强度达到 5.0MPa（具体时间依据现场试验确定）后，采用扭力扳手拧紧螺母，确保垫板与围岩紧密贴合，杆体轴向受力均匀。

3. 质量控制要点

清孔后需检查孔深偏差（允许偏差 ±50mm），孔深不足时需补钻至设计深度；

注浆过程中需持续观察孔口返浆情况，无返浆时需暂停注浆，检查管路通畅性或调整注浆压力；

浆体强度未达标前，严禁敲击、碰撞杆体。

（二）普通预应力锚杆

1. 适用场景

适用于围岩应力较大、需主动施加预应力控制围岩变形的场景，如深埋隧道、高风险断层段。

2. 分类施工流程

（1）自由段带套管预应力锚杆

造孔与清孔： 采用地质钻机造孔，孔径比杆体直径大 20-30mm，造孔完成后用高压水冲洗孔壁，清除孔内泥皮、岩屑；

杆体安装： 将带套管的锚杆体（套管长度与自由段一致）缓慢送入孔内，确保杆体居中，套管无破损、错位；

注浆与锚具安装： 采用水泥砂浆（水灰比 0.4-0.45）注浆，注浆管插入孔底 50-100mm，注浆至孔口溢浆后停止；待浆体初凝后（通常≥48h），安装垫板、垫圈、螺母，找平锚具平面；

张拉与锁定： 采用经率定的扭力扳手（率定误差≤2%）进行张拉，张拉顺序遵循 “分级张拉、对称加载” 原则，超张拉持荷时间（通常 5-10min）及张拉力需符合设计要求（如设计张拉值的 1.05-1.1 倍），持荷稳定后锁定螺母。

（2）自由段无套管预应力锚杆

造孔与清孔： 同带套管锚杆工艺；

分段注浆： 锚固段注入锚固剂（如树脂锚固剂、水泥浆），自由段注入缓凝水泥砂浆（缓凝时间≥72h），确保锚固段与自由段浆体凝结时间差满足张拉要求；

杆体安装与搅拌： 插入锚杆体后，旋转搅拌杆体（转速 30-50r/min），使锚固剂充分混合固化，搅拌时间依据锚固剂类型确定（通常 30-60s）；

张拉与锁定： 待锚固段浆体强度达到设计值 80% 后，按带套管锚杆张拉工艺执行。

3. 质量控制要点

张拉设备需每 3 个月校核 1 次，确保张拉精度；

永久性锚杆需进行封孔灌浆，浆液需灌满自由段顶部孔隙，注浆密实度≥95%；

浆体强度未达设计要求（通常≥20MPa）前，严禁扰动锚杆；外露杆体切除时，切口距外锚具距离≥10cm，且采用无齿锯切割，避免损伤锚具。

（三）水泥砂浆锚杆

1. 适用场景

适用于 Ⅱ-Ⅳ 级较完整围岩，作为全长黏结型锚杆，通过砂浆与围岩、杆体的黏结力传递围岩压力。

2. 关键施工流程

砂浆配制： 采用质量比 1:1-1.5:0.45-0.5（水泥：砂: 水）配制水泥砂浆，砂粒径≤3mm 且含泥量≤3%，砂浆搅拌时间≥2min，确保拌和均匀；

注浆作业： 采用单管注浆工艺，注浆管插入孔底 50-100mm，注浆过程中反复推送注浆管，挤压孔内积水至孔口溢出；随砂浆注入缓慢匀速拔出注浆管（拔出速度≤0.5m/min），注浆压力≤0.4MPa；

杆体安装： 注浆完成后立即插入锚杆杆体，杆体插入设计深度时，孔口需有砂浆溢出；若孔口无砂浆，需拔出杆体重新注浆，确保全长黏结锚杆灌浆饱满；

管路维护： 注浆开始前或中途暂停≥30min 时，需用清水冲洗灌浆罐及管路，防止砂浆结块堵塞。

3. 质量控制要点

砂浆需随拌随用，初凝前（通常≤2h）用完，初凝后砂浆严禁使用；

杆体安装后需检查外露长度（允许偏差 ±50mm），外露过长时需调整杆体深度；

养护期间（≥7d）需避免杆体受扰动，环境温度低于 5℃时需采取保温措施。

（四）预应力中空注浆锚杆

1. 适用场景

适用于需要同步实现预应力施加与注浆加固的场景，如软岩大变形隧道、高地应力地层。

2. 关键施工流程

钻孔与清孔： 采用锚杆台车造孔，孔径符合设计要求（通常比杆体直径大 15-20mm），造孔后用高压风彻底清除孔内岩屑、积水；

杆体安装与锚头固 定 ： 将锚杆体送入孔内，通过专用连接套筒转动杆体（转速 20-30r/min），使钢质锚头涨开并与孔壁紧密贴合，确保初始锚固力≥15kN；

锚具安装： 放入止浆塞（确保密封性能）、锚垫板，安装排气管（管径≥10mm），旋上螺母并预紧（采用六角扳手，预紧力≥5kN），保证杆体居中于钻孔；

注浆作业： 通过杆体底部注浆管注浆，浆液（水泥浆水灰比 0.4-0.5）由中空杆体排气，直至杆体中部孔道流出浆液后停止注浆；注浆压力控制在 0.5-1.0MPa，流量≤5L/min，防止管路爆裂。

3. 质量控制要点

锚头涨开后需检查贴合度，若存在缝隙需重新转动杆体调整；

排气管需畅通，注浆过程中若排气不畅，需暂停注浆清理排气管；

注浆完成后需封堵孔口，防止浆液流失。

（五）岩壁吊车梁锚杆

1. 适用场景

专为隧道岩壁吊车梁设计，承担吊车梁竖向荷载与水平荷载，需具备高强度、高稳定性，适用于大型隧道洞室（如地下厂房、大型交通隧道）。

2. 关键施工流程

施工准备： 待洞室临空围岩永久支护锚杆全部安装完成，且梁体下部洞室边墙开挖面形成预裂缝（深度≥50cm）后，方可启动岩锚梁锚杆施工；

精准放样与造孔： 采用高精度全站仪（精度≤2mm）配激光准直仪放样孔位，偏差≤5mm；造孔前设立分段孔向、孔位标示样架（间距≤3m），选用熟练操作人员使用锚杆台车造孔，孔向偏差≤1°；

杆体安装与注浆： 采用通长定制高强钢筋（严禁焊接接长）作为杆体，插入孔内后注入水泥砂浆（水灰比 0.4-0.45），注浆压力 0.6-0.8MPa，确保浆体密实；

质量跟踪与验收： 由专职质量跟踪小组全程监控各工序，记录孔位、孔深、注浆量等参数；验收合格（拉拔试验、砂浆密实度检测）后方可进入下道工序。

3. 质量控制要点

浆体强度未达设计值（通常≥30MPa）前，严禁敲击、拉拔锚杆或在附近进行爆破作业（爆破安全距离≥50m）；

受拉锚杆需 100% 进行拉拔试验，砂浆密实度≥90%（采用无损检测）；

梁体钢筋不得与锚杆点焊连接（包括拉模筋），避免损伤锚杆受力性能。

三、施工质量验收标准

锚杆材质： 杆体、锚具、水泥、砂等原材料需符合设计要求，进场时需提供质量证明文件并抽样送检；

钻孔质量： 孔位偏差≤100mm（岩锚梁锚杆≤5mm），孔深偏差 ±50mm，孔向偏差≤1°（特殊锚杆≤0.5°）；

注浆质量： 砂浆强度≥设计值，密实度≥90%（全长黏结锚杆≥95%），无空洞、离析现象；

锚固效果： 拉拔试验中，锚杆抗拔力平均值≥设计值，最小值≥0.9 倍设计值，检测数量≥总锚杆数的 1%（且不少于 3 根）；

外观质量： 垫板与围岩贴合紧密（缝隙≤2mm），外露杆体长度符合设计要求（通常≤100mm），无锈蚀、变形。

隧道锚杆施工需根据地质条件与设计要求，选择适配的锚杆类型并严格执行工艺要点。通过精细化控制钻孔、注浆、张拉等关键工序，强化全过程质量管控与验收，可确保锚杆有效发挥锚固作用，为隧道初期支护安全提供可靠保障。工程实践中，还需结合现场实际动态调整施工参数，持续优化工艺，提升锚杆施工质量与效率。