锚杆支护的论文题目范文

锚杆支护的论文题目范文第1篇

1 锚杆构件的作用

对于锚杆杆体本身来说, 由于杆体长度方向和尺寸大于其它两个方向的尺寸, 所以力学上属于杆件。这种构件主要提供两方面的作用, 第一是抗拉;其次是抗剪作用。

锚固剂的作用是将钻孔孔壁岩石与杆体粘结在一起。对于端部锚固锚杆, 锚固剂的作用在于提供粘结力, 使锚杆能承受一定的拉力。对于全长锚固锚杆, 锚固剂的作用主要有两方面:将锚杆杆体与钻孔孔壁粘结在一起, 是锚杆随着岩层移动承受拉力;当岩层发生错动时, 与杆体共同起抗剪作用, 阻止岩层发生滑动。

2 现有锚杆支护理论

2.1 悬吊理论

悬吊是最早的锚杆支护理论, 它具有直观, 易懂及使用方便的特点。特别是在顶板上部有稳定岩层, 而其下部存在松散、破碎岩层的条件下, 这种理论应用比较广泛。但是这种理论仅考虑了锚杆的抗拉作用, 没有涉及其抗剪能力及对破碎岩层整体强度的提高, 因此理论计算的锚杆载荷与实际出入较大。

2.2 组合梁理论

组合梁理论适用于层状岩层, 对于端部锚固锚杆, 其提供的轴向力将对离层产生约束, 并且增大了各岩层间摩擦力, 与锚杆杆体提供的抗剪力一同阻止岩层间产生相对滑动。对于全长锚固锚杆, 锚杆和锚固剂共同作用, 明显改善了锚杆受力状况, 增加了控制顶板离层和水平错动的能力, 支护效果优于端部锚固锚杆。

2.3 加固拱理论

加固拱理论充分考虑了锚杆支护的整体作用, 在软岩巷道中得到较为广泛的应用。大量的试验表明, 即使在软弱松散破碎的岩层中安装锚杆, 也可以形成一个承载结构。只要锚杆间距足够小, 就能在岩体中产生一个均匀压缩带, 它可以承受破坏区上部破碎岩石的载荷。

3 锚杆支护作用机理分析

3.1 锚杆的早期作用

巷道开掘阶段顶板破坏范围较小, 此时锚杆的作用主要是控制顶板下部岩层的滑动、离层、失稳。锚杆安装越及时, 预紧力越大, 则效果越好。

事实上, 锚杆越粗锚杆预紧力越大, 提供的抗剪力越大, 岩层越不容易发生错动。即使载岩层之间的粘结力丧失, 在水平应力作用下发生压曲, 压曲临界载荷也会得到明显提高。

相反, 如果锚杆没有预紧力, 则只有当岩层产生一定变形时锚杆才有载荷, 显然不能控制在这以前顶板岩层的离层和失稳。预紧力太小也不能起到良好效果。如果锚杆安装不及时, 较大范围内的岩层已产生滑动、失稳、离层, 岩层承载能力丧失很大, 再打锚杆就不会取得良好的锚固效果。

3.2 锚杆的中期作用

掘进影响稳定后至受到采动影响前, 称之为中期阶段。此阶段主要是由于岩石的流变效应, 致使随着时间推移, 岩层强度不断降低, 顶板下沉及锚杆受力逐渐加大, 最后形成一定范围的破坏区。当巷道有煤柱时, 残余支撑压力也影响巷道围岩变形和破坏。

3.3 锚杆的后期作用

当巷道支护时间很长或受到回采影响后, 巷道围岩破坏区会进一步扩大, 围岩变形急剧增加, 锚杆受力增大。会出现三种情况:一是锚固端仍处于稳定岩层中, 只是由于破坏区内的岩层进一步扩容、离层而引起锚杆受力增加, 顶板下沉增大。但只要保证锚杆不被拉断, 巷道仍能保持稳定。二是稳定岩层上移, 锚杆完全处于破坏岩层内。此时, 锚杆的作用发生了较大变化, 但只要锚杆参数选择比较合理, 顶板仍能保持稳定。三是当锚杆参数不合理或次生承载层所受载荷很大时, 承载层内仍会出现较大的扩容、离层, 承载能力下降, 厚度减小。

4 锚索作用机理

与锚杆相比, 锚索具有锚固深度大、锚固力强、可施加较大的预紧力等诸多优点, 是困难巷道工程支护加固不可缺少的重要手段。锚索有不同形式, 如端锚预紧力锚索, 全长锚固预紧力锚索, 以及全长锚固非预紧力锚索等。不同形式的锚索其支护加固机理也有所不同。

4.1 端锚预紧力锚索

一般认为这种锚索主要是悬吊作用。锚索把下部不稳定岩层悬吊于上部稳定的岩层。主要是将锚杆支护形成的次生承载层与围岩的关键承载层相连, 阻止因次生承载层失稳而引起的顶板垮落。同时, 由于锚索可施加较大的预紧力, 可挤紧和严密岩层中的层理、节理裂隙等不连续面, 增加不连续面之间的摩擦力, 从而提高围岩的整体强度。

4.2 全长锚固预紧力锚索

这种锚索不仅具有端部锚固预紧力锚索的各种作用, 而且由于锚索沿全长锚固, 具有类似全长锚固锚杆的作用。索体和锚固剂共同作用, 提高岩体的整体强度和刚度。

5 结语

(1) 巷道围岩变形和破坏的特点在于每个变形阶段都有自己的特征, 煤巷与岩巷相比有许多特色。

(2) 巷道围岩扩容、离层与滑动是锚杆受力的主要原因。巷道围岩变形和破坏的规律在不同阶段具有明显差别。因此, 锚杆支护的作用在巷道不同受力阶段有其特点, 而且是不断变化的。

(3) 锚杆的早期作用主要是阻止破碎岩块掉落并抑制浅部围岩扩容和离层, 减小岩层压曲和弯曲失稳的可能性。锚杆安装越及时, 预紧力越大, 支护效果越好。

(4) 随着时间的推移和受到采动的影响, 巷道围岩的破坏范围会逐渐扩大。当锚杆能伸入稳定岩层中时, 其作用主要表现为:将破坏区岩层与稳定岩层相连, 阻止破坏层垮落。

(5) 锚杆不能伸入稳定岩层时, 其作用主要是在破坏区内形成次生承载层, 阻止上部破坏岩层扩容和离层。同时使围岩深部岩层内的应力分布趋于均匀和内移。

(6) 钢带和钢筋托梁的早期作用主要是防止锚杆间的破碎岩块掉落。随着锚固区岩层扩容、离层的增大, 钢带和钢筋托梁受力逐渐增加, 对锚杆间的围岩施以径向约束, 阻止其产生进一步的扩容和离层, 从而增加次生承载层得厚度和承载能力。

(7) 当次生承载层发生压曲和弯曲失稳后, 钢带和钢筋托梁与倾斜锚杆形成组合支护系统, 防止破坏岩层垮落和发生较大的转动。

(8) 锚索的作用主要是将锚杆支护形成的次生承载层和围岩的关键承载层相连, 阻止因次生承载层失稳而引起的顶部垮落, 同时, 由于锚索可施加较大的预紧力, 可挤紧和严密岩中的层理、节理裂隙等不连续面, 增加不连续面之间的摩擦力, 从而提高为要的整体强度。锚索全长锚固时, 加固效果更为明显。

摘要：本文主要论述了锚杆, 锚索与煤巷围岩之间的相互作用关系, 分析了锚杆支护的作用在巷道不同受力阶段的特点, 从而了解锚杆支护的作用机理, 并对其进行总结。

锚杆支护的论文题目范文第2篇

工程项目位于安徽省绩溪县伏岭镇境内, 距县城29km。电站由上水库、输水系统、地下厂房、地面开关站及下水库等建筑物组成。地下厂房内安装6台单机容量为300MW的混流可逆式水轮发电机组, 总装机容量为1800MW。由我公司承建的地下厂房工程主副厂房全长210m宽24.5m高53.4m, 其中顶部宽度26m;主副厂房根据施工通道和方便施工自上而下分层开挖, 共分七层。Ι、Ⅱ层开挖从通风兼安全洞进入。顶层高度为9.5m, 标高为272.6~263.1。采用中导洞先行, 两侧扩挖跟进的施工方法。

主副厂房顶拱锚杆的施工质量直接关系到整个洞室后期的稳定性, 是整个地下厂房开挖支护施工、保证高边墙稳定的关键。厂房顶拱锚杆孔角度多为向下, 砂浆锚杆支护参数为C25, L=6.0m, 入岩5.88m;C28, L=8.0m, 入岩7.85m。整个厂房顶拱锚杆合计2912根, 按100%比例进行无损检测, 锚杆拉拔按1%比例进行检测。如何确保锚杆砂浆密实度、拉拔力满足规范及设计要求, 施工过程前后的质量控制手段必须到位。

2 项目施工工艺及施工质量控制要点分析

2.1 强制度、严管理措施保证

在厂房顶拱锚杆的高质量标准要求下, 参建四方各级领导高度重视, 从技术准备、工序操作、质量检测、数据分析等方面做到精细化管理。项目部按照国网新源公司标准化工艺施工要求建立、健全锚杆施工质量保证体系, 制定各级施工人员的职责, 编制砂浆锚杆作业指导书并对现场施工班组人员进行施工技术交底。工序控制环节进行质量检查和验收申请制度, 并安排专门的质检人员进行“三检”施工质量控制, 加强过程中对原始资料的收集和整理工作, 定期对锚杆施工质量的状况进行分析和总结, 并持续改进, 以提高锚杆施工的质量水平。

2.2 锚杆施工事前质量控制

施工前召开专题会议进行质量管理规划, 质检部牵手联合工程部、工区成立质量控制小组和样本工程工作小组。

(1) 施工工艺选择确定。砂浆锚杆施工工艺根据插杆与注浆先后的不同, 分为“先插杆后注浆工艺”与“先注浆后插杆工艺”。项目部在实施全面生产施工前根据现场实际情况, 结合大量地下工程顶拱锚杆注浆工艺经验, 对两种注浆工艺进了反复的试验对比, 最终确定使用先注浆后插杆的施工工艺。通过检验和优化锚杆砂浆的施工配合比, 检验锚杆施工机械设备及施工工艺能否满足砂浆锚杆的密实度等指标, 进而为地下厂房开挖支护工程锚杆施工提出针对性的指导措施, 以保证锚杆施工工艺科学合理, 确保施工安全和保证施工质量达到各项设计标准。

(2) 配合比优化设计。项目部采用数据对比分析、标准工艺对比验证、配合比对比试验三种方法逐层分析对比数据, 确认水泥用量对密实度的影响。在生产施工前结合业主质量控制要求, 综合考虑施工成本、砂浆强度等级、施工地质条件、施工工艺等因素, 对M25锚杆砂浆配合比进行了优化调整, 增加M25锚杆砂浆配合比的水泥用量, 适当调整其它技术参数, 满足目标质量要求。

2.3 锚杆施工过程质量控制

(1) 锚杆孔位及钻孔

锚杆孔位置由项目部测量人员按照设计图纸的要求和顶拱围岩情况进行逐孔放样, 并用红色油漆在岩壁上做好标注。经检查钻孔施工的各项准备工作就绪后, 由项目部终检员填写、现场监理签发《准钻证》后开钻。项目部采用三臂凿岩台车造孔, 保证了钻孔的精确度、成孔速度及减少对顶拱围岩的振动。钻孔施工过程中, 指派技术员在现场检查校正钻孔的开孔偏差和孔向偏差。孔深允许偏差为50mm;采用“先注浆后插杆”施工工艺, 施工钻头直径比锚杆直径大15mm以上。

(2) 杆体制作

为保证下料顺直, 不得对杆体进行焊接, 表面不能有锈污、油污等杂质。项目部与业主积极协商专门定制6m、8m长度锚杆, 对进场每批次的锚杆外观质量、力学性能进行检测, 合格后方投入现场使用。为保证锚杆钢筋在钻孔中心, 对杆长大于6 m含 (6 m) 的锚杆, 每隔3 m焊接一支点, 每个支点焊接3根φ6 mm短钢筋且均匀分布。

(3) 注浆施工准备

(1) 锚杆孔钻完后, 用高压风或水对所有钻孔进行冲洗, 使孔内无积水和岩粉。如果不需要立即进行插杆施工, 孔口应加盖或堵塞予以适当保护, 并在锚杆安装前对钻孔进行复检。

(2) 注浆施工前, 所有原材料进行抽样检测, 以保证原料质量。人工砂过2.5mm的筛网处理, 保证砂粒细腻无杂质。水泥采取隔空堆放措施, 保持干燥。装砂、盛水的桶及称量台秤等工具到位;配合比标识牌内容清晰、悬挂到位;注浆管做好孔深标识。注浆机使用前要进行性能调试, 检查注浆管路是否通畅, 对于注浆压力不够的, 杜绝施工。

(3) 砂浆拌制应根据试验室更新的配合比数据现场定称, 按照砂、水泥、水的投料顺序, 严禁直接向拌浆机里随意投料、加水。砂浆拌制时间一般不少于90s, 通过搅拌机反复搅拌均匀, 无成团现象为止。拌制稠度通过砂浆稠度仪及时检测, 控制在9~12cm;亦可以目测达到糊状后砂浆放在手中悬空有一定的粘性, 不自由滴落为最佳稠度状态。由于人工砂含水率变化较大, 现场可以根据拌制稠度情况对水及水泥用量进行微调。砂浆拌合均匀, 随拌随用, 不但可以保证砂浆的稠度、质量, 还能避免造成资源浪费。

(4) 锚杆安装质量控制

施工前项目部技术人员、施工作业班组集中进行了多次工艺培训和技术交底, 并在施工现场进行讲解和演示, 把技术要求落实到每个作业人员。通过重点阐述《质量管理工作实施细则》、《砂浆锚杆施工作业指导书》、《砂浆锚杆标准化施工工艺作业指导书》, 增强学习效果, 提高质量意识。

锚杆安装前要按设计外露的要求用红漆在杆体上做好标记, 严格控制好插入的深度和外露的长度。采用“先注浆后插杆”时, 注浆管 (一般为硬质塑料管) 应插入孔底, 退出5~10 cm再注浆, 注浆管必须借助浆压慢慢退出, 严禁人为拔管。锚杆插送过程要缓慢匀速、适当旋转, 避免敲击安插, 并且孔口要有浆液溢出。注完一根, 要及时封堵, 避免浆液流出影响锚杆密实度, 顶拱部位的锚杆必要时在孔口塞上木楔以防坠落。注浆过程技术员应全程旁站指导, 加强质量巡查, 施工过程中出现的异常情况耐心地进行反复处理, 直到满足质量要求为止。

2.4 锚杆施工事后质量控制

(1) 成品保护及控制措施。

锚杆注浆后72小时内或砂浆强度未达到10MPa前, 周围100米范围内严禁爆破作业;100米以外、200米以内一次最大起爆药量必须控制在24kg以内。为增强不同锚杆在洞内环境的辨识度, 6m长和8m长的锚杆尾部采用不同的反光贴片, 既美观又利于检测。

(2) 检测试验

(1) 砂浆强度检测:由试验室在监理见证下在现场进行砂浆取样留置检测。

(2) 无损检测:锚杆施工完成3天后, 按单元工程填写《绩溪抽水蓄能电站工程锚杆无损检测工作表》, 并向监理报验, 并提前做好相关配合工作。砂浆达到28天抗压强度, 由监理随机抽样进行抗拔力检测。

(3) 锚杆施工工艺总结改进

单元锚杆施工结束, 及时对施工工艺进行总结改进。对无损检测结果进行分析, 结合所检测锚杆现场位置对锚杆存在缺陷的部位进行分析, 判断引起缺陷的原因, 以便在下一步的施工中持续改进。严格执行砂浆锚杆施工工艺标准化考核办法, 加大奖惩力度, 提升质量管控能力。

3 结束语

安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房拱顶砂浆锚杆的施工受项目地质围岩状况及施工技术条件限制, 质量控制比较困难。项目技术人员从成孔技术、砂浆配合比设计、砂浆拌和稠度控制、注浆机选型、注浆压力参数控制、注浆工艺、锚杆安插、工艺纪律等多方位研究, 保质保量完成了施工任务。经第三方检测单位100%的比例检测, 合格率达到100%, 顶拱Ⅰ级锚杆达到90%以上, 锚杆质量达到优良标准。高质量的控制措施使厂房第一层 (顶拱) 的围岩稳定性得到保证, 为顺利安全的开挖地下厂房打下了良好的基础。

摘要：安徽绩溪抽水蓄能电站主厂房顶拱跨度26m, 顶拱跨度大, 围岩稳定性较差, 初期喷砼支护较薄。而锚喷支护是主厂房顶拱支护的主要措施, 整个地下厂房顶拱锚杆的锚固质量评定, 关系到整个锚喷支护系统的稳定性。本文根据本项目具体情况, 针对电站地下厂房顶拱砂浆锚杆的成孔技术、砂浆拌制、注浆工艺、插杆工艺、工艺纪律、管理制度等施工质量控制要点进行了总结, 从而保证地下厂房顺利、安全开挖, 争先创优成为样板工程。

关键词：地下厂房,顶拱,砂浆锚杆,质量控制,绩溪抽水蓄能电站

参考文献

[1] 汪明武, 王鹤龄.锚固质量无损检测技术[J];岩石力学与工程学报;2002, 21 (1) :126-129