上仰孔锚索灌浆的全面质量控制技术

上仰孔锚索灌浆质量控制是一项较为复杂且需考虑全面的系统工程，必须结合锚索其他工序对灌浆可能产生的影响进行分析进而调整施工工艺及参数，通过调整，提高灌浆质量控制的保证率，最终确保灌浆满足质量要求。较常规锚索需进行工艺及参数调整的工序为：钻孔孔深、索体编制、灌浆方法、孔口封闭等。

3.1　灌浆方式方法

自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索采用孔口封闭，孔内循环，全孔一次性灌注进行。为了确保灌浆密实度且屏浆时灌浆管路通畅，灌浆采用大循环方式进行，灌浆封闭由加工的孔口封闭器进行。

3.2　钻孔孔深调整

考虑到上仰孔锚索灌浆完成后，水泥浆液结石过程中沉缩后会出现孔底锚固段水泥结石空漏，导致部分锚固段无水泥结石体包裹，影响张拉锚固出力。钻孔终孔时将技术要求的“终孔孔深大于设计孔深40cm”调整为“终孔孔深大于设计孔深80 cm”，调整终孔孔深后，在索体长度不变的情况下，进一步提高了孔内锚固体系上方孔段空余长度，进而提高了水泥浆液可沉缩高度范围，提高了锚固体系被水泥结石包裹的保证率，杜绝锚索锚固体系张拉时水泥结石空漏现象的出现。

3.3　锚索索体编制结构调整

为了提高上仰孔锚索灌浆质量，锚索体编制时对导向帽长度及排气管布置形式进行强化调整，主要调整如下：

（1）将索体中的回浆管路（也为排气管）由原来的两根增加至三根，第一根回浆管管口距孔口10 m，第二根回浆管管口距孔口20m，第三根回浆管管口处在索体导向帽中，距孔口距离为设计钻孔深度+0.8m。灌浆采用孔口预埋管进浆，索体编制中的三根回浆管分期回浆，当出现灌浆管路堵塞时，第一、二根回浆管都可以重新当作进浆管进行灌浆，第三根回浆管回浆排气，可以避免灌浆时因灌浆异常等问题导致灌浆施工无法完成，造成锚索报废。

（2）将原有索体前端导向帽长度由0.25cm调整加长至0.6m。由于上仰孔锚索灌浆采用孔口封闭、孔口送浆、孔底返浆的方式进行，索体内的孔底返浆管管口末端处在导向帽的最前端，导向帽的加长可以使灌浆时孔底浆液液面与索体最前端承压板间距离增大，提高了索体锚固体系在浆液结石体中的上端保护层厚度，为后期锚索张拉提供质量保证。

3.4　孔口封闭方式调整

因上仰孔锚索灌浆时浆液从孔口向孔底上涌且对孔口形成浆柱压力，如孔口封闭方式不密实，灌浆过程中将出现浆液从孔壁周边或从索体钢绞线间缝隙渗漏，影响孔内灌浆压力的形成，造成浆液浪费并无法保证灌浆密实度。常规锚索施工时一般采用的封孔方式为：利用砂浆或锚固剂对索体与孔壁间隙进行封堵，索体钢绞线间缠绕棉纱后紧密捆扎进行密封。上仰孔锚索采用此种方法进行封闭存在弊端为：索体钢绞线间采用缠绕棉纱进行完全封闭难度大，效果难以控制，进行灌浆时，极易出现浆液渗漏；灌浆完成后需对锚墩孔口管内的钢绞线进行二次灌浆充填保护，造成工序增加。

调整后的孔口封闭方式为：采用孔口封闭器对锚索进行封闭灌浆施工。在锚墩钢垫板中心孔四周均匀布置螺孔四个，将加工好的封闭器通过螺孔固定在钢垫板上（封闭器与钢垫板之间用橡胶垫圈进行密封），套管外端设置内外连接镀锌管四根，分别连接孔口灌浆管及三根分期回浆管。钢垫板内侧焊接一定长度的孔口管（孔口管入岩80cm），孔口管将索体套入后插入钻孔孔内，孔口管与钻孔孔壁之间采用环氧砂浆进行封闭，具体布置图见图2。

图2　孔口封闭器组装图(www.xing528.com)

3.5　灌浆方法改善及过程控制

为了保证上仰孔特别是垂直向上孔的锚索灌浆密实度符合要求，灌浆采用“孔口灌浆+孔底返浆+反向压浆”的特别方法进行。灌浆开始由孔口预埋管将浆液送入孔内，浆液从孔口向孔底上涌。当浆液到达一期回浆管时，检查回浆比重，如回浆比重与拌制浆液比重基本一致则将一期回浆管折起封闭；当二期回浆管回浆时按照一期回浆管同样的方法进行处理；当三期回浆管（孔底管）返出浆液比重达到相关要求后，将与三期回浆管连接的主回浆管路上的控制球阀逐渐关闭直至回浆压力达到设计屏浆压力，当屏浆压力达到0.3～0.4 MPa（灌浆全压力），灌浆注入率小于1 L/min时，开始进入屏浆过程；为了浆液在孔内的密实度得到有力保证，屏浆时间由设计要求的30min调整增加至60min。屏浆结束后将孔口预埋管封闭，将主送浆管与三期回浆管连接进行反向向孔内纯压压浆，压浆压力控制为0.5～0.7 MPa，反向压浆时严格检查双层搅拌桶中浆液液面是否下降，如果液面未出现下降，则反向压浆30min后即可结束灌浆；如出现液面下降，则必须继续进行纯压压浆直至孔道不再进浆方可结束。

3.6　灌浆设备调整

锚索灌浆系统主要由高速搅拌机、双层搅拌桶、注浆泵、高压浆管及灌浆自动记录仪等组成。考虑到上仰孔灌浆时浆液自重影响及反向压浆时灌浆压力要求，灌浆施工时将注浆泵由原来的一般压力（1.0 MPa）调整为高压型号（2.0 MPa），通过高压灌浆状态进一步提高孔内浆液密实度，提高灌浆质量。

3.7　灌浆过程质量保证措施

（1）灌浆前必须确保灌浆设备、输送管路的完好性及灌浆用水泥、外加剂的质量检测合格和数量充足；确保施工作业面水、电供应不影响灌浆过程，不出现中断。

（2）灌浆前必须对送浆管路及进、回浆管进行畅通性检查，遇不畅通情况必须及时进行处理直至管道通畅方可进行灌浆作业。

（3）每桶浆液搅拌完成后必须进行浆液比重检查，只有比重合格浆液才允许进行灌注。

（4）灌浆泵输送浆液必须平稳，控制好泵送注浆压力，不得出现“脉动”送浆现象，导致爆管出现灌浆中断；注浆管路平直布置，不得扭曲；管路接头处必须捆绑固定。

（5）孔口封闭器安装必须密闭，进浆管和回浆管安装正确。

（6）灌浆过程中如遇管路堵塞、爆管等其他影响灌浆顺利进行情况时，必须立即进行相应的处理，确保灌浆管路及锚索索体内进回浆管的畅通性。

（7）灌浆过程中严格检查孔口附近区域是否存在漏、冒浆现象，如存在则必须采取有效的办法进行外部封堵（主要方法有棉纱嵌缝后环氧砂浆封堵），若封堵无效的话则采取送入浓浆的方法，利用浓浆将各类裂隙充填后再进行待凝。