锚杆支护施工工艺与技术探析

锚杆是用金属（主要是钢材）或其他高抗拉性能材料制作的杆状构件，配合使用某些机械装置、胶凝介质，按一定施工工艺，将其锚固于地下洞室围岩的钻孔中，起到加固围岩、承受荷载、阻止围岩变形的目的。

在工程中，按锚杆与围岩的锚固方式，基本上可分为集中锚固和全长锚固两类。

楔缝式锚杆和胀壳式锚杆属于集中锚固，如图6-10（a）、（b）所示，它们是由锚杆端部的楔瓣或胀圈扩开以后所提供的嵌固力而起到锚固作用。

全长锚固的锚杆有砂浆锚杆和树脂锚杆等，如图6-10（c）～（g）所示，它们是由水泥砂浆或树脂在杆体和锚孔间轴提供的摩擦力和黏结力作用实现锚固的。全长锚固的锚杆由于锚固可靠耐久（这在松软岩体中效果尤为显著），工程建设中使用较多，其中由水泥砂浆胶结的螺纹钢筋锚杆施工简便、经济可靠，使用更为普遍。

根据围岩变形与破坏的特性，从发挥锚杆不同作用考虑，锚杆在洞室的布置有局部（随机）锚杆和系统锚杆。

图6-10　锚杆的类型

1—楔块；2—锚杆；3—垫板；4—螺帽；5—锥形螺帽；6—胀圈；7—凸头；8—水泥砂浆或树脂

1.局部（随机）锚杆

主要用来加固危石，防止掉块。锚杆参数按悬吊理论计算。悬吊理论认为不稳定岩体的重量（或滑动力）应全部由锚杆承担，即

式中　n——锚杆根数；

　　　d——锚杆的计算直径，cm；

　　　Rg——锚杆的设计抗拉强度，N/cm2；

　　　γ——危岩密度，kg/m3；

　　　V——危岩的体积，m3；(www.xing528.com)

　　　g——重力加速度，m/s2。

对于洞室侧壁有滑动倾向的危岩，式（6-2）右边项应为危岩的滑动力和抗滑力的代数和。

为了保证危岩的有效锚固，锚杆应锚入稳定岩体，锚入深度应满足

式中　L1——锚杆锚入稳定岩体的深度，cm；

　　　t——砂浆与锚杆的黏结强度，N/cm2；

其余符号意义同前。

因此，加固危岩的锚杆总长度应为

式中　L——锚杆的总长度，cm；

　　　L2——锚杆穿过危岩的长度，cm；

　　　L3——锚杆外露的长度，一般取5～15cm。

2.系统锚杆

系统锚杆一般按梅花形排列，连续锚固在洞壁内。它们将被结构面切割的岩块串联起来，保持与加强岩块的连锁、咬合和嵌固效应，使分割的围岩组成一体，形成一连续加固拱，提高围岩的承载能力。

系统锚杆不一定要锚入稳定岩层。当围岩破碎时，用短而密的系统锚杆，同样可取得较好的锚固效果。

锚杆施工应按施工工艺严格控制各工序的施工质量。水泥砂浆锚杆的施工，可以先压注砂浆后安设锚杆，也可以先安设锚杆后压浆。其施工程序主要包括钻孔、钻孔清洗、压注砂浆和安设锚杆等。