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[摘 要]预应力锚固技术是在预应力混凝土的基础上发展起来的—项施工技术。这种锚固方法就是把长锚索锚入深部稳定的岩体上，然后对锚索施加预应力，预先对岩体或构件施加主动的作用力。
[关键词]锚索支护技术、应用
中图分类号：F407.42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）09-0312-02
一、锚索的结构
预应力锚索一般由内锚固段、自由伸缩段和外锚固段3部分组成。
内锚固段，是锚索锚固在岩体内提供预应力的根基。
自由伸缩段，是联结内外锚固段的构件，起到傳递应力的作用。自由伸缩段可以由高强钢筋、钢绞线或螺纹钢组成。
外锚固段，是锚索露在孔口外的部分，用以张拉和锁定锚索。
二、锚索的类型
依据内锚固方式的不同，锚索可以分为机械锚固和胶结锚固锚索。机械锚固锚索一秀用涨壳式锚固，胶结锚固锚索采用不泥砂浆或其它固结剂锚固。
胶结锚固锚索，根据注浆方式的不同又可分为一次注浆锚索和二次注浆锚索。一次注浆锚索是在安装推送锚索人孔后对内锚固段和自由伸缩段一次注浆完毕，然后再张拉。二次注浆是先对内锚固段注浆，待固结后再对自由伸缩段进行注浆，最后进行张拉。
另外，根据锚索应用场所不同，锚索还可分为对穿锚索和端锚固锚索。
三、锚索的组装
锚索的组装既可在地面也在井下操作，为了组装操作方便，在矿井运输条件合适时，通常在地面组装后运送井下。由于锚索长度较大，无法整体运送时，亦可在井下选择适当巷道组装。
1.锚索选材
选择锚索的主体材料应考虑的主要因素有：使用年限、许可应力、成本、制造、运输、加载和防腐蚀等。可选用钢绞线、废旧钢丝绳和螺纹钢等。由于锚索支护施工较复杂，成本较高，一般用于围岩松软、压力较大、服务年限较长的巷道。考虑井下施工特点，为便于运输和安装，通常选用高强钢绞线。钢绞线的外观不得出现明显裂痕和松丝等缺陷，不得有死弯和严重的锈蚀点。锚索通常由3～5根钢绞线组成，每根钢绞线长度等于锚索孔长度与外锚固段长度之和，外锚固段长度需满足安装锚具、张拉等需要，同时应考虑人工推送施工的要求，一般取0.8m。截割钢绞线时，先用铁丝在截割点两侧各20mm处绑扎，然后割断，防止钢绞线头散开。
2.钢绞线的处理
按所需长度截割钢绞后需进行除锈、防锈处理，可用钢刷和干净棉纱除去浮锈和油泥，特别是内锚固段，一定要清除干净，以免影响钢绞线与固结剂的握裹力。然后在自由伸缩段钢绞线上均匀涂抹防锈油脂或黄油，最后用内径略大于钢绞线的软塑料管套在自由伸缩段的钢绞线外，两端用胶布封口，并每隔1.5～2.0m用铁丝绑紧，防止在安装锚索过程中塑料管和钢绞线之间发生相对滑移。塑料管既能保护防锈油脂不被擦去，防止井下水对它的锈蚀，又能使锚索自由伸缩段不被固结剂或砂浆粘结住，保证自由伸缩段钢绞线能自由伸缩，调整应变，避免锚索因应变集中而破断。
3.内锚固段的组装
内锚固段是锚索提供预应力、承受拉力的根基，内锚固段的组装质量对锚索安装施工及支护作用有关键的影响。
（1）安装止浆环。
采用树脂锚固的锚索要在内锚固段与自由伸缩段的分界处安装止浆环，并用铅丝牢牢绑住。采用水泥砂浆锚固的锚索不用安装止浆环。
（2）设置对中支架。
在内锚固段内每隔0.6m左右放置一个对中支架，既能减小在推送锚索时钢绞线与孔壁的摩擦，又能增大内锚固段钢绞线与锚固剂的握裹效果。
（3）安置导向帽。
在内锚固段顶端把所有钢绞线的头并拢套上导向帽，并用铅丝绑牢在钢绞线上。导向帽能防止内锚固段钢绞线松散，减小推送锚索时的阻力，避免钢绞线头在孔壁不光滑处顶住。
（4）设置注浆管。
采用树脂锚固的锚索，还要设置注浆管，专为注树脂用。注浆管采用φ26mm硬塑料管，穿过止浆环25cm左右，并沿全长每隔1.5m用胶带绑牢在钢绞线上，以免推送锚索时松动。采用水泥砂浆锚固的锚索不需要这样的注浆管。
（5）安装排气管。
向上孔锚索注浆时被挤压的空气须从排气管排出。排气管采用φ5mm硬塑料管。采用树脂锚固的锚索须设置四根排气管，两根穿过止浆环上预钻小孔，达到导向帽位置，另两根达到止浆帽位置即可。排气管要用胶带绑牢在钢绞线上。采用水泥砂浆锚固的向上孔锚索要设置两根排气管，管口达到导向帽位置，也用胶带绑牢。向下孔锚索不要排气管，空气能自动排出。排气管长度以安装好锚索后留在孔外部分有2.0m左右为准，以便在注浆过程中检查排气是否正常，确定注浆是否到位。为了便于井下运输，可把组装完的锚索盘成直径1.5～2.0m的圆圈。
四、锚索的支护安装
组装好的锚索锚固在巷道深部围岩中，并尽快加载，及时给围岩施加一定的压力。
1.钻锚索孔
锚索直径一般较大（80～110mm），需用地质钻机钻孔，如油压红旗-150型钻机。钻孔直径根据锚索的外形最大直径确定。向上的锚索孔孔径要略大于止浆环，既便于推送锚索，又利于止浆。孔深和锚索长度相配合，一般应达到稳定坚硬岩层1.5m，保证内锚固端能产生足够的锚固力。
以三根1×7-φ15mm钢绞线组装成的锚索为例，锚索外形最大直径85mm，采用直径86mm或88mm的钻头，钻孔直径为90～92mm。
为保证顺利推送锚索，钻孔要光滑且保持直线。钻孔完成后，要用压气或压水将孔内岩屑、岩粉清理干净，特别是钻孔深部内锚固段位置，一定要清理干净，以免影响固结效果。
2.推送锚索
钻孔成形并经清理后，应尽快把锚索推送入孔，以免围岩松动变形，破坏钻孔的光滑和连续，给推送锚索带来困难。 人工推送锚索直到终点。推送时注意保护注浆管、排气管与钢绞线的绑结。推送到位后，还要检查排气管是否畅通，如排气管受堵，必须拉出锚索，检查堵气原因，排除障碍后重新推送。
3.注浆
锚索注浆的主要作用是将锚索内锚固段固定在深部稳定的岩层中，为张拉锚索产生预应力提供可靠的锚根；其次，注浆能封闭锚索孔，挤出孔内空气和水，防止锚索锈蚀，增强锚索的耐久性；再次，浆液通过裂隙渗透到岩体内部，固结围岩，起到增强围岩整体性和稳定性的作用。
注浆分一次注浆和二次注浆。当锚索内锚固段和自由伸段都注水泥砂浆时，采用一次注浆。当内锚固段和自由伸缩段采用不同固结剂时要用二次注浆。通常在向下孔且没有特殊的要求（如固结时间）时，采用水泥砂浆作锚固剂，一次完成注浆。在向上孔中，为防止内锚固段被砂浆中多余的渗析水占据空间，降低固结效果，常采用快硬树脂作锚固剂，自由伸缩段用水泥砂浆固结封孔，因此，二次注浆即先注树脂再注水泥砂浆。
（1）向上孔内锚固段注浆。
向上孔采用树脂锚固锚索，采取二次注浆方式，即先注内锚固段树脂，再注自由伸缩段的水泥砂浆。
注树脂采用BMY—1.8型（矿用型）挤压式灰浆泵。在检查排气管畅通后把排气管插入水中，用直径合适的钢管连接注浆管和挤压泵的挤压管，并用粗铁丝牢牢绑紧接头，开泵注浆。
树脂锚固锚索在注完内锚固段的树脂后，观察情况正常，即可开始进行二次注浆，即对自由伸缩段注水泥砂浆。
（2）向上孔自由伸缩段注浆。
向上孔自由伸縮段浆液为水泥砂浆。砂浆采用525号早强型硅酸盐水泥和粒径不大于2mm的中细砂，按照水泥：砂：水=1：1：（0.45～0.50）的比例配制。水泥砂浆必须搅拌均匀，并在注浆过程中不得停止搅拌。采用UBJ-2型灰浆泵注浆。
注浆封口采用布袋套的简易办法，将布袋套从外锚固段钢绞线端头套入，布袋套外端用绳或铁丝绑牢在锚索和孔口注浆管上，内端用铁丝顺直送人孔口内，敞开。注浆后布袋装满砂浆并借助砂浆压力胀开布袋呈砂包状，堵住孔口。
连接好孔口注浆管，铅丝绑紧，检查排气管畅通后开机注浆，直到排气管不再排气或排出稀浆停泵，关闭孔口注浆管上的阀门，拆下胶管与孔口注浆管的接头即可。
（3）向下孔注浆。
向下孔锚索常用水泥浆锚固，用一次注浆方式，不需设置排气管和注浆管，直接把注浆泵的胶管送人孔中，开泵注浆，注满为止。水泥砂浆的配制与向上孔自由伸缩段的砂浆相同。注浆结束后，应对注浆机具及时进行清洗，以便下次注浆使用。
4.锚索的张拉
通过对锚索张拉产生预应力，对围岩具有主动承载的作用，能及早有效地阻止围岩松动位移。
张拉时间由锚固剂性质、预应力大小决定。水泥砂浆锚固锚索应在注浆完成一周以后张拉；树脂锚固锚索的时间要短得多，根据树脂及所掺凝固剂的配比情况而定，一般在几小时后即可张拉。张拉机具根据锚索材料和预定张拉应力而定。STDB0.55×630高压油泵和千斤顶是一种专业张拉机具，一般情况下均可满足张拉要求。
张拉时先找平孔口，安装垫板和锚具，安设好千斤顶，开动油泵，逐根钢筋或钢绞线分级张拉到设计预应力值，退下千斤顶后，锚具的锁片自动锁紧锚索，张拉完毕。
[关键词]锚索支护技术、应用
中图分类号：F407.42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）09-0312-02
一、锚索的结构
预应力锚索一般由内锚固段、自由伸缩段和外锚固段3部分组成。
内锚固段，是锚索锚固在岩体内提供预应力的根基。
自由伸缩段，是联结内外锚固段的构件，起到傳递应力的作用。自由伸缩段可以由高强钢筋、钢绞线或螺纹钢组成。
外锚固段，是锚索露在孔口外的部分，用以张拉和锁定锚索。
二、锚索的类型
依据内锚固方式的不同，锚索可以分为机械锚固和胶结锚固锚索。机械锚固锚索一秀用涨壳式锚固，胶结锚固锚索采用不泥砂浆或其它固结剂锚固。
胶结锚固锚索，根据注浆方式的不同又可分为一次注浆锚索和二次注浆锚索。一次注浆锚索是在安装推送锚索人孔后对内锚固段和自由伸缩段一次注浆完毕，然后再张拉。二次注浆是先对内锚固段注浆，待固结后再对自由伸缩段进行注浆，最后进行张拉。
另外，根据锚索应用场所不同，锚索还可分为对穿锚索和端锚固锚索。
三、锚索的组装
锚索的组装既可在地面也在井下操作，为了组装操作方便，在矿井运输条件合适时，通常在地面组装后运送井下。由于锚索长度较大，无法整体运送时，亦可在井下选择适当巷道组装。
1.锚索选材
选择锚索的主体材料应考虑的主要因素有：使用年限、许可应力、成本、制造、运输、加载和防腐蚀等。可选用钢绞线、废旧钢丝绳和螺纹钢等。由于锚索支护施工较复杂，成本较高，一般用于围岩松软、压力较大、服务年限较长的巷道。考虑井下施工特点，为便于运输和安装，通常选用高强钢绞线。钢绞线的外观不得出现明显裂痕和松丝等缺陷，不得有死弯和严重的锈蚀点。锚索通常由3～5根钢绞线组成，每根钢绞线长度等于锚索孔长度与外锚固段长度之和，外锚固段长度需满足安装锚具、张拉等需要，同时应考虑人工推送施工的要求，一般取0.8m。截割钢绞线时，先用铁丝在截割点两侧各20mm处绑扎，然后割断，防止钢绞线头散开。
2.钢绞线的处理
按所需长度截割钢绞后需进行除锈、防锈处理，可用钢刷和干净棉纱除去浮锈和油泥，特别是内锚固段，一定要清除干净，以免影响钢绞线与固结剂的握裹力。然后在自由伸缩段钢绞线上均匀涂抹防锈油脂或黄油，最后用内径略大于钢绞线的软塑料管套在自由伸缩段的钢绞线外，两端用胶布封口，并每隔1.5～2.0m用铁丝绑紧，防止在安装锚索过程中塑料管和钢绞线之间发生相对滑移。塑料管既能保护防锈油脂不被擦去，防止井下水对它的锈蚀，又能使锚索自由伸缩段不被固结剂或砂浆粘结住，保证自由伸缩段钢绞线能自由伸缩，调整应变，避免锚索因应变集中而破断。
3.内锚固段的组装
内锚固段是锚索提供预应力、承受拉力的根基，内锚固段的组装质量对锚索安装施工及支护作用有关键的影响。
（1）安装止浆环。
采用树脂锚固的锚索要在内锚固段与自由伸缩段的分界处安装止浆环，并用铅丝牢牢绑住。采用水泥砂浆锚固的锚索不用安装止浆环。
（2）设置对中支架。
在内锚固段内每隔0.6m左右放置一个对中支架，既能减小在推送锚索时钢绞线与孔壁的摩擦，又能增大内锚固段钢绞线与锚固剂的握裹效果。
（3）安置导向帽。
在内锚固段顶端把所有钢绞线的头并拢套上导向帽，并用铅丝绑牢在钢绞线上。导向帽能防止内锚固段钢绞线松散，减小推送锚索时的阻力，避免钢绞线头在孔壁不光滑处顶住。
（4）设置注浆管。
采用树脂锚固的锚索，还要设置注浆管，专为注树脂用。注浆管采用φ26mm硬塑料管，穿过止浆环25cm左右，并沿全长每隔1.5m用胶带绑牢在钢绞线上，以免推送锚索时松动。采用水泥砂浆锚固的锚索不需要这样的注浆管。
（5）安装排气管。
向上孔锚索注浆时被挤压的空气须从排气管排出。排气管采用φ5mm硬塑料管。采用树脂锚固的锚索须设置四根排气管，两根穿过止浆环上预钻小孔，达到导向帽位置，另两根达到止浆帽位置即可。排气管要用胶带绑牢在钢绞线上。采用水泥砂浆锚固的向上孔锚索要设置两根排气管，管口达到导向帽位置，也用胶带绑牢。向下孔锚索不要排气管，空气能自动排出。排气管长度以安装好锚索后留在孔外部分有2.0m左右为准，以便在注浆过程中检查排气是否正常，确定注浆是否到位。为了便于井下运输，可把组装完的锚索盘成直径1.5～2.0m的圆圈。
四、锚索的支护安装
组装好的锚索锚固在巷道深部围岩中，并尽快加载，及时给围岩施加一定的压力。
1.钻锚索孔
锚索直径一般较大（80～110mm），需用地质钻机钻孔，如油压红旗-150型钻机。钻孔直径根据锚索的外形最大直径确定。向上的锚索孔孔径要略大于止浆环，既便于推送锚索，又利于止浆。孔深和锚索长度相配合，一般应达到稳定坚硬岩层1.5m，保证内锚固端能产生足够的锚固力。
以三根1×7-φ15mm钢绞线组装成的锚索为例，锚索外形最大直径85mm，采用直径86mm或88mm的钻头，钻孔直径为90～92mm。
为保证顺利推送锚索，钻孔要光滑且保持直线。钻孔完成后，要用压气或压水将孔内岩屑、岩粉清理干净，特别是钻孔深部内锚固段位置，一定要清理干净，以免影响固结效果。
2.推送锚索
钻孔成形并经清理后，应尽快把锚索推送入孔，以免围岩松动变形，破坏钻孔的光滑和连续，给推送锚索带来困难。 人工推送锚索直到终点。推送时注意保护注浆管、排气管与钢绞线的绑结。推送到位后，还要检查排气管是否畅通，如排气管受堵，必须拉出锚索，检查堵气原因，排除障碍后重新推送。
3.注浆
锚索注浆的主要作用是将锚索内锚固段固定在深部稳定的岩层中，为张拉锚索产生预应力提供可靠的锚根；其次，注浆能封闭锚索孔，挤出孔内空气和水，防止锚索锈蚀，增强锚索的耐久性；再次，浆液通过裂隙渗透到岩体内部，固结围岩，起到增强围岩整体性和稳定性的作用。
注浆分一次注浆和二次注浆。当锚索内锚固段和自由伸段都注水泥砂浆时，采用一次注浆。当内锚固段和自由伸缩段采用不同固结剂时要用二次注浆。通常在向下孔且没有特殊的要求（如固结时间）时，采用水泥砂浆作锚固剂，一次完成注浆。在向上孔中，为防止内锚固段被砂浆中多余的渗析水占据空间，降低固结效果，常采用快硬树脂作锚固剂，自由伸缩段用水泥砂浆固结封孔，因此，二次注浆即先注树脂再注水泥砂浆。
（1）向上孔内锚固段注浆。
向上孔采用树脂锚固锚索，采取二次注浆方式，即先注内锚固段树脂，再注自由伸缩段的水泥砂浆。
注树脂采用BMY—1.8型（矿用型）挤压式灰浆泵。在检查排气管畅通后把排气管插入水中，用直径合适的钢管连接注浆管和挤压泵的挤压管，并用粗铁丝牢牢绑紧接头，开泵注浆。
树脂锚固锚索在注完内锚固段的树脂后，观察情况正常，即可开始进行二次注浆，即对自由伸缩段注水泥砂浆。
（2）向上孔自由伸缩段注浆。
向上孔自由伸縮段浆液为水泥砂浆。砂浆采用525号早强型硅酸盐水泥和粒径不大于2mm的中细砂，按照水泥：砂：水=1：1：（0.45～0.50）的比例配制。水泥砂浆必须搅拌均匀，并在注浆过程中不得停止搅拌。采用UBJ-2型灰浆泵注浆。
注浆封口采用布袋套的简易办法，将布袋套从外锚固段钢绞线端头套入，布袋套外端用绳或铁丝绑牢在锚索和孔口注浆管上，内端用铁丝顺直送人孔口内，敞开。注浆后布袋装满砂浆并借助砂浆压力胀开布袋呈砂包状，堵住孔口。
连接好孔口注浆管，铅丝绑紧，检查排气管畅通后开机注浆，直到排气管不再排气或排出稀浆停泵，关闭孔口注浆管上的阀门，拆下胶管与孔口注浆管的接头即可。
（3）向下孔注浆。
向下孔锚索常用水泥浆锚固，用一次注浆方式，不需设置排气管和注浆管，直接把注浆泵的胶管送人孔中，开泵注浆，注满为止。水泥砂浆的配制与向上孔自由伸缩段的砂浆相同。注浆结束后，应对注浆机具及时进行清洗，以便下次注浆使用。
4.锚索的张拉
通过对锚索张拉产生预应力，对围岩具有主动承载的作用，能及早有效地阻止围岩松动位移。
张拉时间由锚固剂性质、预应力大小决定。水泥砂浆锚固锚索应在注浆完成一周以后张拉；树脂锚固锚索的时间要短得多，根据树脂及所掺凝固剂的配比情况而定，一般在几小时后即可张拉。张拉机具根据锚索材料和预定张拉应力而定。STDB0.55×630高压油泵和千斤顶是一种专业张拉机具，一般情况下均可满足张拉要求。
张拉时先找平孔口，安装垫板和锚具，安设好千斤顶，开动油泵，逐根钢筋或钢绞线分级张拉到设计预应力值，退下千斤顶后，锚具的锁片自动锁紧锚索，张拉完毕。