锚杆培训课件 - 锚杆的类型、选型与使用、检测及更换

锚杆培训课件锚杆支护技术是现代岩土工程中重要的支护手段，广泛应用于隧道、矿山、边坡等工程领域本培训课件系统介绍锚杆的类型分类、选型原则、使用方法、质量检测及更换维护技术，旨在提高工程技术人员的专业素养和实际操作能力课件内容涵盖锚杆技术的理论基础、实践应用和发展趋势，结合丰富的工程案例，为学员提供全面系统的锚杆技术培训通过学习，学员将掌握锚杆支护的核心技术要点，具备独立进行锚杆工程设计、施工和管理的能力培训目标1掌握锚杆分类体系2熟悉选型设计原则全面了解锚杆按锚固方式、材料类型、使用年限等不同分学习锚杆选型的基本原则，能够根据不同工程地质条件和类标准，掌握各类锚杆的技术特点和适用范围技术要求，合理选择锚杆类型和设计参数3掌握施工检测技术4提升工程实践能力熟练掌握锚杆安装工艺流程、质量检测方法和更换维护技通过案例分析和实践操作，提高解决实际工程问题的能术，确保锚杆支护工程的质量和安全力，培养专业的工程判断和决策能力锚杆概述应用领域工作原理支护效果锚杆支护技术广泛应用于地下洞室、隧锚杆通过钻孔安装到岩土体中，利用水锚杆支护能够有效改善岩土体的力学性道工程和高边坡治理等领域在煤矿巷泥砂浆、化学锚固剂或树脂等粘结材能，提高围岩稳定性，控制变形发展，道支护、地铁隧道建设、水利水电工程料，或采用机械方式实现锚固，形成复起到加固与稳定的双重作用，是现代支等项目中发挥重要作用合承载体系护技术的重要组成部分课程内容安排第一部分1锚杆分类体系详解（第1-20页），包括按锚固方式、材料类型、使用年限等多维度分类标准2第二部分锚杆选型与使用技术（第21-30页），涵盖选型原则、适用第三部分3场景和设计参数确定方法锚杆安装工艺流程（第31-38页），详细介绍钻孔、安装、注浆和张拉等关键工序4第四部分锚杆质量检测技术（第39-44页），包括检测方法、设备选第五部分5择和标准评价体系锚杆更换与维护管理（第45-50页），涵盖失效分析、更换技术和管理系统建设第一部分锚杆分类按锚固方式按材料分类按使用年限机械式锚固、黏木锚杆、钢筋锚临时性锚杆（使结锚固、摩擦型杆、钢绞线锚用期小于2年）锚固和组合式锚杆、玻璃纤维锚和永久性锚杆固等不同锚固机杆和复合材料锚（使用期大于2理的锚杆类型杆等不同材质的年）的分类标准锚杆按功能特点根据锚杆的结构特点和支护原理，划分为全长锚固、集中锚固和端头锚固等类型按锚固方式分类机械式锚固型锚杆通过机械装置实现锚固，如楔形锚杆、胀管锚杆等特点是安装速度快，锚固力可控，但对孔径要求较高，适用于硬岩地层黏结锚固型锚杆利用粘结材料将锚杆与孔壁粘结，如砂浆锚杆、树脂锚杆等具有整体性好、承载能力强的特点，适用范围广泛摩擦型锚杆依靠锚杆与孔壁间的摩擦力提供锚固力，如缝管锚杆、水胀锚杆等安装简便，立即生效，适用于软岩或煤层巷道组合式锚杆综合采用多种锚固方式，结合机械锚固和粘结锚固的优点，提供更可靠的支护效果，适用于复杂地质条件按支护原理分类全长锚固类锚杆1整个锚杆长度都与围岩粘结集中锚固类锚杆2锚固段集中在锚杆的某一段端头锚固类锚杆3主要在锚杆端部实现锚固不同支护原理的锚杆适用于不同的地质条件和工程要求全长锚固类锚杆整体性最好，抗拉性能优异，但施工相对复杂集中锚固类锚杆在特定部位形成强锚固点，适用于分层岩体端头锚固类锚杆施工简便，成本较低，但锚固力相对有限，主要用于临时支护或载荷要求不高的场合按材料分类复合材料锚杆1新型高性能材料，耐腐蚀性强玻璃纤维锚杆2质量轻，绝缘性好，适用特殊环境钢绞线锚杆3高强度钢材，承载能力强钢筋锚杆4常用材料，性价比高木锚杆5传统材料，环保可降解锚杆材料的选择直接影响支护效果和使用寿命钢筋锚杆是目前应用最广泛的类型，具有良好的力学性能和经济性钢绞线锚杆承载能力更强，适用于大跨度和高应力环境玻璃纤维和复合材料锚杆虽然成本较高，但在特殊环境下具有不可替代的优势按使用年限分类临时性锚杆设计要求1使用期限小于2年，主要用于施工期间安全系数相对较低，防腐要求不高，成2的临时支护本控制为主质量标准永久性锚杆43高安全系数，严格防腐处理，全寿命周使用期限大于2年，要求长期稳定的支期管理护效果使用年限分类主要考虑工程的服务期限和安全要求临时性锚杆注重施工便利性和经济性，而永久性锚杆则要求更高的可靠性和耐久性两者在材料选择、防腐处理、质量控制等方面都有不同的标准和要求全长粘结锚杆结构特点锚杆孔全长填充粘结材料，形成连续的复合承载体杆体与围岩通过粘结材料形成整体，具有优异的整体性和抗拉性能技术优势承载能力强，变形协调性好，能够有效传递和分散载荷粘结材料充填密实，可提高围岩的整体稳定性，防止局部破坏扩展适用场景广泛应用于煤矿巷道支护、隧道围岩支护和边坡加固工程特别适用于围岩相对完整、对变形控制要求较高的工程环境工程实例某大型煤矿采用全长粘结锚杆支护，有效控制了巷道变形，提高了支护效果经过3年使用，锚杆系统运行稳定，围岩变形量控制在设计范围内预应力锚杆工程应用主动支护效应预应力施加广泛应用于高边坡治理、大跨度隧道支护和深预应力锚杆属于主动支护系统，能够在围岩发基坑支护工程在软弱围岩或高应力环境下，通过专用张拉设备对锚杆施加预定的拉力，使生大变形之前就开始工作通过预应力的作预应力锚杆的支护效果尤为显著，是现代岩土锚杆在工作前就处于受拉状态预应力的大小用，可以有效控制围岩的初期变形，提高围岩工程的重要支护手段根据设计要求和地质条件确定，通常为锚杆极的自承能力，形成有效的支护圈限承载力的60-80%预应力的施加能够主动改善围岩应力状态，提前发挥支护作用摩擦型锚杆工作机理快速安装12摩擦型锚杆主要依靠锚杆体与孔壁之间安装工艺简单，无需等待粘结材料固的摩擦力提供锚固力化，立即产生支护效果典型应用适用条件43煤矿井下抢险支护、临时巷道支护和应特别适用于软岩巷道和需要快速支护的急加固工程紧急工程摩擦型锚杆的最大优势是安装快速、立即生效，特别适合紧急支护和临时支护场合虽然承载能力相对有限，但在特定条件下具有不可替代的作用随着技术发展，新型摩擦锚杆的承载能力和适用范围不断扩大砂浆锚杆材料特点施工工艺工程实践以水泥砂浆或快硬水泥砂浆为锚固剂，具采用压力注浆或重力注浆方式将砂浆充填广泛应用于一般工程和对强度要求不高的有成本低廉、工艺成熟、施工简便的特到锚杆孔内，通过砂浆与杆体、孔壁的粘场合，如普通隧道支护、边坡防护和建筑点砂浆材料易于获得，配比简单，适合结形成复合承载体施工过程需要控制砂基坑支护在大型基础设施建设中发挥重大规模工程应用浆配比、注浆压力和养护条件要作用，技术相对成熟可靠树脂锚杆90%强度提升相比砂浆锚杆强度提高90%以上分钟5固化时间快速固化，通常5-10分钟达到初始强度100%防水性能完全防水，适用于水下和潮湿环境年50使用寿命在适当条件下可使用50年以上树脂锚杆以不饱和聚酯树脂或环氧树脂为锚固剂，具有强度高、固结快、防水性好的显著优点树脂材料的化学稳定性优异，能够在恶劣环境下保持良好性能在高强度要求、水下工程和长期服役的场合，树脂锚杆是首选的支护方案，虽然成本相对较高，但综合效益显著自钻式锚杆传统锚杆小时自钻锚杆小时缝管式锚杆缝管式锚杆采用沿纵向开缝的薄壁钢管作为杆体，通过将钢管推入小径钻孔，利用钢管的弹性变形对孔壁产生径向压力实现锚固这种锚杆结构简单、成本低廉、安装快速，特别适用于软岩和煤层巷道的支护钢管的开缝设计使其具有良好的适应性，能够在不同孔径条件下保持有效的锚固力花管注浆锚杆1结构设计管壁按一定间距布置注浆小孔，孔径通常为6-8mm，间距200-300mm小孔的数量和分布根据地质条件和注浆要求确定2注浆工艺锚杆安装后，通过管内注浆系统向锚杆孔注入水泥浆或化学浆液注浆压力控制在

0.5-

2.0MPa，确保浆液充分渗透围岩3加固机理浆液通过小孔渗入围岩裂隙，固化后形成加固圈，显著提高围岩的整体强度和稳定性同时实现锚固和注浆加固的双重效果4应用场景主要用于破碎围岩、裂隙发育地层和需要灌浆加固的复杂地质条件在隧道穿越断层带和软弱夹层时效果显著水胀式锚杆结构原理技术特点工程应用采用特制的薄壁钢管加工成异型空腔杆安装快速，锚固力可调，适应性强无广泛应用于软岩巷道、煤层巷道和需要件，管壁具有特殊的波纹或螺旋结构需粘结材料，避免了养护时间，特别适快速支护的工程在煤矿井下抢险救通过高压注水使钢管径向膨胀，与孔壁合紧急支护锚固力大小可通过注水压援、临时支护和动态调整支护方案等场形成紧密接触，依靠摩阻力提供锚固力精确控制，便于根据实际需要调整支合发挥重要作用某煤矿采用水胀锚杆力膨胀压力通常控制在10-15MPa护参数支护松软煤层，有效控制了顶板下沉水泥药卷锚杆材料组成水泥药卷由快硬水泥、促凝剂和填料按一定比例配制，装入塑料管制成药卷规格根据锚杆直径和锚固长度确定安装工艺将药卷推入孔底，然后插入锚杆并旋转搅拌，使药卷破裂与水混合搅拌时间控制在30-60秒，确保混合均匀固化过程水泥浆液在15-30分钟内完成初凝，2-4小时达到设计强度固化时间受温度和湿度影响，需要根据现场条件调整应用优势操作简单，质量稳定，强度适中，成本合理广泛应用于煤矿和中小型隧道工程，是目前应用最普遍的锚杆类型之一锚杆分类总结锚杆类型主要特点适用场景市场占有率砂浆锚杆成本低、工艺一般工程40%成熟树脂锚杆强度高、固化高强度要求25%快摩擦锚杆安装快、立即软岩巷道15%生效预应力锚杆主动支护、效高边坡、隧道12%果显著其他类型特殊功能特殊环境8%各类锚杆技术日趋成熟，应用领域不断扩大新型锚杆材料和工艺不断涌现，智能化锚杆监测系统逐步推广未来发展趋势包括高强度材料应用、智能监测技术集成、环保材料推广和标准化程度提升等方面第二部分锚杆选型与使用选型原则环境适应参数设计基于地质条件、工程不同工程环境对锚杆锚杆长度、间距、倾要求、施工条件和经性能要求差异显著，角等设计参数直接影济性的综合评估确定需要针对性选择锚杆响支护效果，需要科最适宜的锚杆类型类型和技术参数学合理确定经济平衡在保证安全性的前提下，统筹考虑初期投资、施工成本和维护费用的经济平衡锚杆选型的基本原则经济性分析1综合考虑全寿命周期成本施工条件评估2考虑现场施工能力和设备条件工程要求匹配3满足强度、变形和耐久性要求地质条件分析4岩性、强度、裂隙和地下水锚杆选型是一个系统工程，需要综合考虑多种因素地质条件是选型的基础，决定了锚杆的基本类型和规格工程要求确定了锚杆的性能指标，包括承载能力、变形控制和使用寿命施工条件影响锚杆的安装工艺选择，而经济性分析则是最终决策的重要依据只有统筹考虑这些因素，才能实现技术先进、经济合理的锚杆选型方案隧道工程锚杆选型硬岩隧道围岩完整性好，选用砂浆锚杆或树脂锚杆锚杆长度2-3m，间距

1.0-

1.5m重点考虑锚固力和施工便利性，成本控制相对宽松软岩隧道围岩强度低，变形大，选用全长粘结锚杆或预应力锚杆锚杆长度3-5m，间距

0.8-

1.2m注重变形控制和长期稳定性破碎带处理围岩破碎，选用花管注浆锚杆或自钻式锚杆加密布置，间距

0.6-

1.0m重点解决成孔困难和围岩加固问题特殊地质膨胀性围岩、高地应力等特殊条件，选用高强度预应力锚杆或组合式支护根据具体情况定制化设计支护参数矿山工程锚杆选型特殊矿体支护1复杂地质条件的定制化方案采空区治理2高强度预应力锚杆系统边墙支护3侧向应力控制的锚杆配置顶板支护4垂直载荷为主的锚杆选型矿山工程锚杆选型需要特别考虑采动影响和动载荷作用顶板支护以承受垂直载荷为主，通常选用高强度树脂锚杆或预应力锚杆边墙支护主要控制侧向变形，锚杆倾角和布置方式需要优化设计采空区治理需要大承载力锚杆，预应力锚杆是首选方案特殊矿体如急倾斜煤层、软弱夹层等需要定制化的支护方案边坡工程锚杆选型岩质边坡设计要点1围岩强度高，主要控制结构面滑移，选锚杆倾角15-25度，长度穿越潜在滑动2用预应力锚杆或全长粘结锚杆面，预应力值根据稳定性分析确定施工特点土质边坡43分层分段施工，及时施加预应力，配合土体强度低，重点提高整体稳定性，选植被防护形成综合治理体系用长锚杆配合土钉墙或框架梁边坡工程锚杆选型的关键是准确识别滑动模式和确定锚固深度岩质边坡主要防止沿结构面滑动，锚杆必须穿越潜在滑动面并锚固在稳定岩层中土质边坡需要提高土体的整体强度和稳定性，通常采用长锚杆并配合其他加固措施基坑工程锚杆选型15m适用深度深基坑锚杆支护一般适用于15米以内

0.3安全系数地下水丰富区域安全系数不小于

0.310m保护距离临近建筑物时保持10米以上安全距离小时72监测频率施工期间72小时内连续变形监测基坑工程锚杆选型需要重点考虑地下水影响和邻近建筑物保护软土地区应选用抗腐蚀性强的锚杆，如环氧涂层钢筋锚杆或不锈钢锚杆地下水丰富区域需要加强防渗措施，锚杆头部做好密封处理临近重要建筑物时，必须进行变形控制设计，选用预应力锚杆并实施动态调整基坑锚杆通常为临时性支护，在主体结构完成后可以保留或拆除锚杆长度与间距确定长度计算方法锚杆长度包括自由段、锚固段和外露段三部分自由段长度根据潜在滑动面位置确定，锚固段长度按锚固力要求计算，外露段预留

0.5-

1.0米总长度还需考虑施工误差和安全余量间距设计原则锚杆间距根据围岩条件、锚杆承载力和支护载荷确定一般情况下，水平间距

1.0-

2.0米，垂直间距

1.0-

1.5米软弱围岩适当加密，硬岩条件可以适当加大间距布置方式优化锚杆布置可采用矩形、梅花形或不规则布置矩形布置施工简便，梅花形布置受力更均匀复杂地质条件下可采用不规则布置，重点部位加密，一般部位适当放宽工程实例验证某高速公路边坡采用5米长预应力锚杆，间距

1.5×

1.2米，梅花形布置经过3年运行，边坡稳定，变形量控制在设计范围内，锚杆受力均匀，支护效果良好锚杆材料选择抗拉强度MPa屈服强度MPa锚杆配件选择锚板设计锚板是锚杆系统的重要组成部分，主要作用是分散锚杆力到围岩表面常用材料为Q235或Q345钢板，厚度8-20mm方形锚板适用于一般工程，弧形锚板适用于隧道工程，大面积锚板适用于软弱围岩螺母垫片螺母材质应与锚杆匹配，常用45号钢或40Cr钢垫片厚度3-5mm，直径比螺母大10-20mm预应力锚杆需要使用专用锁定螺母，确保预应力不松弛所有配件都应进行防腐处理张拉设备预应力锚杆需要专用张拉设备，包括液压千斤顶、油泵和压力表设备精度要求高，压力控制误差不超过±5%张拉力应根据设计要求精确控制，并做好记录和监测锚杆选型案例分析1某高速隧道项目软弱围岩条件下采用全长粘结锚杆配合钢筋网支护锚杆长度

4.5m，间距

1.2×

1.0m，使用快硬水泥砂浆锚固施工3年来围岩稳定，变形控制良好2大型煤矿巷道松软煤层中采用树脂锚杆支护，配合钢带和金属网锚杆规格φ20×2400mm，树脂药卷锚固，支护效果显著，有效控制了顶板下沉和帮部片帮3城市边坡治理采用预应力锚杆配合混凝土面板防护锚杆长度12-18m，预应力200-300kN，有效穿越潜在滑动面治理后边坡稳定性显著提高，监测数据良好4深基坑支护软土地区深基坑采用多排预应力锚杆支护锚杆长度20-25m，锚固在砂层中，配合地下连续墙形成组合支护体系有效控制了基坑变形，保护了周边建筑第三部分锚杆安装工艺钻孔与清孔精确控制钻孔角度、深度和直径，彻底清除孔内杂物和积水，确保孔壁粗糙度满足锚固要求钻孔质量直接影响锚固效果，是整个工艺的基础环节锚杆制备与安装严格按照设计要求制备锚杆，检查长度、直径和表面质量安装过程中保持锚杆居中，避免与孔壁碰撞损伤不同类型锚杆的安装工艺各有特点，需要严格执行操作规程注浆与锚固选择合适的锚固材料，严格控制配比和注浆压力注浆应连续进行，避免中断造成冷缝锚固材料的性能直接决定锚杆的承载能力和耐久性张拉与锁定预应力锚杆需要在锚固材料达到设计强度后进行张拉张拉力应分级施加，最终锁定在设计值张拉过程中要严密监测，确保张拉力均匀分布钻孔工艺设备选择根据岩土条件选择合适的钻机硬岩采用风动凿岩机或液压钻机，软岩采用螺旋钻机或冲击钻机钻头直径比锚杆直径大5-10mm，确保有足够的注浆空间角度深度控制钻孔角度根据设计要求控制，一般垂直岩面或向上倾斜10-15度钻孔深度应比设计长度多钻50-100mm，补偿清孔损失使用测斜仪检查钻孔偏差，确保精度要求质量标准孔径偏差不超过±2mm，孔深偏差不超过+100mm/-0mm，孔斜不超过2%孔壁应圆滑无明显台阶，无塌孔、缩径等缺陷钻进过程中及时清除岩屑，保持孔内清洁常见问题处理遇到溶洞、裂隙等特殊情况时，应及时调整钻进参数或改变钻孔位置塌孔严重时可下套管保护地下水丰富时应采取止水措施，必要时使用泥浆护壁清孔工艺清孔设备清孔标准12常用压缩空气、高压水或专用清孔器清孔内无松动岩屑、泥浆和积水，孔底沉孔，压缩空气压力不小于

0.6MPa渣厚度不超过10mm注意事项效果检验43清孔后应立即安装锚杆，避免二次污目视检查孔内清洁度，用探棒检查孔底染；有地下水时边清孔边排水沉渣厚度，合格后方可安装锚杆清孔质量直接影响锚固效果，必须严格执行清孔标准对于重要工程，可采用孔内摄像等手段检查清孔质量清孔完成后到锚杆安装的间隔时间应尽量缩短，特别是在有地下水的条件下，防止孔壁坍塌和沉渣重新聚集清孔过程中发现孔壁不稳定时，应及时采取护壁措施锚杆制备加工工艺防腐处理质量检验储存运输锚杆钢筋应采用冷拔或热轧根据使用环境选择防腐方每批锚杆应进行力学性能试锚杆应存放在干燥通风的库工艺生产，表面应清洁无锈案一般环境采用镀锌处验，包括抗拉强度、屈服强房内，避免与有害物质接蚀螺纹加工应符合标准要理，腐蚀性环境采用环氧涂度和延伸率外观检查应无触运输过程中应防止碰撞求，螺距均匀、牙形完整层或不锈钢材料防腐层厚裂纹、折叠、结疤等缺陷和弯曲变形现场临时存放长度允许偏差为±50mm，度应均匀，附着力强，无气几何尺寸检查包括长度、直应垫高离地，覆盖防雨布，弯曲度不超过杆长的

0.5%泡、裂纹等缺陷径、螺纹精度等项目标识清楚锚杆安装砂浆锚杆安装先注入砂浆至孔深的1/3，然后插入锚杆并旋转，继续注浆至满孔砂浆稠度控制在2-4cm，注浆压力

0.2-

0.4MPa树脂锚杆安装将树脂药卷推入孔底，插入锚杆并高速旋转30-60秒，搅拌均匀后静置固化旋转速度300-400rpm，搅拌时间严格控制摩擦锚杆安装采用专用安装器将锚杆推入孔内，依靠杆体变形与孔壁形成摩擦锚固安装力控制在设计值的80-90%，确保充分接触预应力锚杆安装先完成锚固段施工，待锚固材料达到设计强度后进行张拉张拉分3-5级进行，每级持荷5分钟，最终锁定在设计值。