[必看]：现行锚喷支护规范中存在的几个问题及浅见

wjkzhjt

现行锚喷支护规范中存在的几个问题及浅见

摘要中国现行的两个锚喷支护方面的规范分别为《锚杆喷射混握土支护技术规范(GB 50086-2001)》和《水电水利工程锚喷支
护施工规范(DL/T 5181-2003)1.这两个规范均是在1985年的原两个规范基础上重新修订而成的.在实际工作中发现，规行的这
两个规范中仍然存在某些明显的问逻，兹以托出.并将浅见表露.
关妞词现行锚喷规范;问胭;浅见
中圈分类号:TV5:TV554.12 文献坛识码: B 文宜抽号1001-2184(2004)01-0054-04

1 全长粘结式砂桨锚杆配合比
1.1 规范要求
为 了 叙 述的方便，笔者在文中分别将两个规范简写为《国规》和《行规》。
《国 规 》 要求:宜采用中细砂，粒径不大于2.5mm。使用前应过筛;砂浆配合比宜为1:1^-1=2(重量比)，水灰比宜为。.38^-0. 45.
《行 规 》 对砂没有作出要求，对砂浆配合比的要求为:水泥:砂二1:(1-2)。水泥:水二1:(0.38-0. 45).

1.2 存在问题及浅见
(1 )初 看 起来，《国规》与《行规》相同。但从规范的严谨性而言，相差很大。因为《国规》对砂和配合比的要求是“宜”，而《行规》的要求没有“宜”，所以技术规范对砂和配合比的要求属于“建议性”的要求，即属于“选择性”的规定，而《行规》则属于“强行性”规定。真是貌似相同，其实相距甚远;

(2 )大 家 知道，全长粘结式锚杆最为关键的问题、也是工程施工中最难解决的问题就是如何确保注浆饱满。为了尽量使注浆饱满，儒要尽量减少砂浆的漏浆(对岩体破碎区域尤其重要)以及收缩.因此，在施工机具能将砂浆注人锚杆孔内的情况下，应当采用尽可能小的水灰比;

(3 )两 个 现行规范对砂浆配合比的要求存在如下明显问题:
① 水 灰 比过大。两个现行规范对配合比的这一要求均是源自1985年的两个施工规范。当时，我国混凝土外加剂技术还很落后，在锚杆施工过程中，没有在砂浆中使用减水剂的习惯，注浆机具也较为简陋。这种配合比正是在这种环境下形成的。采用这种配合比进行实际施工，由于水灰比过大，导致注人孔内的砂浆在岩体破碎区域大量渗漏，同时砂浆本收篇日期2004-01-07身收缩大，造成注浆不饱满;
② 水 灰 比过大，早期强度不高，锚杆不能很快发挥作用。容易造成误导。本来在1985年的两个规范中，配合比均是“建议性”的要求。即使是在这样的情况下，尚且有少数工程技术人员认为，不得采用规范要求范围以外的配合比。在现行的《行规》中，这种配合比的要求变成了“强行性”要求。从规范的角度而言是不允许采用要求范围以外的配合比的。工程实际条件千差万别，当然不能采用这样的“强行性”要求，而应当根据实际情况，经过试验、试用，确定适宜的配合比。
随 着 混 凝土外加剂技术在20世纪90年代的快速发展，配合良好的注浆机，已经完全可以采用很小的水灰比拌制出高质量的砂浆或水泥浆液，并能顺利注人锚杆孔内。例如在我国的二滩工程中，锚杆注浆的早期强度要求高，强度要求为24 h强度为30MPa，采用的配合比为，砂浆配合比(水泥:砂二1:0.3;水:水泥=0. 3);水泥浆液的配合比(水:水泥=0. 25^0. 3).采用这样的配合比，能够比较好地保证注浆的饱满性。在几个工程中，笔者通过多种手段检查得知，砂浆的水灰比大于0.35，水泥浆液的水灰比大于0. 3-0. 33时，锚杆注浆的饱满性就会变差，尤其是在岩体破碎区域，则难以保证注浆饱满。
值 得 注 意的是，一种不正确的观点认为，锚杆注浆应当采用砂浆，而不应采用水泥浆液(《行规》中全长粘结锚杆部分，配合比只提到“砂浆”配合比)，因为水泥浆液收缩性大，而且容易漏浆。实际上，是否容易漏浆不是取决于采用砂浆还是水泥浆液，而是取决于砂浆或者浆液的流变性。收缩性的大小主要由水灰比以及单位用水t决定。几个工程的室内试验、现场注浆破管检查，以及物探检测均证明(例如二滩电站和龙滩电站):良好配合比的砂浆或者良好配合比的水泥浆液，均能确保注浆饱满，但是采用水泥浆液配合比，更利于施工现场进行质量控制和过程检测，也更容易施工，而不易发生堵管情况。再者，从工程重要性比较，锚索的锚固端对注浆的要求应当 比锚杆要求高，锚索一般均是采用水泥浆液进行注浆，锚杆当然也可以采用水泥浆液代替砂浆进行注浆了。

2 无粘结锚索灌浆施工
2.1 规范要求
《行 规 》要 求 ，无粘结预应力锚索宜在锚固段长度和自由段长度内采取同步灌浆。
2.2 存在问题及浅见
不 仅 是 《 行 规》，国内相关规范对无粘结锚索的灌浆均要求采取同步一次性灌浆方式进行注浆。《行规》采用“宜”字，一些规范甚至没有“宜”字。总之，均要求或者推荐采用同步方式进行注浆。
众 所 周 知，预应力锚索依靠锚固端对锚索的锚固，通过对锚索施以预应力，从而发挥锚索对岩体的锚固作用。所以，锚索是否正常发挥作用取决于锚固端的施工质量。而自由段填充注浆之目的主要是为了保护锚索，防止锈蚀。基于此，国外无粘结锚索的自由段一般是不进行注浆的，这是因为无结粘锚索体本身已经有很好的多层保护外套。中国生产的无粘结锚索生产质量不高，尤其是保护外套质量不高，在施工过程中容易破损，故对自由段进行注浆保护是必要的。
采 用 一 次注浆，存在以下问题:
锚 索 在 未进行张拉时，由于重力作用，加之其它原因，锚索体多呈弯曲状态。对于国产的无粘结锚索，由于一般需要在现场进行编索，安装隔离架和绑扎，使得单根锚索张拉前呈蛇形。如果将内锚段和自由段同步进行注浆，则无法使锚索在张拉过程中伸直，也不能保证锚索与锚拉孔中心在同一直线上。对锚索正常发挥作用产生不利影响。由于 注 浆时锚索未能伸直，导致在张拉过程中锚索保护外套受挤压而破损。
采 用 无 结粘锚索的地方一般岩体很破碎，往往存在裂隙，容易漏浆。如果同步进行注浆，则由于存在漏浆情况使得施工人员不能分辨内锚端注浆质量如何，不能及时采取相应措施以保证工程质量。在 小 湾 工程中使用了较多的无粘结锚索，主要用于地质情况相当不良的区域，例如堆积体区域。工程实践证明，应当采用二次注浆法，即首先进行内锚段注浆，预张拉或者张拉后进行自由段注浆。

3 喷混凝土养护
3.1 规范要求
两 个 规 范在“喷射作业”部分对喷混凝土的养护作 出了明确规定，其中《行规》为:“喷射混凝土养护的 有关规定:1 终凝2h后，应开始喷水养护;养护时 间，一般工程不得少于7d ,重要工程不得少于14d" ,‘国规》基本相同。
3. 2 存在问题及浅见
对 于 喷 混 凝 土的养护问题一直是理论与工程实际 之间存在巨大差距的问题。从理论上说，喷混凝土应 当进行养护，但是在实际施工中，几乎未遵照规范要 求进行“喷水养护”。至少是笔者在参加过的和参观过的众多水电工程施工过程中，没有对喷混凝土进行“真正”的喷水养护。据了解，国外在水电工程施工中，也未对混凝土进行像《行规》要求那样的养护。究其原因基本可归为如下几方面:
(1) 边 坡 喷 混 凝土。在水电工程中，如果对边坡喷馄凝土进行喷水养护，则由于引水困难，实际在野外进行大面积喷水养护不切实际;
(2 )边 坡 开 挖 施工过程中，边坡渗水是造成边坡安全的一大隐患。如果大规模采用喷水养护，喷水少起不到养护作用，喷水多则养护用水沿边坡流淌，给施工造成不便。更为甚者，养护用水流淌到下层边坡渗人边坡内，直接影响到边坡的安全。对 于 地 下工程喷混凝土，往往没有必要进行喷水养护，也不便于喷水养护(例如，对地下洞室顶拱的喷混凝土)。所以，在水电工程实际施工中，《行规》对养护的严格要求是否切合实际，是否必要，值得商榷。

4 质量检查与验收
4. 1 描杆施工质黄
(1 )规 范 要求。
《行 规 》 在“质量检查，，部分，对于非张拉锚杆的质量评定标准显然是以“拉拔试验”的结果作为锚杆施工质量评定的标准。其规定为:“质量合格条件:①同组锚杆的抗拔力平均值符合设计要求;②任意一根锚杆的抗拔力不得低于设计的90%"e《国 规 》 增补了一个要求:“全长粘结型锚杆，应检查砂浆密实度、注浆密实度大于75%方为合格”。(2 )存 在 问题及浅见。
工程 实 践、试验以及理论分析均已经证明，拉拔试验不足以正确评定全长粘结锚杆的施工质t。一般而论，只要C20砂浆将锚杆紧密握裹约50 cm，则足以抵抗拉拔试验。《行规》在条文说明部分也清楚表述到:“全长粘结型锚杆抗拔力的检查不能取代孔内粘结材料密实度的检查。因为只要粘结长度超过40倍杆体直径，其抗拔力一般就能满足要求”。二滩工程中，笔者亲自对锚杆进行了现场对照试验，采用2m长的锚杆，人岩深度约为1. 5 m,注浆后，分别于4 h,8 h,10 h进行拉拔试验。到10 h时，锚杆已经足以抵抗任何拉拔(此时，砂浆强度约为10MPa)，故二滩电站并没有采用拉拔试验评定锚杆施工质量。
非 张 拉 全长相结锚杆主要是通过粘结材料对锚杆的握裹以及其同时对孔壁的粘结，阻止岩体沿锚杆轴线方向位移而发挥作用的，是一种被动发挥作用的锚杆。因此，要充分发挥锚杆的支护作用，粘结材料在孔内就必须具有良好的密实度或称饱满度。
在 工 程 实际中，采用拉拔试验作为评定全长粘结锚杆施工质量的标准至少有如下不足之处:
① 不 能 反映最重要的环节— 注浆密实情况;② 评 定 结果可能起到误导作用。容易造成实际施工质量不好.而质t评定结果很好的情况，如果是岩体较好，则即便注浆很差也能够通过拉拔试验的检测，从而会造成质量评定的误导作用。同时，在现行规范中，拉拔试验的锚杆数量很少，只占总数的约1%，远远不能正确反映真实情况;
③ 某 些 情况下，不能用“拉拔试验”评定质盘。在地质条件差的区域，例如强全风化区域、堆积体区域、土质边坡等，即便注浆密实度很好，但由于孔壁周围不足以提供足够的枯结力，甚至是孔壁本身在拉拔试验过程中造成破坏，使得锚杆不能经受“拉拔试验”。在此种情况下，不能采用“拉拔试验”对锚杆施工质量进行评定;
④ 有 时 不能进行“拉拔试验”。如果锚杆外层界质存在缺陷，则在拉拔试验过程会出现岩体或者土体凹陷现象，导致拉拔试验不能正常进行。此时，不能进行“拉拔试验”，对锚杆施工质量无法进行评定。综 上 所 述，拉拔试验作为评定全长粘结锚杆的施工质t是不恰当的。应当舍去这种方法，采用全新的方法— 注浆饱满度(密实度)检测法。目前的技术已经完全能够准确、快速地进行注浆饱满度检测。笔 者 在 广西龙滩电站从事工程监理时倡导并为业主采纳了的一种检测方法— 物探检测方法。在云南小湾电站，笔者又亲自主持了物探检测锚杆施工质量的试验和工程应用工作。工程实际证明，这是一种很可靠、准确的方法。在小湾工程中，到目前为止，对长度达12 m和以下的锚杆进行大规模的检测，结果表明，其检测结果的精度已经足以满足工程应用要求。例如，在2003年1月~11月之间，小湾工程采用物探方法，对锚杆(包括锚筋桩)共检侧了5 416根，锚杆总体平均长度与设计长度平均值之比值为99.9%，破管检查试验以及破土体检查试验56均表明，物探检测结果与实际情况商度吻合。在小湾电站中，业主已经将物探检侧方法作为锚杆施工质量的最终评定方法。
《国 规 》 增 补 了“全长粘结型锚杆，应检查砂浆密实度注浆密实度大于75%方为合格”。这一要求，比《行规》有所进步，但是仍然规定的过于简单而又笼统，表现出两个规范的编写者所接触的工程、或者所掌握的资料，由于时空所限，已经远远落后于目前的技术水平，所以，两个规范均未能作出较为详细而又符合实际的规定。龙滩电站，尤其是小湾电站的实践表明:锚杆注浆几乎不可能每根均达到75%的饱满度要求(一方面是由于施工水平、地质情况所限;另一方面是由于采用仪器检测时，可能出现较大的偶然误差)。通过大量的检查结果表明:在良好施工条件下认真施工，一般只有80%-85写左右的锚杆能达到75%的饱满度这一要求;饱满度的平均值可以达到约80%-85%;最小值一般为45%-550o.综 上 所 述，物探仪器检测方法对于15m 以下的锚杆，完全可以进行准确的施工质t评定。

4.2 喷泥凝土施工质
(1 )规 范 要求。
《行 规 》 的质i$检查部分明确“主要采用喷大板切割法制备试件。当有特殊要求时，还应采用养生28 d后现场取芯的方法”。在条文说明部分提及“也可以在喷射混凝土达到一定强度后，在工程代表部位钻取芯样”。《国规》在质量检查部分规定了3种方法:①大板喷混凝土以切割法为主;② 可以采用大板喷混凝土钻芯取样法;③ 喷射150 mm 立方体无底试模法。《行规》要求钻芯取样的芯样标准直径为100m m,高度与直径之比为1.0 =

(2 )存 在 问题及浅见。
切 割 法 制备试件比钻芯法费时、困难。切割法的试件为100 mm立方体，受压面较大，将受压面磨平较为费时、因难。美国ACI 506对喷混凝土标准试件的要求为4576 mm、高度152 mm，同时对高度不同的非标准试件抗压强度与标准试件的抗压强度给出了相应的修正系数。将芯样两端切除后，对芯样采用.封面法”，而不是采用“磨平法”制备试件。从而使试件的制作较为容易。采 用 A CI5 06。在实际工作中，常采用高度为76mm的圆柱体试件，也采用4750 mm国柱体的试件，高度与直径之比不得小于1。由于在实际施工过程中，喷混凝土骨料粒径要求不得大于15 mm,实际上达到15 mm粒径的骨料含盘很少，所以采用050mm的圆柱体也是可以的，例如，在二滩工程中，地下工程部分的喷混凝土试件就大量采用了050 mm的圆往体试件。可见，《行规》在“附录E 中，对圆柱体试件直径不得小于76 mm 的规定似乎显得不必要(这一规定估计是参照ACI 506喷混凝土标准试件直径的规定而来的)。另外，如果采用《行规》标准芯样的要求，在现场对结构进行取样时，由于直径过大，导致钻芯困难.而且由于喷混凝土厚度方面的关系(喷混凝土一般厚度为50^-150 mm，多数为100mm左右)，芯样难以制成高度为100 mm 的试件。一般情况下，圆柱体试件高度与直径之比不得小于1.0，故《行规》的标准试件要求实际上很难应用于结构物(结构物钻芯取样又恰恰是检查工程实物质量的重要手段)。综上所述，笔者认为，喷混凝土的抗压强度试件要求以ACI506的标准试件要求更具实用性。
《行 规 》 中“当有特殊要求时，还应采用养生28d后现场取芯的方法”。在条文说明部分的“也可以在喷射混凝土达到一定强度后，在工程代表部位钻取芯样”很重要，它确立了直接在结构物上钻芯取样的规范依据。这是明显比《国规》先进之处。但是，更为重要的一个间题尚未明确— 即结构物钻芯取样与来自大板的试件质量存在明显差异时，如何评定喷混凝土质量。在实际施工中，来自大板的试件质量一般很好，但是结构物钻芯取样所表明的质量情况则往往不好，甚至很差，在千喷法施工过程中尤其如此。目前，在我国众多工程的“合同文件”中，往往简单地引用规范而未对规范不足之处予以补充或者修正，经常会遇到这一问几而又缺乏合同或者规范依据，对保证工程实物质t不利。二 滩 工 程的“合同文件”所采用的方法是:工程师(这里特指监理工程师)认为需要时，承包商应当从结构钻芯取样，检查喷混凝土质t。笔者当时负贵该项工作，所采取的处理措施是:如果“结构芯样”的质童与“大板芯样”的质t存在“明显差异”，则以“结构芯样”的质量作为喷混凝土的质量评定依据。二滩工程结构钻芯取样结果表明:采用先进的喷射设备，进行严格的质量控制，“结构芯样”的质t与“大板芯样”质量相近。如果现场质t控制不良，尤其是采用干喷法施工时，两者质盈相差很大.为 确 保 工程“实物质*_，当两者质t情况明显相异时，应当明确以“结构芯样”的质t作为评定喷混凝土质t的依据。但在规范中未明确之，实为规范的一大缺陷。


作者简介
罗吸(1963-).男，云南罗平人，云南华能翻抢江水电有限公司高级工 程 师 ，学 士 .从事水电建设技术与管理工作‘
张云广〔1969-).男.河南民权人.云南华能拥枪江水电有限公司离级工 程 师 .学 士 ，从事水电技术与曾理工作书
杨谁(1963-),男，四川宜汉人，四川二滩建设咨询有限公司目总经理 兼 总 工 程 师高级工程师.工程硕士，从事水电工粗建设咨询 和 监 理 工 作.