铁路隧道工程涨壳式预应力中空锚杆监理质量控制分析

张翔健

（中国国家铁路集团有限公司工程质量监督管理局，北京 100844）

0 引言

目前，已有文献中对涨壳式预应力中空锚杆（以下简称“YE 锚杆”）多是从施工工艺、工法改进、受力模型计算、理论分析、试验分析等方面进行研究，为指导和改进工程设计、施工提供参考依据，而缺少对监理如何做好 YE 锚杆质量控制的分析论述。本文从监理工作角度系统性阐述在 YE 锚杆施工质量控制中监理巡视、检查、验收及影像资料留存的重点工作及注意事项。

1 施工图审阅与核对

在施工前监理应对 YE 锚杆设计图纸进行审阅、核对，如发现图纸中技术指标不明确、有遗漏或存在不符合规范要求等问题应及时向建设单位报告。

1.1 规格型号

核对标记样式是否符合图 1 所示。

图1 涨壳式预应力中空锚杆标记规定

审阅施工图纸中采用的锚杆型号及设计长度、安装角度、中空杆体材质等技术要求是否齐全。核对垫板材质，可采用热轧钢板或铸钢，不得采用铸铁，施工图纸未标明垫板牌号的，可采用 45 号或 Q335 号材质。垫板几何尺寸是否符合规范要求。

核对中空杆体的屈服力、断后伸长率、极限拉力等力学性能指标。如未注明，应说明依据的规范名称及标准号，且应为现行有效版本。

1.2 锚杆布置

审阅锚杆布置形式，锚杆间距应≤锚杆长度的1/2。对于 Ⅳ、V 级围岩中的锚杆间距宜为 0.50～1.00 m，并不得大于 1.25m［1］。对洞室开挖尺寸较大、特殊结构部位、围岩较差地段、不良地质段应有加强措施。

1.3 防腐措施

审阅施工图纸是否根据使用年限及地层环境作用等级，注明锚杆采取的防腐措施，H3、H4化学侵蚀环境应按Ⅰ级防腐保护构造设计，H1、H2化学侵蚀环境应按Ⅱ级防腐保护构造设计。

1.4 注浆体强度

核对设计文件中对注浆体抗压强度等级的要求，应不小于 M20［2］。

2 施工方案审查

YE 锚杆一般作为初期支护专项施工方案的重要组成部分，建议重点审查以下内容。

2.1 审查编制依据、适用范围

重点检查编制依据是否齐全、严谨，是否为现行有效文件。施工方案是否明确 YE 锚杆使用部位、适用围岩级别及具体里程范围，并与设计文件一致。

2.2 审查施工安排

检查 YE 锚杆施工顺序及各道工序的衔接是否合理，工作流程应具有针对性，能够指导施工，并符合设计及规范要求。方案中应有工期计划及各区段施工进度安排，明确施工循环作业持续时间。宜对单根锚杆各道工序用时进行分解，根据工艺试验进行优化，缩短作业持续时间。宜采用大型凿岩台车等机械化施工，降低劳动强度，提高作业效率。

2.3 审查施工工艺及技术要求

检查施工方案中各类材料的力学性能、物理指标、布置形式、钻孔参数、注浆参数、锚固预应力等各项技术参数是否符合设计及规范要求。

1）钻孔。检查钻孔孔径与锚杆型号是否匹配，保证杆体注浆浆体保护层厚度≥10 mm，并符合设计要求。钻孔深度、间距与设计要求一致。

2）注浆。核对施工方案中注浆材料及注浆压力控制值是否和工艺试验结论一致，并符合设计要求，如采用水泥砂浆，砂直径应≤2 mm。

2.4 检查施工方法及质量控制标准

1）钻孔。应有孔位测量定位、标识技术措施，以保证孔位准确。检查是否有清孔措施，以保证孔道畅通，便于锚杆安装。

2）锚杆安装。检查方案采用的涨壳锚固头形式，以及确定涨壳锚固头涨开的判定方式，并应有涨壳无法涨开或中途卡住无法插入孔底的处理措施。涨壳锚固头的锚固力应大于等于中空杆体设计预张拉力值的 1.4 倍［3］。施工作业平台宜选用机械化施工，尽量降低单根锚杆安装施工作业持续时间。锚杆的规格、长度、安装数量应符合设计要求。

3）附件安装。检查保证垫板与基面密贴的技术措施是否合理，是否有保证杆体孔道位置居中措施。

4）预应力张拉。检查预张拉值是否符合设计要求，同时符合规范要求，应有检验校核预应力施加值措施。检查超张拉力控制值，确保不大于预张拉值的 1.2 倍。

5）注浆。施工方案针对锚杆安装不同位置应采用不同的注浆工艺。锚杆安装在拱部时（向上安装），应采用注浆管注浆，中空杆体作为排气管方式注浆；锚杆平行或向下安装采用中空杆体注浆，排气管排气方式。方案中应明确注浆设备型号及施工工艺，标明注浆压力及水灰比，注浆体抗压强度符合设计要求并不小于 M20。

2.5 审查施工质量验收

检查方案中质量验收项目、质量检验、验收标准及验收程序是否符合规范要求，宜包含原材料及产品质量、钻孔质量、锚杆安装质量、预应力张拉质量、注浆及锚固质量检验以及相应的验收试验检验等内容。

3 锚杆原材料进场质量控制

3.1 检查产品质量证明文件

监理工程师应审查质量证明文件原件，确保真实有效、符合要求，重点检查以下内容。

1）是否加盖生产企业质量检验章并应有出厂质量证明结论，项目填写齐全。锚杆中空杆体交货状态应为热轧、正火热处理或正火加回火热处理，其它状态则不允许使用。

2）核对产品材质、规格、牌号、化学成分、力学性能、物理指标、材料防腐是否符合设计及规范要求。检查锚杆连接套筒设计抗拉力是否与杆体力学性能匹配。核对进货数量是否超出质量证明文件代表数量。

3）材料进场日期与质量证明文件生产日期是否符合时间逻辑。合格证应记录生产厂家、批号、规格、数量、制造日期等信息。生产、检验及交货标准应依据合同约定及规范要求。

3.2 检查进场检验试验报告

检查进场材料力学性能、物理指标抽样检测试验报告。

1）检测机构应有相应的试验资质。

2）试验报告代表材料数量、规格、生产批号是否与材料质量证明文件一致。

3）核查检验项目是否齐全，应包含外形尺寸、锚杆体长度、力学性能、承载能力、表面质量、质量等，检测结果及判定结论应明确且符合规范要求［4］。

4）复核检验数量是否满足要求，同一批号、同一规格不超过 10 000 套为一个检验批，力学性能、承载能力每批次抽检 2 套；外形尺寸、锚杆体长度、表面质量、质量按 2 % 抽查。

3.3 检查产品外观、抽查外形尺寸

材料进场后，监理工程师应首先对材料表面质量进行检查，尺量相关物理指标，重点检查以下内容。

1）中空杆体、垫板的表面不应有开裂、明显弯曲、折痕、分层、结疤和严重锈蚀等质量缺陷，并应清除油污等污染。锚杆体端部剪切应正直，不能出现曲面或斜面等。

2）检查锚杆杆体生产标志，厂家、批号、锚杆标记、使用项目等信息是否齐全一致。

3）对中空杆体、垫板、螺母、垫圈等进行外形尺寸抽查量测，检查锚杆直径、壁厚，垫板尺寸、厚度，螺母几何尺寸等是否符合设计及规范要求，中空杆体内径应≥14 mm。

4）材料存放地是否干燥洁净，不得露天存放。材料防腐是否符合设计及规范要求。

4 施工过程质量控制重点

监理工程师应采用多种监理工作手段，加强 YE锚杆施工过程的质量控制，严格把控工序质量的验收，加强巡视检查，以督促施工单位按照批准的施工方案组织施工为基础，做好施工记录及隐蔽工程影像资料留存工作。

4.1 钻孔

1）测量定位。检查、核对孔位测量放样位置，查看孔位标记，间距、数量是否符合设计要求。

2）钻孔。检查钻孔施工记录是否齐全、完整，表格样式应符合技术规范要求。检查钻头型号，应与孔径相匹配，使用十字钻头或球齿钻头，不得使用一字钻头，尺量钻杆长度，复核钻杆标记位置是否满足孔深要求。钻孔位置偏差控制在 ±100 mm 允许范围；孔口距允许偏差为 ±150 mm；孔径偏差，设计值＜60mm 时控制±5 mm、设计值＞60 mm 时控制 ±10 mm；孔深不小于设计长度，偏差控制值 +50 mm。

钻孔角度与开挖面垂直，并结合地质岩层条件，适当调整钻孔角度，与岩层层面成大角度方向，以充分发挥锚杆锚固作用。

3）清孔。锚杆安装前，检查施工单位是否按照施工方案中措施进行清孔，保证孔道通畅。重点检查拱腰以下部位向下倾斜或水平钻孔。如遇塌孔，应使用钻杆反复抽插，并使用高压风配合清孔，清孔完成后及时安装锚杆。

4）验孔。检查钻孔施工记录，复核钻孔数量，确保无孔位漏钻。检查施工单位自检合格记录，实测实量孔径（高速铁路隧道不做为验收项目）、孔深、孔口距符合设计及规范要求，每一循环检查设计数量的 10 %，且不少于 3 根。

4.2 锚杆安装

1）督促现场作业人员在钻孔完成后及时安装锚杆，减少裸孔暴露时间。复核锚杆规格、种类、长度是否符合设计要求，每一开挖循环至少检查 3 根，并留存影像资料（高速铁路隧道工程不做要求）。

2）运抵施工现场的锚杆材料，防腐层破损、表面锈蚀、油渍附着、变形等不满足质量要求的，应要求施工单位将不合格材料退场，不得使用。检查锚杆装配情况，注浆、排气通道是否畅通，涨壳头是否能顺利涨开。

3）测量计算杆体插入孔内长度，不应小于设计值的 97 %。锚杆未安装到位中途卡住的，应要求施工单位按照批准的方案进行处理。

4）附件安装。检查杆体就位后外露丝扣长度，确保附件安装完成后外露螺母长度，并保证外露长度小于杆体直径，防止外露过长影响无纺布、防水板铺设施工。观察垫板与基面密贴质量控制情况，督促施工单位按方案落实保证措施。注浆或排气管长度、外露长度应符合施工方案，检查排气管直径应大于 6 mm，注浆管直径大于 12 mm，核对是否下倾孔安装排气管，仰斜孔安装注浆管。检查仰斜孔是否按照方案在孔口安装止浆器（塞）。

5）计数检查验收锚杆安装数量，逐孔检查，确保不漏孔。验收过程应留存隐蔽工程影像资料。

6）锚杆安装完成至注浆浆体固化前，应警示作业人员严禁机械触碰或人为晃动杆体。

4.3 预应力张拉

1）复查垫板与基面是否密贴，如不符合要求应督促施工单位按照施工方案中措施或采用早强砂浆进行处理。

2）检查施加预应力用力矩扳手功率及扭矩值是否符合方案并满足预张拉值达到设计要求。核对检验校核用力矩扳手是否率定合格并完成进场验收。因施工过程中扭力扳手损坏率较高，建议督促施工单位每周进行一次率定，以保证张拉精度值。

3）检查是否按照方案采取措施，以保证锚杆轴向受力。张拉力施加及稳压应严格按批准的施工方案实施，检查张拉锁定荷载是否达到设计预张拉值，偏差应控制在 ±10 %。

4.4 注浆

1）检查现场是否配备称量器具，宜配置标准容量量具，减少称量时间，便于快速按配合比完成水泥浆液的调配。检查注浆参数是否符合要求，注浆参数应按照设计要求并通过试验确定，建议注浆水灰比在0.32～0.38 之间为宜、注浆压力不宜大于 0.5 MPa［5，6］。注浆设备宜配有流量计，便于记录注浆量。搅拌水泥浆时，检查并要求施工人员先加水，后加水泥，以保证搅拌均匀。

2）检查施工注浆记录，对注浆压力、每孔注浆量、注浆时间等记录齐全，表格样式应符合技术规范要求。

3）检查注浆方式是否根据下斜孔、仰斜孔按照方案施工。采用中空锚杆注浆时，注浆管宜采用与锚杆杆体螺纹配套的快速连接接头，采用注浆管注浆时，宜在注浆管设置快速连接接头，可以有效减少注浆时间。以浆液由排气管或中空杆体持续溢出判定注浆完成，督促施工人员及时封堵，避免浆液外流。

4）提示技术人员及施工作业人员在注浆体强度达到设计强度的 70 % 前，不得敲击、碰撞或拉拔锚杆，以保证中空杆体与浆体锚固效果及保护层厚度，防止被腐蚀破坏。

5 结语

在日常监督检查中，监理企业会因锚杆安装长度、数量不足、注浆不饱满、隐蔽工程影像资料未按规定留存等问题被认定不良行为，影响信用评价。总监应组织现场监理人员熟悉掌握国家及行业标准对涨壳式预应力中空锚杆质量控制的技术要求，从施工图审阅核对、施工方案审查、原材料质量控制、施工过程质量控制及验收等方面，严格履行监理质量控制职责，形成质量控制记录，避免因履职不到位受到处罚。Q