T/CWEC 47-2024 玻璃纤维锚杆支护工程技术规范

ICS93.160
CCSP55
团体标准
T/CWEC47—2024
玻璃纤维锚杆支护工程技术规范
Technicalspecificationforretainingandprotectionengineeringofglassfibrereinforcedpolymeranchor
2024-07-19发布2024-08-19实施
中国水利企业协会发布

目 次
前言………………………………………………………………………………………………………… Ⅴ
1 范围……………………………………………………………………………………………………… 1
2 规范性引用文件………………………………………………………………………………………… 1
3 术语和定义……………………………………………………………………………………………… 1
4 材料与设计……………………………………………………………………………………………… 2
4.1 材料…………………………………………………………………………………………………… 2
4.2 勘察…………………………………………………………………………………………………… 3
4.3 设计…………………………………………………………………………………………………… 3
5 锚杆施工………………………………………………………………………………………………… 4
5.1 施工准备……………………………………………………………………………………………… 4
5.2 钻孔…………………………………………………………………………………………………… 5
5.3 锚杆安装……………………………………………………………………………………………… 5
6 锚杆检测与监测………………………………………………………………………………………… 6
7 质量检验与验收………………………………………………………………………………………… 7
7.1 一般规定……………………………………………………………………………………………… 7
7.2 质量检验……………………………………………………………………………………………… 7
7.3 质量验收……………………………………………………………………………………………… 8
参考文献……………………………………………………………………………………………………… 9
Ⅲ
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前 言
本文件按照GB/T1.1—2020 《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的
规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本文件由中国水利企业协会提出并归口。
本文件主编单位:三峡大学、湖北华夏水利水电股份有限公司。
本文件参编单位:中交一公局集团水利工程有限公司、天长市水电建筑安装工程公司、山东齐鸿
工程建设有限公司、宜昌市东风水利水电工程建设有限公司、湖北楚曜水利水电工程有限公司、湖北
锦天禹建设工程有限公司、宜昌市水利水电勘察设计院有限公司、湖北广沛水电建设工程有限公司。
本文件主要起草人:蔡启龙、朱忠荣、向玉华、晋良海、李新哲、余少华、鲁爱军、汤正清、欧
阳靖、刘春登、李明、陈卢伟、宋一九、苏永安、刘艳梅、蒋浩。
本文件为首次发布。
Ⅴ
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玻璃纤维锚杆支护工程技术规范
1 范围
本文件界定了玻璃纤维锚杆支护工程的术语和定义,规定了玻璃纤维锚杆支护工程的勘察设计、
施工、检验、监测及验收。
本文件适用于各类地下洞室和边坡工程的玻璃纤维锚杆(非柔性全长黏结型)支护技术。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适
用于本文件。
GB50021 岩土工程勘察规范
GB50086 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范
GB50330 建筑边坡工程技术规范
GB50608 纤维增强复合材料工程应用技术标准
JGJ120 建筑基坑支护技术规程
JGJ/T401 锚杆检测与监测技术规程
JG/T406 土木工程用玻璃纤维增强筋
SL223 水利水电建设工程验收规程
SL377 水利水电工程锚喷支护技术规范
SL631 水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准———土石方工程
SL633 水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准———地基处理与基础工程
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
锚杆 anchor
安设于地层中的受拉杆件,一端与外部承载构件连接,另一端锚固在稳定岩(土)体内,将拉力
传递到岩(土)体中。
3.2
玻璃纤维锚杆 glassfibrereinforcedpolymeranchor
连续玻璃纤维或玻璃纤维织物为筋材,聚合物树脂为基材,通过复合工艺制造而成的聚合物树脂
玻璃纤维加筋增强的复合锚杆材料,简称GFRP。
3.3
全长黏结型锚杆 full lengthbondedanchor
锚杆孔全长填充黏结材料的锚杆。
3.4
永久性锚杆 permanentanchor
永久留在构筑物内并能保持其应有功能的锚杆,其设计使用期限超过24个月。
3.5
临时性锚杆 temporaryanchor
对临时性建筑物或永久性建筑物在永久支护实施前为保证施工安全临时施作的锚杆,其设计使用
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期限不超过24个月。
3.6
系统锚杆 ptternrockpeinforcemed
根据岩(土)体整体稳定要求,在整个支护面上,按一定间距、一定规律布置的锚杆。
3.7
随机锚杆 featurerockreinforement
为防止岩(土)体塌落或滑动,在局部支护面上布置的锚杆。
3.8
支护 retainingandprotection
为保证地下洞室和边坡基坑的安全稳定以及周围环境不受损害所采取的工程措施,通过对岩
(土)体进行锚固以形成稳定的结构。
3.9
监控量测 monitoringmeasurment
通过使用各种量测仪器和工具,在地下洞室和边坡基坑周围,对地层的变形和支护结构的变形与
受力进行观察、测量、分析与评价的活动。
3.10
锚杆基本试验 basictestofanchor
为确定锚杆设计参数与施工工艺,在现场进行的锚杆极限抗拔试验,玻璃纤维锚杆的基本试验主
要是现场适应性试验。
3.11
锚杆验收试验 acceptancetestofanchor
为检验工程锚杆质量和性能是否符合规范规定和设计要求的锚杆拉拔试验。
3.12
验收 acceptance
在施工单位自检合格的基础上,由验收责任方组织,工程建设相关单位参加,按照有关验收标准
对锚杆支护工程质量、进度、资金、档案等进行检验、确认的活动。
4 材料与设计
4.1 材料
4.1.1 玻璃纤维锚杆包括光圆、半螺纹、全螺纹等多种型式,杆体有空心与实心两种。锚杆选型应
与灌浆模式相协调,宜优先选择螺纹型锚杆,杆体应质地均匀,无气泡、无毛刺、无裂纹及其他影响
强度的缺陷,螺纹牙型、牙距应整齐无损伤,纤维含量宜为70%~80%,密度为1.9~2.2g/cm3。
4.1.2 玻璃纤维锚杆规格、尺寸、允许偏差等应符合JG/T406 的相关规定,公称直径宜为
16~32mm。
4.1.3 玻璃纤维锚杆力学性能指标应符合GB50608和JG/T406的相关规定,并应满足表1的要
求,抗拉强度标准值保证率应不小于95%。
表1 玻璃纤维锚杆的力学性能
公称直径
d/mm
抗拉强度标准值
fy/MPa
剪切强度
fyv/MPa
极限拉应变
ε/%
弹性模量
Ei/GPa
16≤d≤22 ≥600 ≥110 ≥1.5 ≥40
22<d≤32 ≥550="" ≥1.3<br=""> 2
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4.1.4 胶结材料(如水泥(砂)浆、树脂卷、水泥卷等)应根据设计要求确定,不应对杆体产生不
良影响,不同材料间不能产生不良影响,其与锚杆的黏接强度、凝结时间、收缩率及锚固体的耐久性
等指标应满足设计要求。
4.2 勘察
4.2.1 支护工程设计及施工前应进行工程勘察,查明围岩(岩土)地层、地下水和支护施工所需的
场地等基本情况,提出支护方案措施建议。
4.2.2 支护工程施工过程中应通过施工地质核查核对施工揭示地质情况是否与设计相符,若与设计
不相符应及时提出支护方案修改建议。
4.2.3 若拟建主体工程勘察资料不能满足稳定性评价和支护设计要求,应进行支护专项岩土工程
勘察。
4.2.4 支护工程勘察应符合GB50021、GB50086、SL377、JGJ120的相关规定。
4.3 设计
4.3.1 支护工程设计应综合考虑场地工程地质、水文地质、周边环境、施工便利性、支护布置、支
护强度等因素合理确定支护参数,并应根据施工动态监控量测信息及时调整。
4.3.2 下列情况宜使用玻璃纤维锚杆进行支护:
a)应用于土体或围岩改良锚固性能,需要挖除的临时性锚杆;
b)有防静电防爆及抗电磁干扰要求的场地施工的锚杆;
c)在强酸性及氯离子浓度高的环境中使用的锚杆;
d)在易发生电化学腐蚀的环境中使用的锚杆;
e)有剪断要求的地层加固中使用的锚杆。
4.3.3 锚杆的布置要求如下:
a)系统锚杆可采用梅花形、矩形、方形或菱形布置,其间距不宜大于锚杆长度的1/2,当围岩
条件较差时,锚杆布置间距应适当加密,对于Ⅳ级、Ⅴ级围岩中的锚杆间距宜为0.5~1m,
并不应大于1.25m,方向应垂直设计轮廓线。
b)随机锚杆的布置:
1)随机锚杆应根据不稳定块体的大小、结构面的组合情况,用块体理论的极限平衡法确定
锚杆的数量和锚杆长度。
2)拱腰以上部位的局部锚杆,按承担全部不稳定岩体的下滑力进行设计,可按公式(1)
计算;
n ≥kc
G
ASfy ……………………………………… (1)
式中:
n———锚杆数量;
kc———安全系数,永久性工程kc=1.5~1.8,临时性工程kc=1.2~1.5;
G———锚杆承受的岩土重量,N;
AS ———单根锚杆杆体截面积,mm2;
fy ———锚杆体材料的抗拉强度标准值,MPa。
3)拱腰以下及边端部位的局部锚杆,可按公式(2)确定锚杆数量,并按结构面位置确定锚
杆长度;
n ≥kc(Gt -fGn -CA)
ASfyv …………………………… (2)
3
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式中:
n———锚杆数量;
kc———安全系数,永久性工程kc=1.5~1.8,临时性工程kc=1.2~1.5;
Gt———不稳定块体平行作用于滑动面上的分力,N;
Gn ———不稳定块体垂直作用于滑动面上的分力,N;
f———滑动面上的摩擦系数;
C———滑动面上的黏结强度,MPa;
A ———滑动面的面积,mm2;
AS ———单根锚杆杆体截面积,mm2;
fyv ———锚杆的抗剪强度,MPa。
4)锚杆的方向应按最优锚固角布置。
4.3.4 支护锚杆应根据所处地层环境作用等级进行耐久性设计,锚杆杆体锚固材料层厚度不应小于10mm。
4.3.5 玻璃纤维锚杆应优先选用全长黏结型锚杆,杆体与钻孔壁的胶结材料可选用水泥(砂)浆、
快硬水泥卷或树脂卷,在岩层破碎有水情况下可采用水泥水玻璃双浆液注浆材料,水泥(砂)浆胶结
材料的抗压强度等级不应低于M20。
4.3.6 玻璃纤维锚杆支护结构设计应符合GB50086、GB50330、SL377、JGJ120的相关规定。
5 锚杆施工
5.1 施工准备
5.1.1 玻璃纤维锚杆施工前,应根据支护工程规模、地质条件、工期要求等因素,确定施工机械配
套,编制玻璃纤维锚杆作业指导书。
5.1.2 施工前,应检查原材料主要技术性能是否符合设计要求。
5.1.3 玻璃纤维锚杆施工应优先采用机械化施工,钻孔应根据钻孔直径、孔深和地层情况选用适宜
的钻孔机具,注浆宜采用专用注浆泵,以控制流量和压力。
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图1 先插杆后注浆玻璃纤维锚杆施工工艺流程图
5.1.4 中空玻璃纤维锚杆施工应采用先插杆后注浆工艺,实心玻璃纤维锚杆宜安装外接注浆管后采
用先插杆后注浆工艺,先插杆后注浆玻璃纤维锚杆施工工艺流程见图1。以快硬水泥卷或树脂卷为胶
结材料的玻璃纤维锚杆施工工艺流程见图2、图3。
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图2 快硬水泥卷胶结玻璃纤维
锚杆施工工艺流程图
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图3 树脂卷胶结玻璃纤维
锚杆施工工艺流程图
5.1.5 玻璃纤维锚杆在加工、运输、存放和安装过程中应保持清洁,避免污染、变形及损伤,作业
人员应配戴手套、口罩等防护用品。玻璃纤维锚杆不应直接存放在地面上,应使用无腐蚀性的支撑或
托架,按规格、品种顺直地分开堆放在通风干燥处,避免接触高温、紫外线和腐蚀性化学物质。
5.2 钻孔
5.2.1 钻孔应按设计图所示的位置、孔径、长度和方位进行,不应破坏周边岩土层。
5.2.2 钻孔前应标记出孔位,开孔位置允许偏差不应大于150mm。
5.2.3 钻孔直径应大于锚杆杆体直径,钻孔直径与锚杆杆体直径之差不宜小于20mm。
5.2.4 钻孔深度不宜小于设计孔深,钻孔超深不宜大于100mm。
5.2.5 系统锚杆钻孔方向宜垂直于开挖轮廓面,层状围岩中的锚杆、随机锚杆应根据围岩地质条件
按设计确定倾角钻进,必要时可根据岩土体裂隙发育和安全状况及时调整。
5.2.6 当锚杆长度大于2.5m 时,锚杆钻孔应采用接杆或者短钻杆钻进后再换长钻杆的方式,以保
证正确的钻孔方向。
5.2.7 终孔后应使用压缩空气或压力水进行清孔,钻孔完成后应及时安装锚杆,减少裸孔暴露时间。
5.3 锚杆安装
5.3.1 锚杆安装前,应将孔内积水和岩粉吹洗干净。采用先注浆后插杆工艺时,锚杆孔注满胶结材
料后应及时插入锚杆体。锚杆体插入后,宜在孔口处用锲子固定并封闭孔口,在胶结材料强度达到设
计要求前,不应敲击、碰撞或牵拉锚杆。锚杆插入困难时可利用橡皮锤锤击,不应采用机械顶推或铁
锤、风镐冲击。当锚杆端部带有螺纹时应注意保护杆体端部的螺纹不被损坏。
5.3.2 杆体插入孔内的长度应符合设计要求。
5.3.3 玻璃纤维锚杆水泥(砂)浆注浆施工要求如下:
a)使用能够连续注浆的锚杆注浆机或砂浆泵,出口压力应能达到1.0MPa,输送能力不宜小于
0.7m3/h。
b)注浆管应插到孔底,然后退出50~100mm 开始注浆,注浆管随浆液的注入缓慢匀速拔出,
使孔内填满浆体。
5
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c)如遇塌孔或孔壁变形注浆管插不到孔底时,应对锚杆孔进行处理,使注浆管能顺利插到孔底,
必要时应补打锚孔。
d)双浆液注浆时,混合位置应根据浆液的初凝时间确定。初凝时间大于等于2min时,宜在孔
口混合;初凝时间小于2min时,应在孔内或孔底混合。
e)水泥(砂)浆的配制应符合下列规定:
1)水泥(砂)浆的性能必须满足设计要求。
2)水泥(砂)浆的配合比应经试验确定,无特殊要求配合比(质量比)宜为1∶1~1∶2
(水泥∶砂)和1∶0.38~1∶0.45 (水泥∶水)。
3)水泥宜选用普通硅酸盐水泥,水应选用无有害杂质的洁净水,砂宜采用中细砂,最大粒径
应小于2.5mm,使用前应过筛。
4)根据需要,水泥(砂)浆中可添加具有早强、减水、膨胀等作用的外加剂。
5)水泥(砂)浆配制材料应计量准确、拌和均匀,优先采用机械拌和,随拌随用,一次拌和
的砂浆应在初凝前用完。
5.3.4 玻璃纤维锚杆快硬水泥卷施工要求如下:
a)水泥卷应在规定的储存期内使用。使用前应检查水泥卷质量,受潮结块不应使用。
b)水泥卷直径的选择,应以锚杆插入后浆体能将锚固段填满为原则。
c)水泥卷应浸泡均匀,浸泡水的水质应符合设计要求,浸泡时间应参照使用说明书要求并经现
场试验确定。
d)水泥卷可用端部平齐的长杆送底,或用压缩空气经软管吹送入孔底,并捣实。
5.3.5 玻璃纤维锚杆树脂卷施工要求如下:
a)使用前应检查树脂卷的质量,超过储存期的材料,应通过试验合格后方可使用。
b)树脂卷直径的选择,应以锚杆插入后树脂能将锚固段填满为原则。
c)锚杆杆体旋转搅拌的搅拌器或凿岩机连接器必须与杆体同心,推进方向与孔轴线一致,搅拌
时间应按树脂固化速度和搅拌器转速经试验确定。
d)树脂固化前不应碰撞,固化时间应参照树脂卷说明书并经现场适应性试验确定。
6 锚杆检测与监测
6.1 锚杆检测与监测内容应根据玻璃纤维锚杆支护工程阶段确定,包括施工前为设计提供依据的基
本试验,施工过程为质量安全控制提供依据的测试与监测,施工后为验收提供依据的验收试验和为安
全运行提供依据的监测。
6.2 锚杆检测应根据玻璃纤维锚杆支护工程的具体情况和检测目的,选择基本试验、验收试验、黏
结强度试验和锚固质量检测等多种试验方法综合检测。
6.3 锚杆检测开始时间要求如下:
a)当进行锚杆基本试验、黏结强度试验时,锚固段注浆体强度不应低于设计强度的90%,或锚
固段注浆体的龄期应达到28d。
b)当进行支护锚杆验收试验时,锚固段注浆体强度不应低于设计强度的75%。
6.4 锚杆基本试验的检测数量,永久性锚杆不应少于6根,临时性锚杆不应少于3根。
6.5 施工完成后的锚杆应进行验收试验。
6.6 锚杆拉拔验收试验的受检锚杆选择要求如下:
a)施工质量有疑问的锚杆应全部进行锚杆验收试验。
b)应优先选取局部地质条件复杂部位和设计方认为重要部位的锚杆。
c)除本条a)项和b)项规定的受检锚杆外,其余受检锚杆宜随机选取。
6.7 第6.6条b)项和c)项的锚杆检测数量不应少于锚杆总数的5%,且不应少于5根。当验收试
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验出现不合格锚杆时,应扩大抽检。扩大抽检的数量应为不合格锚杆数量的2倍。
6.8 当缺少类似工程实践经验或设计有要求时,应进行锚杆黏结强度试验,检测数量不应少于3根。
6.9 锚杆锚固质量检测内容应包括锚杆长度和锚固密实度。
6.10 锚杆锚固质量检测应配合施工进度,动态分类抽检,检测前应进行现场标定。
6.11 锚杆监测应贯穿工程施工阶段和工程使用阶段全过程,包括为施工过程质量安全控制提供依据
的施工监测和为安全运行提供依据的运行监测。
6.12 根据监测结果,对工程安全状态作出分析判断,若发现有影响工程安全的异常变化,应采取有
效方法,予以整治。
6.13 根据工程需要,可对锚杆持有的承载力实施监测。
6.14 锚杆检测与监测方法应符合GB50086、SL377、JGJ/T401的相关规定。
7 质量检验与验收
7.1 一般规定
7.1.1 玻璃纤维锚杆规格、尺寸及力学性能必须满足设计要求。
7.1.2 玻璃纤维锚杆支护工程施工过程及竣(完)工后,应按设计要求和质量标准进行检验验收,
需要挖除的临时性锚杆根据具体情况可不进行质量检验和验收。
7.1.3 锚杆施工质量控制、检验和验收应包括施工期原材料和配套产品的检验、施工过程中间质量
检验和施工完成后的质量检验。
7.2 质量检验
7.2.1 锚杆原材料和配套产品的质量检验应在相应工序施工前进行,除生产厂家的质量检验外,还应
进行现场按批抽样复检,检验批组和抽样应符合JG/T406的相关规定,质量检验应包括下列内容:
a)原材料及产品出厂合格证、材质单及检验报告检查。
b)原材料及产品现场抽样检验。
c)锚杆胶结材料强度等级、配合比检验。
7.2.2 锚杆施工过程中间的施工质量应进行检验。锚杆成孔质量首次检验宜由施工单位按监理工程
师批复方案组织实施,建设、勘察、设计、监理等相关代表现场共同见证。
7.2.3 锚杆支护工程应作为单元工程进行施工质量验收,宜以每一施工区(段)划分为一个单元
工程。
7.2.4 玻璃纤维锚杆施工质量检验应符合表2的规定。
表2 玻璃纤维锚杆施工质量检验
项目序号检验项目质量要求检验方法检验数量
主控项目
1 锚杆材质和胶结材料
性能 符合设计要求 抽检, 查看试验
资料 按批抽查
2 孔深偏差 符合设计要求,超
深≤100mm 钢尺、测杆量测
3 锚孔清理 孔内无岩粉、无
积水 观察检查
抽查10%~15%
4 锚杆抗拔力(或无损
检测)
符合设计和规范
要求 查看试验记录 每300根抽查3根
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表2 玻璃纤维锚杆施工质量检验(续)
项目序号检验项目质量要求检验方法检验数量
一般项目
1 锚杆孔位偏差 ≤150mm 钢尺、仪器量测
2 锚杆钻孔方向偏差 符合设计要求 罗盘仪、仪器量测
3 锚杆钻孔孔径 符合设计要求 钢尺量测
4 锚杆长度偏差 ≤5mm 钢尺量测
5 锚杆孔注浆 符合设计和规范
要求 现场检查
6 施工记录 齐全、准确、清晰 查看
抽查10%~15%
抽查
7.3 质量验收
7.3.1 玻璃纤维锚杆支护工程验收应提供下列资料:
a)工程勘察及工程设计文件。
b)锚杆原材料的质量合格证和质量检测资料。
c)锚杆支护工程施工记录。
d)隐蔽工程检查验收记录。
e)锚杆基本试验、验收试验记录及相关报告。
f)设计变更报告。
g)工程重大问题处理文件。
h)监测设计、实施及监测记录与监测结果报告。
i)竣工图。
7.3.2 工程验收应符合SL223、SL377、SL631及SL633的相关规定。
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参 考 文 献
[1] GB/T26743—2011 结构工程用纤维增强复合材料筋[S]
[2] GB50213—2010(2022年版) 煤矿井巷工程质量验收规范[S]
[3] GB/T50299—2018 地下铁道工程施工质量验收标准[S]
[4] GB/T51351—2019 建筑边坡工程施工质量验收标准[S]
[5] JTG/T3660—2020 公路隧道施工技术规范[S]
[6] CECS22:2005 岩土锚杆(索)技术规程[S]
[7] Q/CR9248—2020 铁路隧道锚杆支护技术规范[S]
[8] DB11/T1342—2016 玻璃纤维增强筋支护技术规程[S]</d≤32>