錨桿錨固質量無損檢測技術探討范文

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摘要：在地下工程中錨桿支護已經獲得廣泛應用，采用錨桿對圍巖進行錨固，而錨桿錨固質量的優劣直接影響著洞室的安全。因此采用何種方法檢測錨桿錨固的質量，確保工程質量，是近年來很多專家學者研究的課題。文章結合工程實例采用聲波反射法對錨桿長度和錨固密實度進行檢測，總結錨桿無損檢測經驗，探討其今后發展方向。

關鍵詞：錨桿；錨固質量；無損檢測技術

1基本原理和工程概況

通過在錨桿端頭施加一個激振力產生應力波，應力波沿桿體向錨桿底端傳播，在傳播過程中遇到波阻抗變化界面時就會產生反射和透射應力波。通常砂漿充填不均勻或不密實、桿體材質發生變化等均可產生波阻抗的變化，然后采集和分析反射波的傳播時間、幅值和波形特征。通過對信號進行處理和分析，就能判斷錨桿長度和注漿密實度的情況，從而評定錨桿的錨固質量。廣東某抽水蓄能電站，樞紐工程主要由上水庫、下水庫、輸水發電系統及地下廠房洞室群等輔助工程等組成。為確保大跨度地下廠房頂拱的施工安全，控制圍巖變形，采用全長粘結性錨桿進行支護，工程錨桿總數約為8萬根左右，錨桿設計直徑主要有φ25mm、φ28mm兩種,錨孔直徑分別為42mm、50mm、54mm，錨固砂漿強度為M30，設計長度主要有3～11m。

2錨桿模擬試驗

為積累工程錨桿的檢測經驗，獲得真實可靠的對比數據，現場先選用該工程具有代表性的錨桿類型進行模擬試驗，模擬試驗分為室內錨桿試驗和現場模擬錨桿試驗：其中室內模擬錨桿試驗3根，采用內徑與錨桿孔徑相同的PVC管，將外徑略小于PVC管的內空軟橡膠膠管套在設計不密實段的桿體上，兩端用鐵絲扎緊防止漿液滲入；現場模擬錨桿共11根，在通風洞風機室洞室側壁施工，采用先注漿后安裝錨桿方式進行，缺陷位置采用內空軟橡膠管套在錨桿桿體上，兩端用鐵絲扎緊防止漿液滲入。模型錨桿試驗分別在注漿后3天、7天、14天和28天齡期進行了測試試驗，根據不同齡期實測的曲線和實際缺陷類型進行對比。

3工程錨桿

現場檢測由于工程的特殊性，很多部位不允許進行抗拔試驗，只能進行無損檢測。現場檢測時接收傳感器的安裝和激振是關鍵環節，直接影響到采集信號的質量好壞，應在工程檢測初期通過現場試驗來確定。經過大量的現場試驗，本工程錨桿檢測時傳感器宜安裝在錨桿桿頭側邊，使用強磁和橡膠泥同時固定，并用扎帶勒緊傳感器，傳感器軸心與錨桿軸線平行。在激振方式的選擇上，推薦使用儀器自帶的超磁致伸縮聲波震源，激振點應選擇在桿頭靠近中心位置，端發側收采集到的信號最佳。現場檢測存在的問題主要有：

（1）桿底反射信號不清晰或難以測得，主要是受錨桿長度、激振波波長、周圍巖體等多重因素的影響，應力波在錨桿錨固體系中傳播時能量衰減較快。少數信號可以通過增加激振波波長和指數放大來找到桿底信號，對錨固密實度質量等級的評判帶來較大難度。但這往往是錨桿錨固質量較好的體現，若桿底反射信號清晰可見反而說明錨桿錨固質量較差，在質量等級評判時應給予適當考慮。

（2）外露長度較長的巖錨梁錨桿檢測問題。本工程巖錨梁錨桿總長度在10m以上，外露長度最長可達到2m左右，圍巖巖性都比較好，受錨桿外露長度過長的影響，反射波無法傳遞到桿底，容易造成誤判。結合本工程實例可將傳感器安裝在錨桿孔口位置，盡量減少外露段的影響，獲取可分析的檢測信號。

（3）錨桿缺陷位置可依據時域反射波法和幅頻域頻差法確定。但對于錨固不密實段長度的確定沒有定量的分析方法，只能靠分析人員估算，人為因素較大，而其直接影響到錨固密實度的計算和質量評定。（4）目前錨桿無損檢測無法對實測信號復雜、不能與標準圖譜對應的錨桿進行錨固質量的評判，可根據錨桿和錨桿信號的類型進行分類，結合抗拔試驗綜合判定。

4結束語

總之，錨桿支護大量應用于地下工程，錨固質量的好壞對地下工程而言至關重要，而對錨桿無損檢測提出了更高的要求。錨桿無損檢測具有現場操作簡單、檢測效率高等優點，也存在一定的不足之處，在工程中如何揚長避短，在提高其檢測質量的前提下充分發揮快速靈活的特點，其應用前景將十分廣闊。

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作者：鄭偉文 單位：廣東天信電力工程檢測有限公司