青海地区在地质构造上具有其独特性,岩层结构复杂,部分地区存在破碎带和软弱夹层。在工程支护中,传统锚杆需要现场注浆和养护,施工周期较长。而一次性锚杆将锚固段与张拉段集成在一起,安装后立即施加预紧力,减少了工序转换时间。这种特性使其在围岩变形较快的场景中具有一定适用性。

一次性锚杆的结构通常包含杆体、锚固剂、垫板和螺母等组件。杆体多采用螺纹钢筋加工而成,表面带有连续螺纹,便于安装螺母并施加预紧力。锚固剂通常为药卷状,内含树脂或水泥基材料,通过杆体旋转破碎混合后发生固化。垫板的作用是将锚杆的支护力均匀传递到岩面上。

在施工过程中,首先需要按设计孔径和深度钻孔,清孔后放入锚固剂药卷。随后将锚杆插入孔中,通过专用驱动套筒旋转杆体,破碎并混合锚固剂。在锚固剂达到一定强度后,立即用扭力扳手施加预紧力,使垫板紧贴岩面。整个过程不需要注浆设备,也不需要等待养护时间。

这种支护方式在青海某隧道工程中得到应用。该隧道穿越片岩地层,岩体破碎,节理发育。施工方在拱顶和边墙位置布置了一次性锚杆,间距1.2米,长度3米。安装后监测数据显示,围岩变形量控制在允许范围内。工程人员注意到,在锚杆安装后的24小时内,预紧力会有少量损失,需要通过二次张拉进行补偿。

与传统砂浆锚杆相比,一次性锚杆在施工效率方面表现明显。在相同作业面上,安装一次性锚杆的工时约为传统方法的60%。这主要得益于省略了注浆管安装、浆液制备和养护等环节。但材料成本较高,单根锚杆的采购价格比传统锚杆系统高出约30%。

质量控制要点包括钻孔精度、锚固剂质量和预紧力控制。钻孔偏斜过大会导致锚杆安装困难,锚固剂混合不均会影响锚固强度。施工中需要使用扭矩扳手严格按设计值施加预紧力,并做好记录。在青海高海拔地区,低温环境会影响树脂锚固剂的固化速度,需要采取保温措施。

从支护机理分析,一次性锚杆通过预紧力在岩体内形成压应力区,提高岩体整体性。与喷射混凝土配合使用,能形成较完整的支护体系。在变形较大的软岩中,可考虑与可伸缩锚杆组合使用。

存储和运输时需要注意,锚固剂有保质期限制,一般不超过6个月。杆体应避免锈蚀,垫板和螺母需防潮包装。在青海偏远工地,需要提前规划物流,确保材料供应及时。

总的来说,一次性锚杆在青海地区的工程实践中展现出其特点,施工便捷性是其显著特征。在选择支护方案时,需要综合考虑地质条件、工期要求和成本因素。随着材料技术的进步,这种支护方式可能还会进一步发展完善。