淺談錨噴支護(hù)在隧道工程中的應(yīng)用

1、<p>　　淺談錨噴支護(hù)在隧道工程中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：噴錨支護(hù)是用以加固巖層的臨時(shí)或永久支撐。它利用高壓噴射混凝土和打入巖層中的金屬錨桿的聯(lián)合作用（根據(jù)地質(zhì)情況也可分別單獨(dú)采用），以達(dá)到支撐的目的。它噴錨支護(hù)不僅可用于加固局部失穩(wěn)的圍巖和整治塌方，確保隧道施工安全，還可用于對(duì)隧道圍巖進(jìn)行系統(tǒng)支護(hù)加固。因此，錨噴支護(hù)在隧道工程中得到廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合工程實(shí)際，就錨噴支護(hù)在隧道工程中的應(yīng)用

2、談一些看法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：錨噴支護(hù) 隧道工程 應(yīng)用 </p><p>　　一、錨噴支護(hù)在隧道結(jié)構(gòu)體系中的作用 </p><p>　　1、錨噴支護(hù)的特點(diǎn) </p><p>　　把錨固和噴混凝土結(jié)合起來，用以加固地下洞室圍巖的措施。噴混凝土是利用噴漿設(shè)備向地下洞室開挖面噴一定厚度的混凝土層，借以支護(hù)圍巖。由于混凝土噴層密貼圍巖，

3、并具柔軟性等特點(diǎn)，所以能承受較大荷載，并能控制圍巖變形，充填膠結(jié)巖體表層裂隙，保護(hù)和發(fā)揮巖體的潛力。噴混凝土可以作為洞室圍巖的初期支護(hù)，也可以作為永久性支護(hù)。噴錨支護(hù)是使錨桿、混凝土噴層和圍巖形成共同作用的體系，防止巖體松動(dòng)、分離。把一定厚度的圍巖轉(zhuǎn)變成自承拱，有效地穩(wěn)定圍巖。當(dāng)巖體比較破碎時(shí)，還可以利用絲網(wǎng)拉擋錨桿之間的小巖塊，增強(qiáng)混凝土噴層，輔助噴錨支護(hù)。 </p><p>　　2、隧道的結(jié)構(gòu)體系 </

4、p><p>　　隧道的結(jié)構(gòu)體系是由圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)（又稱為襯砌）共同組成，其中圍巖是主要的承載單元，支護(hù)結(jié)構(gòu)是輔助性的，通常也是必不可少的，在某些情況下，支護(hù)結(jié)構(gòu)也是主要的承載元素。隨著隧道的開挖，出現(xiàn)了臨空面，打破了圍巖原有的三維平衡狀態(tài)，使圍巖應(yīng)力重新分布，形成了新的應(yīng)力場，即圍巖的二次應(yīng)力，圍巖也同時(shí)產(chǎn)生向隧道內(nèi)部方向的位移。如果圍巖自身能完全抵抗二次應(yīng)力，并保持長期穩(wěn)定，這種情況下支護(hù)結(jié)構(gòu)是不承載的，它只是用來

5、防止圍巖風(fēng)化，以及作為安全儲(chǔ)備以抵抗圍巖狀態(tài)惡化和特殊災(zāi)害所造成的意外荷載。如果圍巖的二次應(yīng)力使圍巖出現(xiàn)較大的變形和不能長期穩(wěn)定，則支護(hù)結(jié)構(gòu)就對(duì)圍巖施加約束，改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，控制圍巖不變形，此時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)就和圍巖一起承受荷載。 </p><p>　　3、隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu) </p><p>　　根據(jù)巖體力學(xué)理論及人們長期的工程實(shí)踐總結(jié)，認(rèn)為較理想的支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿意以下兩個(gè)方面的要求：一是支護(hù)結(jié)

6、構(gòu)必須能與圍巖緊密接觸，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖作為一個(gè)整體進(jìn)行工作；二是允許支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖能共同產(chǎn)生有限的變形，圍巖發(fā)生少量變形后，釋放了部分圍巖內(nèi)應(yīng)力，它所需要支護(hù)結(jié)構(gòu)提供的支護(hù)阻力就減少，同時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生少量變形后，它能提供給圍巖的支護(hù)阻力就相應(yīng)增加，如此達(dá)到平衡后就能保證隧道結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定。但圍巖變形過大會(huì)導(dǎo)致圍巖出現(xiàn)過度松馳，將大大降低了圍巖自身的承載能力，因此支護(hù)結(jié)構(gòu)又必須能夠主動(dòng)控制圍巖的變形量，充分發(fā)揮圍巖的承載能力。因此，現(xiàn)

7、代隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用能與圍巖密貼、給圍巖提供足夠支護(hù)阻力并且能隨同圍巖一起發(fā)生有限制變形的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)。然而除穩(wěn)定性很好的圍巖外，大多數(shù)圍巖的變形在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)不能穩(wěn)定。因此，設(shè)置柔性支護(hù)控制圍巖變形基本收斂后，還設(shè)置剛性支護(hù)（稱為二次支護(hù)或二次襯砌）來控制圍巖的殘留變形，防止圍巖松動(dòng)而降低承載能力，確保隧道結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定安全。 </p><p>　　4、錨噴支護(hù)的作用 </p><p>

8、　　當(dāng)前隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)，主要采用以錨噴支護(hù)作為初期支護(hù)、模筑混凝土作為二次襯砌的復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)。在復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)中，圍巖和錨噴支護(hù)共同作用承擔(dān)了隧道的全部或大部分荷載，而二次襯砌不承載或只承擔(dān)少量荷載。從分擔(dān)隧道荷載方面來說，錨噴支護(hù)比二次襯砌更重要。因此，錨噴支護(hù)的施工質(zhì)量對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性方面起著至關(guān)重要的作用。 </p><p>　　二、錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的施工技術(shù) </p><p&g

9、t;　　錨噴支護(hù)主要包括錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、錨桿噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)、噴射混凝土鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)、錨桿噴射混凝土及鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，以及上述幾種類型中增設(shè)鋼構(gòu)件而組成聯(lián)合支護(hù)。 </p><p><b>　　1、錨桿施工 </b></p><p>　　錨桿的種類很多。按錨桿在圍巖中的錨固形式，主要分為機(jī)械式錨固的錨桿和全長粘結(jié)式錨固的錨桿。 </p>&

10、lt;p>　　工程施工中，應(yīng)根據(jù)圍巖情況及設(shè)計(jì)要求，合理選用錨桿的類型，確保錨桿的長度、間距及粘結(jié)材料符合設(shè)計(jì)及技術(shù)規(guī)范的要求，以便得到良好的支護(hù)效果。此外，錨桿施工中尚應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： </p><p>　?。?）楔縫式錨桿和脹殼式錨桿，其錨頭容易受圍巖變形或爆破振動(dòng)影響而松動(dòng)，降低了錨固力。因此，安裝后要定期檢查，及時(shí)緊固松馳的錨桿。這類錨桿用于永久性支護(hù)時(shí)，還應(yīng)補(bǔ)注水泥砂漿。 </p>

11、<p>　?。?）對(duì)于全長粘結(jié)式錨桿，要使粘結(jié)材料均勻裹覆桿體，并密實(shí)充滿桿體與孔壁之間的間隙，確保錨固力。因此，鉆孔后應(yīng)檢查孔內(nèi)是否有落渣，必要時(shí)應(yīng)使用高壓風(fēng)清孔，然后再安裝錨桿。使用樹脂粘結(jié)劑或早強(qiáng)藥包粘結(jié)劑時(shí)，應(yīng)在孔內(nèi)放入足夠數(shù)量的粘結(jié)劑，并攪拌均勻。使用水泥砂漿粘結(jié)劑時(shí)，砂漿要灌注密實(shí)并確保安插錨桿時(shí)，孔口有砂漿流出，否則應(yīng)拔出桿體重新注漿。 </p><p>　?。?）錨桿尾端都應(yīng)設(shè)置墊板

12、，墊板面積不少于設(shè)計(jì)要求，墊板要與錨桿聯(lián)接牢固并與巖面緊貼。設(shè)置墊板可以使圍巖傳遞給錨桿的荷載增大，錨桿充分受力，發(fā)揮錨桿對(duì)圍巖的三維約束效果。 </p><p>　?。?）注意錨桿的方向。對(duì)于有明顯節(jié)理面的圍巖，錨桿應(yīng)垂直節(jié)理面或與節(jié)理面呈較大角度布設(shè)，否則，錨桿應(yīng)垂直圍巖內(nèi)輪廓面，呈放射狀布設(shè)。 </p><p>　?。?）錨桿的錨固力，除與錨桿的類型及圍巖情況有關(guān)以外，還與施工操作有

13、很大的關(guān)系。因此，錨桿安裝后，要隨機(jī)按不小于1% 的頻率抽取錨桿做拉拔試驗(yàn)，拉拔力不到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求時(shí)，要補(bǔ)打錨桿。 </p><p>　?。?）錨桿與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)時(shí)，應(yīng)先對(duì)圍巖表面初噴一層混凝土后，再施工錨桿，并使墊板緊貼初噴面，使錨桿與噴射混凝土聯(lián)接緊密共同作用。 </p><p>　?。?）滲水段圍巖設(shè)置砂漿錨桿時(shí)，由于滲水會(huì)降低砂漿強(qiáng)度和粘結(jié)力，因此，應(yīng)先處理滲水再施工錨桿，

14、或改用對(duì)水不敏感的其它粘結(jié)材料，如早強(qiáng)藥包錨桿，或其它型式的錨桿。 　　2、噴射混凝土施工 </p><p>　　噴射混凝土施工有干式噴射法和濕式噴射法兩種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國以干式噴射法為主，而歐美國家大多采用濕式噴射法。無論選用哪種施工方法，都應(yīng)該注意以下要點(diǎn)： </p><p>　?。?）確定合適的混凝土配合比。 </p><p>　　噴射混凝土的配合比，除要滿足

15、設(shè)計(jì)強(qiáng)度外，還要滿足噴射工藝、混凝土與巖面的粘結(jié)力、混凝土噴射時(shí)的回彈量等要求，因此配合比要通過試噴施工驗(yàn)證。 </p><p>　　采用干法噴射施工時(shí)，由于干拌和料與水是在噴嘴處混合，水灰比不易嚴(yán)格控制，施工過程中混凝土的品質(zhì)差異較大。為保證施工強(qiáng)度，則其試配強(qiáng)度應(yīng)適當(dāng)加大。 </p><p>　　配合比強(qiáng)度試件，應(yīng)與噴射混凝土施工強(qiáng)度檢驗(yàn)一樣，用噴大板切割法或鑿方切割法制取試件，不能用

16、試模內(nèi)澆筑制件方法。 </p><p>　　（2）要使噴射混凝土與巖面有良好的粘結(jié)力，在噴射混凝土施工前，應(yīng)對(duì)受噴巖面進(jìn)行清理，清除松動(dòng)巖石和粉塵雜物，處理好涌水。 </p><p>　?。?）噴射混凝土應(yīng)緊跟開挖面及早施工。 </p><p>　?。?）控制好噴射混凝土的厚度。厚度要滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，并且要保證錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼支撐等有足夠保護(hù)層，但也不能過厚而侵

17、占二次襯砌空間。 </p><p>　　（5）隨時(shí)檢查已施工完的噴射混凝土情況，有局部剝離脫落的要及時(shí)補(bǔ)噴，有較大開裂時(shí)要鑿除噴層重新噴射施工，噴層中有微小裂縫且不擴(kuò)展時(shí)，說明圍巖變形趨于穩(wěn)定，則可以不處理噴層。 </p><p>　?。?）加強(qiáng)對(duì)噴射混凝土的養(yǎng)護(hù)，一般至少要養(yǎng)護(hù) 7 天。冬天要避免混凝土被凍壞。 </p><p><b>　　3、鋼筋網(wǎng)的

18、施工 </b></p><p>　　（1）鋼筋網(wǎng)應(yīng)在初噴一層混凝土后鋪設(shè)。但在土砂圍巖中，應(yīng)先緊貼巖面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，再噴混凝土，使噴射混凝土能阻附著在巖面上。 </p><p>　?。?）鋼筋網(wǎng)應(yīng)隨受噴面的起伏鋪設(shè)，與受噴面的間隙一般不大于 3cm 。 </p><p>　?。?）鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸，不大于設(shè)計(jì)值。鋼筋交叉點(diǎn)要綁扎（或焊接）牢固。 </

19、p><p>　　（4）鋼筋網(wǎng)應(yīng)與錨桿、鋼構(gòu)件等連接牢固，必要時(shí)增設(shè)錨釘固定，在噴射混凝土作業(yè)時(shí)不得晃動(dòng)。 </p><p>　　4、格柵拱架和鋼拱架施工 </p><p>　　（1）拱架的外型尺寸及安裝位置要準(zhǔn)確，確保隧道的凈空滿足設(shè)計(jì)要求 。 </p><p>　?。?）加強(qiáng)拱架的連接。拱架的連接有兩個(gè)方面：一方面，拱架一般都是分段制作，分段安

20、裝，便于安裝操作。另一方面，相鄰拱架之間必須設(shè)置縱向連接鋼筋，連接鋼筋一般使用直徑不小于 20mm 的螺紋鋼筋。連接鋼筋不僅能傳遞應(yīng)力，使各格拱架共同承受荷載，還能增加拱架的穩(wěn)定性。 </p><p>　?。?）防止拱架下沉。為防止拱架承受荷載后出現(xiàn)下沉，拱腳必須安裝在承載力大的基巖。如果拱腳處圍巖的承載力不足，則可用加墊鋼板等方式以增加拱腳與圍巖的接觸面積，或者設(shè)置鋼托梁。 </p><p&

21、gt;　　（4）拱架應(yīng)盡量靠近圍巖，拱架與圍巖之間的縫隙必須用噴射混凝土填充密實(shí)。如果開挖后圍巖起伏較大，可先初噴一層混凝土找平，再安裝拱架。 </p><p><b>　　三、結(jié)束語 </b></p><p>　　錨噴支護(hù)是一種柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，是在充分發(fā)揮圍巖自身承載能力的基礎(chǔ)上設(shè)置的支護(hù)結(jié)構(gòu)，具有施工方便快捷、有效地減薄支護(hù)結(jié)構(gòu)厚度、提高成洞空間等諸多優(yōu)點(diǎn)，隨著我國

22、基礎(chǔ)建設(shè)步伐的加快和大量隧道工程的出現(xiàn)，錨噴支護(hù)在隧道工程的應(yīng)用將進(jìn)一步拓寬。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 張倬元，王士天，王蘭生. 工程地質(zhì)分析原理[M]. 北京：地質(zhì)出版社，1994 </p><p>　　[2] 馮衛(wèi)星，況勇，陳建軍. 隧道坍方案例分析[M]. 成都：西南交通大學(xué)出版社，2