摘要：公路施工的隧道工程作為穿越地面障礙的結(jié)構(gòu)物，施工中的主要工序就是襯砌支護(hù)。襯砌支護(hù)施工時(shí)應(yīng)遵守的基本原則是最大限度地利用和發(fā)揮圍巖的自承能力，作為核心工序的錨桿支護(hù)可以主動(dòng)加固巖土體，防止坍塌變形。
公路隧道建設(shè)是提高公路等級(jí)，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通的重要措施之一，也是實(shí)現(xiàn)高速、快捷、安全運(yùn)輸?shù)闹匾こ淘O(shè)施，公路隧道在現(xiàn)代化公路交通運(yùn)輸發(fā)展中起著不可替代的作用。隧道施工地質(zhì)復(fù)雜多變，施工時(shí)必須對(duì)隧道進(jìn)行支護(hù)襯砌，噴錨襯砌支護(hù)是目前高等級(jí)公路隧道運(yùn)用最廣泛的支護(hù)襯砌方式，其核心工序?yàn)殄^桿支護(hù)。錨桿支護(hù)作為一種支護(hù)方式，與傳統(tǒng)的支護(hù)方式有著根本的區(qū)別。傳統(tǒng)的支護(hù)方式常常是被動(dòng)地承受坍塌巖土體產(chǎn)生的荷載，而錨桿支護(hù)可以主動(dòng)地加固巖土體，有效地控制其變形，防止坍塌的發(fā)生。錨桿支護(hù)的主要作用有懸吊作用、減跨作用、組合梁作用和擠壓加固作用。其作用機(jī)理分述如下：
懸吊作用：將不穩(wěn)定的巖層懸吊在堅(jiān)固巖層上，以阻止圍巖移動(dòng)滑落。錨桿本身受拉，其拉力即為所懸吊巖體的重量，在塊狀結(jié)構(gòu)或裂隙巖體中，使用錨桿可將松動(dòng)區(qū)內(nèi)的松動(dòng)巖塊懸吊在穩(wěn)定的巖體上，也可把節(jié)理弱面切割形成的巖塊串連在一起，阻止其沿滑面滑動(dòng)。
減跨作用：在隧道頂板巖層中打入錨桿，相當(dāng)于在頂板上增加了支點(diǎn)，從而使頂板巖體的應(yīng)力減小，起到維護(hù)隧道的作用。當(dāng)然，要使錨桿能有效的起到減跨作用，錨桿頂端必須錨固于堅(jiān)硬穩(wěn)定巖層中。
組合梁作用。在層狀巖層中打入錨桿，把若干薄層巖層錨固在一起，類似于將疊置的板梁組成組合梁，從而提高了頂板巖層的自支承能力，起到了維護(hù)隧道的作用。
擠壓加固作用：安裝在圍巖中的錨桿在受力后，可在其周圍一定范圍內(nèi)形成壓縮區(qū)，在錨桿系統(tǒng)中，壓縮區(qū)相互重疊從而形成一個(gè)連續(xù)的壓縮帶，使已破碎的巖層具有整體性或近似整體性，提高了其整體的強(qiáng)度和承載力。
以上所述各種錨桿作用是相互獨(dú)立的，應(yīng)根據(jù)巖層的不同特性選擇不同形式的錨桿，發(fā)揮不同的作用?，F(xiàn)以達(dá)陜高速公路獅子寨隧道為例作簡(jiǎn)單闡述。
一、隧道設(shè)計(jì)概況
1.工程地質(zhì)概況。隧址區(qū)位于大巴山弧形構(gòu)造南端大洪山拗陷褶皺束內(nèi)，構(gòu)造帶由一系列大致沿走向延伸，線性分布的褶曲和斷層組成。褶皺多有復(fù)式構(gòu)造特征，與隧道大角度相交，構(gòu)造線延展方向與巖層走向大體一致。隧道進(jìn)口圍巖巖體軟弱破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育，隧道洞身位置巖溶中等發(fā)育，存在斷層和破碎帶。
2.初期支護(hù)體系設(shè)計(jì)。初期支護(hù)由砂漿錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等組成。錨桿孔采用YT28型風(fēng)動(dòng)鑿巖鉆機(jī)鉆孔和安裝，注漿采用BW-250／50型液壓注漿泵，噴射混凝土采用TK-961型混凝土濕噴機(jī)。加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)處理分析數(shù)據(jù)，修正支護(hù)參數(shù)，指導(dǎo)施工。
二、初期支護(hù)施工過(guò)程
1.錨桿組合梁作用機(jī)理。錨桿組合梁作用機(jī)理主要是依靠系統(tǒng)錨桿對(duì)圍巖的整體加固作用，使圍巖在一定深度范圍內(nèi)形成拱形承載結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮圍巖巖體抗壓強(qiáng)度高的特點(diǎn)，發(fā)揮圍巖的自承能力。
系統(tǒng)錨桿采用兩種型式：中空注漿錨桿和砂漿錨桿。這兩種錨桿都屬于全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿，即用水泥漿或水泥砂漿作填充粘結(jié)劑，使錨桿和孔壁粘結(jié)牢固，提供摩擦阻力，阻止巖體發(fā)生位移，并通過(guò)安裝在孔口的錨桿托板對(duì)巖壁的約束力來(lái)抑制圍巖變形或承受圍巖荷載。根據(jù)設(shè)計(jì)文件中規(guī)定，隧道Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖采用的是：噴混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)+鋼拱架支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。
錨桿安裝作業(yè)應(yīng)在初噴混凝土后及時(shí)進(jìn)行。在施工過(guò)程中，由于圍巖地質(zhì)情況的復(fù)雜性，尤其是在巖層層面或巖體主結(jié)構(gòu)面與錨桿布置方向平行時(shí)，系統(tǒng)錨桿作業(yè)不應(yīng)完全按照隧道開(kāi)挖輪廓線徑向布置，而應(yīng)盡可能成大角度布置，由此才能把不利結(jié)構(gòu)面或巖層“串”在一起，有效地形成組合拱結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)錨桿成大角度布置安裝時(shí)，須注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：隧道開(kāi)挖后，應(yīng)及時(shí)觀察分析開(kāi)挖面巖體的主結(jié)構(gòu)面或巖層層面的走向；對(duì)于錨桿需成大角度布置部位應(yīng)明確予以標(biāo)記或記錄；應(yīng)對(duì)錨桿鉆孔作業(yè)人員進(jìn)行認(rèn)真準(zhǔn)確的技術(shù)交底，技術(shù)交底內(nèi)容包括準(zhǔn)確的鉆孔部位、方向和深度，同時(shí)要求必須吹孔，以保證孔內(nèi)清潔；還應(yīng)充分考慮錨桿成大角度布置時(shí)應(yīng)避免施工中相互干擾或交叉作業(yè)，便于施工。
作為永久支護(hù)的全長(zhǎng)粘結(jié)性錨桿，良好的全長(zhǎng)粘結(jié)效果，不僅可以保證錨桿砂漿與孔壁的摩擦力，使錨桿與圍巖共同工作，同時(shí)還可以保證錨桿不受腐蝕，以利其長(zhǎng)期的作用效果，要做到這一點(diǎn)，就必須確保錨桿全長(zhǎng)注漿飽滿，使其與巖體連成整體。
2.錨桿懸吊作用的運(yùn)用。在局部范圍（約2～3m）內(nèi)，爆破開(kāi)挖后圍巖巖體出現(xiàn)松動(dòng)，產(chǎn)生裂隙，且?guī)r層呈薄層狀構(gòu)造，巖塊易發(fā)生塌落時(shí)，宜采用局部錨桿支護(hù)方式。
考慮砂漿錨桿工藝較復(fù)雜，且局部支護(hù)工程量較小，同時(shí)鑒于圍巖實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)改用φ22藥包錨桿。藥包錨桿不僅可以滿足錨桿全長(zhǎng)粘結(jié)效果，發(fā)揮錨桿的懸吊作用，也可以保證錨桿的防腐蝕作用，而且工藝較簡(jiǎn)單，便于施工。
局部錨桿支護(hù)的鉆孔布置應(yīng)盡量垂直于巖面，如受施工條件的限制，也應(yīng)保證成大角度布置。若錨桿鉆孔施工危險(xiǎn)性較小，可在噴混凝土前及時(shí)進(jìn)行錨桿支護(hù)作業(yè)。在施工過(guò)程中，當(dāng)圍巖破碎，錨桿孔成孔困難時(shí)，一般可采用自進(jìn)式錨桿，即用鉆桿代替錨桿，并利用鉆桿中孔完成錨桿孔內(nèi)注漿，但注漿時(shí)間和注漿量較難控制，一般視圍巖破碎情況及施工組織安排現(xiàn)場(chǎng)確定。
3.錨桿抗拔力檢測(cè)。錨桿支護(hù)的錨固質(zhì)量檢測(cè)主要依靠錨桿抗撥力檢測(cè)，檢測(cè)周期為28天。本隧道經(jīng)過(guò)全面檢測(cè)，支護(hù)效果良好。
最大限度地利用和發(fā)揮圍巖的自承能力是隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)遵守的基本原則，通過(guò)前期勘探查明隧道的地質(zhì)條件，通過(guò)隧道開(kāi)挖觀察圍巖的實(shí)際等級(jí)及分布情況，根據(jù)圍巖等級(jí)及狀況采取一些工程措施和合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，使圍巖的這一特性得以充分發(fā)揮，是我們?cè)谒淼朗┕ぶёo(hù)方面要達(dá)到的基本目的。但是，由于隧道地質(zhì)條件千變?nèi)f化，不同圍巖地質(zhì)條件自身的承載能力的不同，以及在施工過(guò)程中所采取的開(kāi)挖方式不同及其他人為因素，如支護(hù)時(shí)間的控制差異、施工工藝水平等，致使隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)形式在工程實(shí)施階段往往無(wú)法完全充分有效地發(fā)揮其作用。因此，我們?cè)诓粩嗤晟棋^桿支護(hù)作用機(jī)理理論的同時(shí)應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)圍巖現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，掌握圍巖動(dòng)態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變規(guī)律，以便更好地指導(dǎo)施工。
三、結(jié)論
綜上所述，錨桿支護(hù)作為目前高等級(jí)公路隧道運(yùn)用最廣泛的支護(hù)襯砌方式，為了充分發(fā)揮錨桿的支護(hù)作用，首先要加強(qiáng)前期的地質(zhì)勘探工作，盡量明確圍巖的性質(zhì)及分布狀況，設(shè)計(jì)合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式；其次要加強(qiáng)圍巖現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整錨桿的布置方式和長(zhǎng)度等；最后要做到嚴(yán)格按規(guī)范施工，從技術(shù)上保證錨桿的長(zhǎng)期作用效果。
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