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　　1前言

 

　　 在軟巖隧道工程中，隨著隧道掘進(jìn)長(zhǎng)度的增大，支護(hù)難的問題日益突出，成為制約隧道安全生產(chǎn)的重要因素。各類錨桿及其組合支護(hù)形式是軟巖隧道支護(hù)的主流，但在錨噴支護(hù)基礎(chǔ)上，通過錨注加固圍巖，更能提高再生圍巖巖體彈性模量，使極不穩(wěn)定圍巖隧道保持穩(wěn)定。實(shí)踐證明，錨注技術(shù)因工藝簡(jiǎn)單、成本低，支護(hù)可靠性高而被廣泛應(yīng)用。

 

 

　　2.1基本原理

 

　　 注漿錨桿注漿充填圍巖裂隙，配合錨噴支護(hù)，將靠近洞壁淺部的圍巖通過錨桿固定到深部較穩(wěn)定的巖體上，同時(shí)錨桿在圍巖內(nèi)形成組合拱對(duì)圍巖施加壓力，使處于二向應(yīng)力狀態(tài)的圍巖轉(zhuǎn)向三向應(yīng)力狀態(tài)，可以形成一個(gè)多層有效組合拱，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性和承載能力。 

 

　　2.2加固作用分析

 

　　 圍巖注漿加固往往與其他隧道支護(hù)形式結(jié)合起來，它不僅改善圍巖巖性和應(yīng)力分布，而且大大縮小圍巖變形，減輕支架承受的外載壓力，改善支架的受力情況。巖體的強(qiáng)度，通常用莫爾強(qiáng)度理論來描述。τ=C+σtgφ⑴式中：τ—巖體抗剪強(qiáng)度，MPa；σ—正應(yīng)力，MPa；C—巖體的內(nèi)聚力，MPa；φ—內(nèi)摩擦角由⑴式可知巖體強(qiáng)度大小是C、φ兩個(gè)指標(biāo)確定。巖體C和φ值的增值大小，視注漿材料的性能及注漿工藝是否合理而有所不同。一般來說，注漿材料本身固結(jié)強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的，其C和φ值增加的較大，反之亦然。注漿工藝合理，能保證巖體裂隙充填密實(shí)，漿液與裂隙面粘結(jié)牢固，其C和φ值也增加的多。由于漿液在巖體內(nèi)充實(shí)，固結(jié)強(qiáng)度提高，使隧道周圍形成一完整的連續(xù)的承壓體，圍巖應(yīng)力分布趨于均勻，減少了應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高了支架的承載能力。

 

 

　　 隧道掘出后，布置樹脂錨桿，然后在縱向橫向掛設(shè)鋼絲繩，并用托盤壓緊，噴射一層砼，頂幫及底角布置注漿錨桿注漿加固，中頂每5m一根錨索。

 

 

　　 重慶交通軌道一號(hào)線中梁山隧道開挖斷面為12×9m，進(jìn)口位于松散的風(fēng)化坡積層內(nèi)，隧道埋深約50m地面車流量較大，限定隧道開挖，不得產(chǎn)生較大的地表下沉（小于10cm）使公路遭到破壞。為了保證隧道開挖斷面的使用功能，同時(shí)規(guī)定隧道的拱頂下沉和收斂變形均應(yīng)小于15mm。根據(jù)風(fēng)化坡積層特點(diǎn)，首先采用地表注漿法加固地層，改善自身強(qiáng)度，同時(shí)隧道開挖前采用超前大管棚(φ108鋼管)并注漿進(jìn)行超前支護(hù)，改善圍巖承受二次應(yīng)力的能力，防止隧道的開挖引起拱頂松動(dòng)破壞和過大的拱頂下沉。隧道采用全斷面掘進(jìn)，開挖后首先噴射一層5cm混凝土，打設(shè)注漿徑向錨桿并注水泥漿，改善圍巖受力條件和提高圍巖自撐能力，為后續(xù)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工爭(zhēng)取時(shí)間。其次架立鋼格柵拱架，再次噴射10cm厚的混凝土，提供較大的支護(hù)力，防止隧道圍巖產(chǎn)生較大的變形，最后進(jìn)行二次襯砌，提供足夠的支護(hù)力和支護(hù)安全儲(chǔ)備。

 

 

　　5.1監(jiān)測(cè)方案

 

　　 監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括圍巖位移和表面收斂。為便于比較，共布置了6個(gè)測(cè)站。其中3個(gè)測(cè)站布置在錨注段，另外3個(gè)布置在相鄰的非錨注段。

 

　　5.2結(jié)果分析

 

　　非錨注段2個(gè)月的頂?shù)住蓭褪諗孔冃巫畲?30mm，而且尚未穩(wěn)定；隧道進(jìn)行錨注后，前半個(gè)月變形比較明顯，收斂速率較大，經(jīng)過40天左右時(shí)間后，變形趨于穩(wěn)定，而且最大變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于非錨注段隧道的收斂。說明隧道采用錨注加固后，圍巖得到及時(shí)加固，提高了圍巖的自承能力，支護(hù)受力得到明顯改善。

 

　　6技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

 

　　 錨注支護(hù)由于構(gòu)成了噴層組合拱、錨桿壓縮區(qū)組合拱和漿液擴(kuò)散組合拱等多層組合拱結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)較大的承載結(jié)構(gòu)，增加了承載結(jié)構(gòu)的有效承載范圍，從而使隧道變形量明顯減少，基本滿足了隧道安全使用的要求。同等條件下與其他支護(hù)相比，改善了作業(yè)環(huán)境，節(jié)省了大量的隧道維修費(fèi)用，相對(duì)地提高了隧道綜合單進(jìn)水平，也提高了工效。錨注試驗(yàn)段與錨帶網(wǎng)支護(hù)段相比，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果較好。

 

　　 通過對(duì)軟巖隧道錨注支護(hù)機(jī)理的研究分析，得到以下主要結(jié)論：

 

　?、佩^注錨桿的軸力減小很明顯，更有利于錨桿發(fā)揮其錨固作用，提高圍巖穩(wěn)定性。

 

　?、圃谲泿r和破碎圍巖，錨注支護(hù)效果非常理想，故在這種情況下，應(yīng)先考慮錨注支護(hù)，而在中硬巖和較軟巖及地低應(yīng)力圍巖中，錨注支護(hù)效果一般，在這種情況下不采用錨注支護(hù)而采用錨噴支護(hù)。

 

　?、清^注支護(hù)提高了圍巖的自承能力，并且錨桿及噴層內(nèi)力大為減小，從而支護(hù)的受力特性得以改善。

 

　　⑷本文將破碎圍巖隧道錨注加固理論與技術(shù)，成功應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)踐證明，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于破碎圍巖隧道支護(hù)具有顯著技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，而且其工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，值得大力推廣。