摘要：本文以大連石門山隧道為例，介紹了采用水平預應力對拉錨桿加固兩隧道中夾巖柱的整個施工工藝，并經過水平收斂等監(jiān)測表明，該方法對確保中夾巖柱的穩(wěn)定是非常有效的。
石門山隧道是大連西部通道中的控制工期工程，為雙幅式雙向六車道，兩隧軸線基本平行。其中東線隧道長1531.5m，西線隧道長1553.5m，單洞開挖高度9.5～11.36m（含仰拱）、開挖寬度15.04～15.86m、開挖面積112.87～148.99m2。隧道南口由于受線型和地形條件限制，設計有127m的小凈距段，中夾巖柱體厚度最小5.80m，最大11.50m。從洞口起，上述地段的圍巖級別分別為Ⅳ 級20m，Ⅲ級23m，Ⅳ級84m，因此，在施工中如何確保中夾巖柱的穩(wěn)定，防止出現過大的塑性變形或貫通的塑性變形，防止圍巖失穩(wěn)，就成為小凈距段施工中的關鍵點。施工對中夾巖柱采用主動的加固措施非常必要。以西線為例，K1+997～+954段（L=43m）設計采用水平預應力對拉錨桿加固中夾巖柱，設計預張拉力70KN，現介紹其施工工藝。
1施工準備
1.1材料
錨桿桿體采用∮25mm螺紋鋼筋，長度5.8～11.50m，使用前將兩桿端攻絲；墊板為A3鋼墊板，規(guī)格300mm×300mm×10mm（長×寬×厚）。
灌漿材料為M30水泥砂漿，灰砂比為1：1，水灰比為0.45，水泥P.O42.5R。水PH不得小于4的飲用水；砂宜為潔凈、堅硬的中細砂，級配良好，最大粒徑不得大于3mm，使用前應過篩。
塑料保護套為PVC管，要求具有一定的強度和柔性，以免在桿體推進過程中受損傷，其主要作用是防止鋼筋銹蝕，與水泥砂漿配合使用，構造桿體雙層防腐保護體系。
隔離支架，為使桿體居于錨桿孔中央，四周被足夠厚度的水泥砂漿層包裹，保證必須的錨固力，采用∮10mm鋼筋制作對中架，沿錨桿桿體每2.0m設置1根，對中架鋼筋與桿體焊接牢固，以防在桿體插入過程中脫焊或變形。
防腐材料：應將其視作永久性預應力錨桿看待，防腐材料采用在桿體表面涂刷無雜質、品質均一的黃油和防銹漆，涂刷前應將黃油、防銹漆攪拌充分、均勻。
1.2作業(yè)條件
?。?）鉆孔機械采用MK－2潛孔鉆機，鉆頭為“－”字形鉆頭，直徑80mm.錨桿安裝采用人工或YT－28風動鑿巖機，錨桿張拉設計為測力扳手，注漿泵為風動牛角泵。
?。?）隧道開挖采用西洞先于東洞開挖的施工順序，因此，當具備作業(yè)空間后，立即進行錨桿施工，由于洞內環(huán)境復雜，要求具有足夠的照明和平整堅實的場地，以提高作業(yè)精度。
（3）施工前，應對錨桿的類型、型號、規(guī)格、支架連接件、PVC套管等檢查驗收，桿體表面不得有銹蝕、擦傷、燒痕、扭曲等，桿體制作完畢后應妥善保管。
?。?）正式施工前應取2根做基本試驗，目的是熟悉張拉工藝，檢查作業(yè)人員和設備的適應性、相容性，提高施工質量。
2施工工藝
錨桿孔內注漿液為全長粘結型水泥砂漿，錨桿桿體為∮25mm螺紋鋼筋，設計預應力值為70KN，其施工順序為鉆孔→安裝→注漿→張拉與鎖定→防腐保護，在施工中嚴格作業(yè)標準，細化管理，確保工程質量。
2.1鉆孔
?。?）鉆孔設備選用MK－2型潛孔鉆機，該機結構小巧緊湊，能適應在狹小的空間內作業(yè)；與之配套，選用20m3/min空壓機為其提供足夠的風量和風壓。
（2）鉆孔時，要對位準、方向正、角度精，施鉆前由技術人員測量放樣，并用紅鉛油在初噴混凝土層表面標出孔位。
?。?）孔距豎向和縱向均為100cm，方形布置?？拙嗾`差：±5cm，孔深誤差±5cm，孔徑不得小于75mm，錨桿孔與預定錨孔軸線位置偏差不得超過3%，在鉆進過程中，檢查孔位偏差，發(fā)現不符合要求者，立即糾偏。
?。?）鉆孔應在掘進至設計位置并完成初噴4cm厚C20混凝土后進行，以策安全。
?。?）鉆孔結束后，應用高壓風或高壓水將孔內積水、巖粉、石屑細小雜物等沖洗干凈，對于清孔完畢的錨孔，安裝錨桿前應用塞子塞緊孔口，以防雜物侵入。
（6）孔位若與初期支護用格柵鋼架位置重疊，可適當挪動，避免相互干擾。
（7）若發(fā)生塌孔，應及時向孔內壓注早強水泥砂漿，待固化后重新施鉆。
2.2錨桿的組裝與安裝
2.2.1錨桿制作
嚴格按設計尺寸下料；先張拉端距端頭20cm處在鋼筋表面涂刷1.0m長的防銹漆兩層，防銹漆干后涂刷黃油一道，套上1.0m長∮30mmPVC套；焊上鋼筋支架；后張拉端套上絲扣保護套，絲口長度可在設計長度的基礎上適當加長，以消除施工誤差的影響，確保嚴絲合縫。
2.2.2錨桿的安裝
注漿管為∮20mm膠管，用非鍍鋅材料與錨桿體捆扎在一起；排氣管為∮10mm軟質水管，長度為1.5m，外露孔口10cm.安裝采用人工錘擊方式，對于長錨桿采用風動鑿巖機配合鋼套管頂入；錨桿桿體入孔長度不得短于設計長度的95%；安裝完畢后，應用楔子臨時將錨桿端頭固定，以防在注漿和安裝墊板和螺母時晃動。
2.3注漿
?。?）注漿料為M30水泥砂漿，其配合比為：水：水泥：砂=1：1：0.45（重量比），外加早強劑，摻量為4%，確保及時提供支護抗力；漿液拌制時要注意其稠度，太濃，不利漿液注入；太稀，漿液易流出，注漿不易飽滿密實；漿液隨拌隨用，一次拌合的砂漿在初凝前用完。
（2）注漿設備為風動牛角泵。注漿壓力不超過0.4MPa，注漿前應用棉紗、膠泥、錨固劑等將孔壁與錨桿桿體間空隙封堵，封堵長度不得短于1.0m.
（3）注漿前或中途暫停超過30min，應潤滑管道和注漿罐。
?。?）注漿管口應插至距孔底5～10cm處，隨漿液的注入緩慢均勻排出孔內空氣。
?。?）注漿結束條件采用3指標控制：當注漿量為設計量的80%以上，壓力穩(wěn)定在0.4MPa維持10min以上，且處于孔口上方的排氣管有濃漿流出時即可結束單孔注漿。
?。?）注漿漿液硬化后應補充注漿，確保管內漿液充盈。
（7）注漿后錨桿應加強防護，漿液未達到設計強度的70%不得隨意敲擊，一般規(guī)定3天內不得懸掛重物。
?。?）注漿完畢后應將外露的錨桿端部及時清洗干凈，并作好成品防護。
2.4張拉與鎖定
?。?）張拉時張拉順序的確定和張拉設備的選定：當注漿體強度達到設計強度、后行隧道掘進至設計位置后即可把絲扣保護套去除進行張拉。張拉設備為測力扳手，使用前應校定。扳手上帶有數顯度盤，以隨時測定張拉力的大小和便于觀察分級加載的穩(wěn)定性；同一截面上間隔張拉，避免產生局部壓應力集中現象。
?。?）正式施加拉力前，應先施加設計張拉力值的20%即14kN，以去除錨桿本身的彈性雜質和墊板間縫隙，使錨桿各部件緊湊。鋼墊板應與初噴混凝土密貼，不平整處用低不于M30級的水泥砂漿抹平，錨桿軸線應與鋼墊板垂直。
（3）預張拉1～2次后卸荷，再重新施加預應力，加載值大小為：起始荷載30%A，終止荷載120%A，分級循環(huán)荷載如下：0→30%A→50%A→75%A→100%A→120%A，其中A為設計施加預應力值70kN，在每次加載至上述分級荷載后應維持5～20min，以觀察張拉力值的穩(wěn)定性，在加載至最后一級荷載后維持20min.
?。?）鎖定：如果最后一級荷載穩(wěn)定，將荷載回至100%A并檢查其穩(wěn)定性，如滿足要求即可鎖定；否則另行處理，加載時如發(fā)生位移異常時，停止張拉，并在張拉達到的位置鎖定荷載。
?。?）補償張拉：預應力筋鎖定后48h內，若發(fā)現預應力損失大于錨桿拉力設計值的10%時，應進行補償張拉。
2.5錨桿的防腐處理
對于外露錨桿頭和鋼墊板先涂刷兩層瀝青，再噴射C20級密實、品質均一的混凝土，其保護層厚度不得小于2cm；或者在瀝青表面抹以2cm厚的防水砂漿。
3錨桿的檢測
水平預應力對拉錨桿是維護中夾巖柱穩(wěn)定的關鍵措施，故必須對其進行長期檢測。檢測數量不少于錨桿設計數量的10%，即30根。預應力變化值不宜大于錨桿拉力設計值的10%，必要時可采取重復張拉或適當放松的措施以控制張拉力的大小。
4主要安全技術措施
?。?）水平對拉錨桿的施工是一項極其重要的工作，必須安排專人負責，選擇有經驗和水平的作業(yè)人員操作，加強管理，嚴格按照技術交底認真施工作業(yè)。
?。?）各種機械設備均應處于良好狀態(tài)，使用前應進行必要的調試或試運轉。
?。?）施加拉力時孔口下方和前方嚴禁站人，以防施加拉力時發(fā)生脫扣和錨桿突然間拉斷。
?。?）機械設備的運轉部位應有安全防護裝置。
?。?）向錨桿孔注漿時，注漿罐內應保持一定數量的砂漿，以防罐體放空，砂漿噴出傷人；處理管路堵塞前，應消除罐內壓力。
5結束語
水平對拉錨桿是一種常用的、非常有效的加固方式，它對于抑制圍巖變形，防止出現過度塑性變形和貫通的塑性變形區(qū)，防止圍巖失穩(wěn)，發(fā)揮著至關重要的作用。在施工中必須嚴格按照設計和規(guī)范規(guī)定施作，才能達到維護圍巖穩(wěn)定的目的。對拉錨桿監(jiān)控量測結果表明：水平收斂值和拱頂下沉值等指標均在要求范圍內，表明中夾巖柱是穩(wěn)定的。
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