隧道錨桿支護機理及關(guān)鍵問題探討

前言
　　公路隧道建設(shè)在我國的交通運輸發(fā)展中起著不可替代的作用，為了提高我國公路工程的質(zhì)量，隧道建設(shè)是很重要的環(huán)節(jié)，隧道建設(shè)的成果體現(xiàn)在是否為企業(yè)節(jié)約了更多的資源和良好的施工環(huán)境，將公路隧道建設(shè)的重要措施集結(jié)起來，這樣才能實現(xiàn)公路隧道的高速運轉(zhuǎn)、安全便捷。由于隧道工程具有多變性和復(fù)雜性，在施工過程中必須要對隧道進行支護襯砌，目前為止，最為高端的公路隧道建設(shè)中應(yīng)用最廣泛的支護襯砌方式是噴錨，噴錨初襯支護的核心工序就是錨桿支護，支護方式中的錨桿技術(shù)與傳統(tǒng)的支護方式有著根本上的差別，與傳統(tǒng)的支護方式相比較，現(xiàn)在的支護方式更加主動地處理坍塌巖土體所發(fā)生的荷載現(xiàn)象，防止變形并通過合理有效的方式方法阻止了坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。錨桿支護機理的主要作用有懸吊作用、減跨作用、擠壓加固作用。
　　1 錨桿支護機理所產(chǎn)生的作用
　　1.1 錨桿支護機理的懸吊作用。為了防止圍巖因為移動而滑落，在施工作業(yè)的時候應(yīng)該在牢固的巖層上面緊緊勾住不穩(wěn)定的巖層，吊起來巖體的重量就是錨桿所受到的拉力，可以將松動的巖塊通過錨桿固定在穩(wěn)定的巖體上面，也可以通過切割把巖塊通過串連加以固定，有效地防止滑動或者是脫落。
　　1.2 錨桿支護機理的減跨作用：將錨桿釘在隧道頂層的巖層中，這樣就等于為隧道頂層設(shè)立一個支點，使頂層所受的壓力減小，從而起到了延長隧道使用壽命的作用。需要注意的是錨桿雖然起到了減跨作用，但是錨桿在頂層必須固定在牢固的巖層中。
　　1.3 錨桿支護機理的擠壓加固作用：錨桿固定在巖層中所受到的壓力，可以使固定的區(qū)域形成一定的壓縮范圍。運用了錨桿支護機理的擠壓加固作用可以將固定區(qū)域反復(fù)重疊形成了不斷連續(xù)的壓縮帶，將已經(jīng)破碎的巖層重新連接起來形成一個整體性，增加了巖層的承載能力和受壓能力。
　　通過對以上三種錨桿支護機理所產(chǎn)生的作用論述，不難看出每個錨桿支護機理的作用都是作為獨立的個體進行施工作業(yè)，而錨桿注漿后，漿液對圍巖裂隙的粘結(jié)作用，使破碎圍巖除受錨桿的懸吊外還因粘結(jié)形成整體。按照實際施工作業(yè)所發(fā)生的不同狀況，進行不同方式的錨桿支護機理，充分發(fā)揮好錨桿支護機理的作用。
　　2 隧道工程設(shè)計
　　2.1 隧道地質(zhì)勘察。在隧道施工之前要看隧道位置處于什么狀況，其大致的結(jié)構(gòu)和具備的施工特點，具體的巖層呈什么形狀分布，巖體是否容易滑落、斷層、抗壓能力薄弱等現(xiàn)象發(fā)生的可能性。
　　2.2 初步階段的錨桿支護設(shè)計。在具體實施支護的時候具體由中空錨桿、砂漿錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等組成。在鉆孔時應(yīng)該選擇什么型號的錨桿孔和混凝土噴射機進行安裝。加強對巖層的實時監(jiān)控和測量，發(fā)現(xiàn)問題及時處理并加以分析所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，準確應(yīng)用錨桿支護的參數(shù)，更好地對施工過程進行指揮。
　　3 施工過程中的錨桿支護
　　3.1 錨桿支護的組合梁技術(shù)應(yīng)用。組合梁技術(shù)主要是通過錨桿支護起到對整體巖層進行鞏固的作用，在構(gòu)造內(nèi)部當中使圍巖成為具有承載能力的拱形結(jié)構(gòu)，外部及整體具有高抗壓能力的鮮明特點，充分發(fā)揮圍巖本身的承受能力。
　　3.2 施工過程中的錨桿支護形式。錨桿支護所運用的兩種形式為：中空注漿錨桿和砂漿錨桿。這兩種錨桿技術(shù)是當前隧道工程中應(yīng)用最為廣泛，效果最好的技術(shù)。它們都是施工中粘接能力最強的，在使用過程中通過其本身具備的摩擦力，避免巖體移位的可能性發(fā)生，并通過安裝程序有效的增強了約束能力從而有效地控制了圍巖變形或者是圍巖荷載承受力不足的通病。
　　3.3 施工過程中的錨桿安裝。第一次噴射混凝土之后就要進行錨桿安裝，在整個隧道工程施工中，由于圍巖的地質(zhì)和環(huán)境等情況呈復(fù)雜性、多變性，特別是整體構(gòu)造和施工層面應(yīng)與錨桿的方向是互相平行的，錨桿安裝不應(yīng)千篇一律地按照隧道開挖時的輪廓進行布置，有別于小角度的布置，這樣才能避免整體結(jié)構(gòu)和層面"連"在一起，組成特殊的拱形構(gòu)造。在錨桿安裝的過程中，應(yīng)特別注意幾個方面：隧道開始挖掘的時候，應(yīng)對要挖掘部分的周圍情況和整體結(jié)構(gòu)趨向進行勘查研究，對要進行挖掘的部分作標記或者是用圖紙記錄。關(guān)于技術(shù)的工作應(yīng)根據(jù)錨桿鉆孔的施工人員進行準確的交底，盡量避免錨桿在施工過程中產(chǎn)生的干擾因素和角度布置，這樣便于施工順利進行。
　　4 錨桿支護機理的運用
　　4.1 局部錨桿支護。隧道工程在爆破后進行的開挖施工會造成圍巖巖體的松動現(xiàn)象發(fā)生，在局部的2厘米至3厘米左右范圍會出現(xiàn)因為爆破所產(chǎn)生的裂痕，而且爆破后的巖層會比較薄弱，容易發(fā)生滑落或是坍塌事故，這時候施工單位應(yīng)采用局部的錨桿支護方式。由于局部錨桿支護的總工程量比較小，而且技術(shù)較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)不同的圍巖情況進行靈活施工，充分發(fā)揮出布局錨桿支護的作用，保證了錨桿支護的技術(shù)。
　　4.2 錨桿支護的鉆孔。錨桿支護的鉆孔作業(yè)應(yīng)測量好巖面與錨桿的比例，如果在施工過程中因為條件原因受到作業(yè)限制，也應(yīng)該盡可能的排除小角度的布置。錨桿支護鉆孔應(yīng)該在噴射混凝土之前進行施工作業(yè)，這樣可降低錨桿鉆孔的危險性，在隧道工程施工過程中，可能會使圍巖碎裂，為錨桿鉆孔制造了難度，這種情況應(yīng)當利用鉆桿技術(shù)代替錨桿支護，控制好注漿的量，在實際操作中還要根據(jù)圍巖碎裂程度以及施工設(shè)計組織的情況進行作業(yè)。
　　4.3 錨桿支護的檢測。制定檢測周期，定期地對錨桿支護進行檢測，要跟據(jù)錨桿支護的質(zhì)量檢測結(jié)果進行備案記錄，通過全面檢測使錨桿支護的效果達到最好。
　　隧道襯砌支護的操作原則應(yīng)該嚴格按照行業(yè)內(nèi)的操作規(guī)范進行施工，有效地發(fā)揮圍巖的自我承受能力，把圍巖的應(yīng)有價值發(fā)揮到最大，通過施工前對施工現(xiàn)場的勘探，尤其是隧道工程的地質(zhì)條件和環(huán)境，隧道工程施工階段也要對圍巖的實際情況和分布情況進行考察，然后根據(jù)現(xiàn)場勘查的情況采取相應(yīng)的措施和解決方案，使圍巖的體術(shù)性能得以充分發(fā)揮，這是施工單位在隧道工程中的主要任務(wù)目標。但是，不同的隧道工程和地質(zhì)條件以及環(huán)境都是不盡相同的，那么圍巖的自我承受能力也是不同的，造成了在施工過程中的挖掘方式以及人為因素所產(chǎn)生的影響也是客觀存在的，例如：支護在控制的時候因為時間所產(chǎn)生的差別、施工技術(shù)水平等，導(dǎo)致了隧道工程的支護方式往往處在實施階段的時候就出現(xiàn)問題，從而導(dǎo)致了其應(yīng)有的作用沒有完全發(fā)揮出來。所以，施工單位在強調(diào)錨桿支護機理作用的時候，不應(yīng)該只注重加強對理論的學(xué)習，還應(yīng)該不斷通過實際操作來完善錨桿支護機理，同時也要對圍巖的現(xiàn)場勘探進一步加強，把握好圍巖和錨桿支護的理論實踐相結(jié)合，可以使施工單位能更好地現(xiàn)場指導(dǎo)施工工作。
　　結(jié)論
　　 綜上所述，目前為止，我國公路隧道工程項目施工中應(yīng)用最為廣泛的支護襯砌方式就是錨桿支護，施工單位要做好施工前的勘探工作，對地理環(huán)境和路面要仔細勘察，準確分析研究周圍的自然狀況以及分布情況，制定合理有效的支護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，根據(jù)施工過程中對錨桿支護的運用和布置要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行調(diào)整，做到安全施工、文明施工，充分發(fā)揮好錨桿支護的技術(shù)水平，保證了企業(yè)的長遠發(fā)展。