隧道施工支護(hù)中的錨桿作用分析

　　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。
　　關(guān)鍵詞：隧道 支護(hù) 錨桿
　　中圖分類號(hào):F280 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
　　文章編號(hào):1004-4914(2011)01-284-01
　　
　　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，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，并通過安裝在孔口的錨桿托板對(duì)巖壁的約束力來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