田利坡

摘要：巖土錨固在我國邊坡，隧道、地下洞室、基坑、壩體及抗傾、抗浮等工程建設(shè)中已得到廣泛應(yīng)用，巖土錨固技術(shù)，則能較充分地發(fā)揮和提高巖土體的自身強(qiáng)度和自穩(wěn)能力，顯著縮小結(jié)構(gòu)物體積和減輕結(jié)構(gòu)的自重，有效控制巖土工程的變形，巖土錨固方法已經(jīng)成為提高巖土工程穩(wěn)定性和解決復(fù)雜巖土工程問題最經(jīng)濟(jì)有效的方法之一。同時(shí)也是調(diào)整與改善巖土體工程結(jié)構(gòu)內(nèi)力及分布，阻止結(jié)構(gòu)開裂工程坍塌和滑坡的有效手段。

關(guān)鍵詞：巖土錨固技術(shù)；隧道；施工

一、巖土錨固工程技術(shù)的特點(diǎn)

巖土錨固工程技術(shù)就是依靠錨桿周圍巖土層的抗剪強(qiáng)度傳遞建筑構(gòu)筑物的拉力或保持地基土層開挖層面的穩(wěn)定與安全。從力學(xué)角度看，該技術(shù)可抵抗傾倒（深基坑）、阻止地層剪切破壞（邊坡防護(hù)）、控制地下層圍巖的變形和坍落（隧道、礦井）、抵抗豎向位移（水庫、船塢）、抵抗結(jié)構(gòu)物基底水平位移、加固地基（消除差異變形沉降）。

巖土錨固的基本原理就是利用錨桿（索）周圍地層巖土的抗剪強(qiáng)度來傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力以保持地層開挖面的自身穩(wěn)定，由于錨桿錨索的使用，它可以提供作用于結(jié)構(gòu)物上以承受外荷的抗力；可以使錨固地層產(chǎn)生壓應(yīng)力區(qū)并對(duì)加固地層起到加筋作用；可以增強(qiáng)地層的強(qiáng)度，改善地層的力學(xué)性能；可以使結(jié)構(gòu)與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的符合體，使其能有效地承受拉力和剪力。在巖土錨固中通常將錨桿和錨索統(tǒng)稱為錨桿。

二、巖土錨固鉆孔設(shè)備及機(jī)具的選用原則

鉆孔過程在巖土錨工程施工中處于十分重要的地位，關(guān)系到整個(gè)工程施工的質(zhì)量和效益，地層的復(fù)雜性給錨固鉆孔施工造成了一定程度上的復(fù)雜性影響，但是只要鉆進(jìn)工藝方法正確，鉆孔設(shè)備和機(jī)具應(yīng)用得當(dāng)，再復(fù)雜的地層也可以用相對(duì)經(jīng)濟(jì)的手段加以克服。在復(fù)雜地層中鉆進(jìn)所采用的錨固鉆孔設(shè)備和機(jī)具，必須具備以下優(yōu)良性能。

1.錨固鉆機(jī)具有較大的扭矩輸出，能夠克服鉆孔內(nèi)復(fù)雜的鉆進(jìn)負(fù)載變化及卡鉆現(xiàn)象。

2.具有較大的提升能力，當(dāng)孔內(nèi)出現(xiàn)掉塊、坍塌等復(fù)雜現(xiàn)象時(shí)，能夠采取強(qiáng)力起拔措施處理，防止卡鉆、埋鉆事故的發(fā)生。

3.具有較大的調(diào)速范圍，適應(yīng)在土層、巖層不同地層條件下，采用不同鉆進(jìn)方法時(shí)對(duì)回轉(zhuǎn)速度變化的需要。

4.具有較長的給進(jìn)行程，這一點(diǎn)對(duì)提高鉆進(jìn)效率和采用跟管鉆進(jìn)方法很重要，一般給進(jìn)行程不小于1.8-2米。

5.具有最輕的重量和便利的分解組裝性能，對(duì)于交通不便的山區(qū)和高陡邊坡錨固施工，不僅可減輕在設(shè)備搬遷時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度，還減少了輔助作業(yè)時(shí)間，有利于提高施工綜合效率。同時(shí)還應(yīng)具有較高的可靠性，擰卸鉆具機(jī)械化程度要高，對(duì)鉆具的導(dǎo)向性能好。

6.鉆桿套管的強(qiáng)度、剛度、抗疲勞性等綜合機(jī)械性能要好。要采用優(yōu)質(zhì)合金鋼材料制造。鉆桿、套管的直線性要好，避免在回轉(zhuǎn)過程中因鉆桿彎曲產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)鉆孔壁和機(jī)械設(shè)備的破壞作用。

7.鉆桿、套管連接螺紋的強(qiáng)度要高，便于擰卸作業(yè)，連接后的密封性能要好。用以破巖的潛孔沖擊器具有優(yōu)良的輸出性能，鉆頭具有較高的破巖能力和可靠性。

三、巖土錨固技術(shù)在處理隧道塌方施工中的運(yùn)用

1.應(yīng)急段施工（YK2+466～YK2+475）

為確保作業(yè)人員安全及避免因塌腔向洞口方向擴(kuò)展后，必須首行對(duì)應(yīng)急段進(jìn)行處理。方案中確定塌方段采用Φ108mm管棚，為了避免YK2+472～YK2+475段系統(tǒng)小導(dǎo)管與管棚發(fā)生沖突，本段系統(tǒng)小導(dǎo)管等管棚管節(jié)安裝完成后再安排施工。

2.加固YK2+466～YK2+472段初期支護(hù)

2.1工字鋼加工與安裝

（1）加工前對(duì)已完成初支段斷面進(jìn)行測(cè)量，確定工字鋼架的加工參數(shù)，盡量使加工的工字鋼架安裝后盡可能貼緊巖面，達(dá)到鎖口加固的效果。YK1+466～YK1+468段3榀導(dǎo)向墻內(nèi)拱架半徑相應(yīng)縮小57cm。

（2）工字鋼安裝采用人工配合機(jī)械作業(yè)，工字鋼縱向間距為1m。安裝時(shí)先下部后上部，并及時(shí)將工字鋼架與系統(tǒng)錨桿或系統(tǒng)小導(dǎo)管尾部焊接牢固，確保工字鋼架的穩(wěn)定。

（3）YK2+469～YK2+471段3榀工字鋼直接落在封閉的渣體上，且必須人工修平；YK2+466～YK2+468段導(dǎo)向拱架底腳放置在反填的工作平臺(tái)上，該平臺(tái)高度為起拱線下1m，便于導(dǎo)向管的安裝和管棚的施作。

2.2系統(tǒng)錨桿（小導(dǎo)管）施工

鉆孔采用風(fēng)動(dòng)氣腿式鑿巖機(jī)，鉆孔直徑大于中空錨桿（小導(dǎo)管）2cm，保證安裝順利。鉆孔時(shí)要嚴(yán)格按放樣的孔位布鉆，誤差不大于5cm，孔深大于設(shè)計(jì)錨桿長度的95%。鉆孔完成錨桿（導(dǎo)管）注漿前采用高壓風(fēng)吹出孔內(nèi)淤雜物，及時(shí)安裝錨桿。安裝完成后進(jìn)行注漿作業(yè)，漿液采用1：1純水泥漿液，注漿壓力控制在0.5～1.5MPa。

2.3塌方及過渡段施工（YK2+475～YK2+495）

（1）反壓回填施工平臺(tái)：根據(jù)確定的處理方案，塌方處理掘進(jìn)轉(zhuǎn)換施工工法，采用臺(tái)階法施工方法。施工平臺(tái)采用洞外拉運(yùn)洞碴在塌方區(qū)反壓回填，形成長10m，高5m的施工平臺(tái)，反填正面坡度為1：1.5。

（2）探測(cè)塌腔范圍：因塌方渣體已全部封閉掌子面，塌腔范圍的準(zhǔn)確度將直接關(guān)系到采取何種支護(hù)參數(shù)（如管棚的長度）的關(guān)鍵。

（3）管棚施工（YK2+469～YK2+488）：管棚起始樁號(hào)為YK2+466，管棚施作長度為20m。

等導(dǎo)向墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)，可進(jìn)行管棚鉆孔作業(yè)，鉆孔采用專及管棚鉆機(jī)。鉆孔時(shí)為避免穿孔先進(jìn)行偶數(shù)孔的鉆孔作業(yè)。鋼管接頭同一斷面的接頭數(shù)應(yīng)不超過50%，相鄰鋼管的接頭至少錯(cuò)開1米。鋼管上按設(shè)計(jì)要求打注漿孔。鋼管的徑向定位誤差不大于20cm。

管口注漿直至漿液由通氣孔冒出為止，注漿采用先灌注"雙"號(hào)孔，待1～2天固結(jié)后，再灌注"單"號(hào)孔；注漿時(shí)，其水灰比控制在1：1，注漿初壓力為0.5～1.0Mpa，終壓力為2.0～2.5MPa。嚴(yán)格控制注漿壓力和注漿量。注漿順序根據(jù)降水漏斗原理，從拱部開始從上而下壓注，先壓注無水孔，后壓注有水孔。如遇串漿或跑漿，可間隔一孔或幾孔灌壓。

2.4超前小導(dǎo)管施工

小導(dǎo)管注漿前先噴混凝土封閉掌子面以防滲漏，對(duì)強(qiáng)行打入的鋼管進(jìn)行沖清管內(nèi)積物，然后再注漿，注漿順序由下而上。采用壓漿機(jī)對(duì)超前小導(dǎo)管進(jìn)行注漿，注漿液采用水泥漿，水灰比為1：1，注漿壓力初壓0.5MPa，終壓1.0MPa。注漿前對(duì)掌子面及兩側(cè)碴體噴射厚度為10cm的砼封閉作為止?jié){層。待止?jié){層有一定強(qiáng)度時(shí)方可注漿，防止?jié){液從各巖面裂隙中反滲。

2.5加固鎖口段（K2+472～K2+475）初期支護(hù)

在已施工完成的K2+472～K2+475段補(bǔ)打剩余部分徑向φ42*3.5mm小導(dǎo)管，加強(qiáng)鎖口段支護(hù)。小導(dǎo)管環(huán)向間距1.0m，縱向間距1.0m；小導(dǎo)管尾部與鋼架焊接在一起。本段施工方法與施工工藝與其它段小導(dǎo)管相同。

四、結(jié)束語

在錨固工程施工期間，施工變形監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)工作十分重要，一般采用地表簡易觀測(cè)法和重要工程專業(yè)儀器監(jiān)測(cè)法，必要時(shí)開展動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)工作，施工變形監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)，可以指導(dǎo)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，確保施工安全并且檢驗(yàn)工程效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTGF60-2009.公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTGD70-2004.公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]楊曉雪.某隧道施工中塌方的處理措施[J].山西建筑，2010（06）.

[4]何新凱，彭杰，王木群.隧道塌方的處理技術(shù)[J].公路工程2011（02