发表时间：2018-06-22T11:46:54.297Z 来源：《防护工程》2018年第4期作者：刘军军张峰
[导读] 本文首先讨论了锚杆支护的作用，以向家坝水电站左岸对外专用公路Ⅲ标江坳口隧道施工支护为例刘军军张峰
甘肃省宁县住房和城乡建设局甘肃庆阳 745200
摘要：本文首先讨论了锚杆支护的作用，以向家坝水电站左岸对外专用公路Ⅲ标江坳口隧道施工支护为例，阐述了系统锚杆和随机锚杆悬吊的作用机理及其运用，并对锚杆进行了无损或拉拔检测，指出最大限度地利用和发挥围岩的自承能力是隧道衬砌支护结构应遵循的基本原则。
关键词：隧道、锚杆、施工支护、作用、自承能力
一、引言
经过多年的研究和实践，锚杆支护作用机理已经形成很多研究成果。系统锚杆支护作用主要有：锚杆悬吊作用、挤压加固作用、组合梁（拱）作用等，其作用机理锚杆悬吊作用：锚杆穿过软弱、松动和破碎的岩层，锚固在深层的岩层上；挤压加固作用：安装在围岩中的锚杆在其受力后，可在其周围一定范围
内形成压缩区，在系统锚杆中，多个压缩区相互重叠从而形成一个连续的压缩带，使已破碎的围岩具有整体性或近似整体性，提高了其整体强度和承载力；组合梁（拱）作用：依托插入岩层内一定深度的锚杆径向力作用，将多层薄层状岩层挤紧组合起来，增大岩层间的摩阻力，形成组合梁（拱）结构，使该结构的抗弯刚度和强度得以提高，增强岩层的承载力。随机锚杆根据围岩开挖局部出现的夹层等特殊地质状况时现状调整间距增加，施工方法参照系统锚杆施工。以上锚杆作用是相互独立的，其适用范围有一定的局限性，即根据岩层的不同结构形式，选择不同形式规格的锚杆，发挥其不同的作用。现以四川省宜宾市金沙江向家坝水电站左岸对外专用公路Ⅲ标江坳口隧道为例作为阐述。
二、公路隧道工程设计概况
1.工程概述
金沙江向家坝水电站左岸对外专用公路第Ⅲ合同段起止桩号为K7+780～K9+568.364，其中隧道长1704.149米。
2.工程地质概况
围岩为侏罗系砂溪庙组的紫红粉砂质泥岩，岩层平缓产状00～100 /SE∠50～100，多段少数层面有破碎夹泥。优势节理有2组，分别为NEE和NNE向，其中NEE组更为发育，局部密集成带，裂隙基本
卸荷张开，宽度10～30cm，充填岩块岩屑和黄泥。局部有渗水甚至流泥现象。NNE组节理多数也呈张开状，有夹泥。
3.隧道支护设计概况
根据地质情况，按围岩的种类进行分段衬砌，采取了六种衬砌形式，锚杆Φ25@1×1m、L=3m交错布置。
信令风暴三、锚杆支护施工过程
1.锚杆在初期支护中的运用
隧道初期支护组合机理主要是依靠系统锚杆对围岩的整体加固作用，局部出现软弱夹层或渐变层根据现场实际增加随机锚杆，开挖完后立即喷护砼防止岩层裸露面发生风化等一系列物理变化同等重要，通过喷护砼和系统锚杆施工后使围岩在一定范围内形成拱形承载结构，充分发挥围岩岩体自承能力。系统锚杆沿隧道开挖轮廓线径向呈梅花形设置。
设计类型为砂浆系统锚杆和随机锚杆，用三臂液压凿岩台车或风钻钻孔，风动牛角泵或注浆泵注浆。砂浆锚杆安设有两种方式：一是造孔后，先装入水泥卷，再插锚杆，待水泥卷终凝后，安装孔中垫板；二是造孔后，利用牛角泵往孔内注入水泥砂浆，然后再插锚杆，水泥砂浆终凝后安设孔中垫板。
主要控制技术措施为：一是开挖初喷后尽快设置锚杆，然后复喷；二是锚杆原材料规格、长度、直径符合设计要求，锚杆杆体除油，锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求，水泥砂浆强度不低于M20，水泥用普通硅酸盐水泥，砂用中细砂，粒径不大于3mm；三是钻锚杆孔保持锚孔顺直，深度及直径与杆体相匹配，按设计间距定出位置，孔距允许误差±150mm；四是锚杆安装杆体插入锚杆孔时，保持位置居中，砂浆W/C符合设计要求，锚杆杆体露出岩面长度不大于喷层厚度，有水地段先引出孔内的水或在附近另行钻孔再安装锚杆，锚杆孔内砂浆或水泥浆饱满密实，砂浆或水泥浆内添加适量的微膨胀剂，锚杆垫板与孔口砼密贴，随时检查锚杆头的变形情况，紧固垫板螺帽，详见锚杆效果图。
网络辅导锚杆悬吊支护作用的运用
在遇到围岩裂隙破碎复杂段，爆破后岩体发生裂变，开挖岩体很容易出现塌方，局部松散岩块很容易出现掉落，需要及时采取系统锚杆支护，根据围岩变化增加随机锚杆，且开挖跨度应控制在3米以内。nvnu
考虑到砂浆锚杆工艺较复杂，且局部支护工程量较小，同时鉴于围岩实际情况，现场改用水泥卷锚杆。水泥卷锚杆不仅可以满足锚杆全长粘结效果，发挥锚杆的悬吊作用，也可以保证锚杆的防腐蚀作用，而且工艺较为简单，便于施工。
人的异化
局部锚杆支护的钻孔布置应尽量垂直于岩面，如受施工条件的限制，也应保证呈大角度布置。若锚杆钻孔施工危险性较小，可在喷砼前及时进行锚杆支护作业。例如：K8+300～K8+650段成孔后使用空压机吹孔，清除孔内的石渣和粉末，尽可能的减少钻杆注水方式清洗孔，防止水流入孔洞缝隙增加围岩荷载，清孔完毕后，将水泥卷放入孔内，同时往孔内注水搅拌，当水泥卷放入量不少于孔深一半时，将锚杆插入孔内，如果插入困难可用锤击，杆体插入孔内的长度不应短于锚杆全长的90%，在孔口溢出水泥浆时，用于水泥进行封孔和安装锚杆垫板，安装应紧贴岩石，对锚杆不能扰动，其作用同前述系统锚杆垫板.详见锚杆悬吊断面图
3.锚杆实验检测
锚杆支护的锚固质量检测主要依靠锚杆无损检测，宜在施工完成后7天进行，检测前清除锚杆外露段周围浮浆，对于杆体长度不小于设计长度的95%，不足长度超过0.5m的锚杆，密实度大于75%为合格，当无损检测出现实测信号复杂、波形不规则，无法对其进行锚固质量评价，可采用锚杆抗拉拔力检测，抗拉拔力/KN大于50即为满足设计要求，说明锚杆全长粘结效果比较理想，例如K8+210.000～
天体营
K8+240.000段锚杆质量无损检测成果结论。详见锚杆质量无损检测成果表。
锚杆质量无损检测成果表
二级公路设计建造中不太重视交通安全设施的作用，即便是有一些交通安全设施也多余陈旧，不利于驾驶员掌握道路基本交通信息，也是引发交通安全事故的重要根源，比如旧有道路的连续急转弯路段，极易因驾驶员因平面曲线指标变化幅度过大，加大转向操作困难，特别是当速度控制不良且视线条件较差的夜间，更易因操作不当造成较严重的侧碰交通事故，设计中可以采取标志预告和增加线形诱导标志的措施，使得驾驶员有心理准备。特别是曲线半径比大于的路段，在曲线处还应设置线形诱导标。同时采取主动干预的速度控制措施，如地面划画振动减速标线，如图1所示。 图1. 既有道路安全区段的路线安保设施设计生产力研究
3.3 扩建方法选用与应用范围探讨
公路扩建的方法从横断面上主要有以下几种[3]：单侧分离加宽、单侧拼接加宽、双侧拼接加宽，如图2所示。显然，不同的扩建方法其施工特点和应用范围也都不一样。
(a)单侧分离加宽 (b)单侧拼接加宽
(c)双侧拼接加宽
图1 公路扩建的基本方法示意图
通常而言采用单侧或双侧拼接加宽的方式，对于改扩建道路的建设是相对较为经济的，可以充分利用原有道路的路基，同时对土地资源的利用最少。而采用单侧分离加宽，需要用到较多的土地资源，但是建造技术较为简单，相当于重新建造一条新的道路结构。拼接加宽的道路结构，尽管施工临时用地少、实际占地面积少、充分利用已有道路路基等优势，但需要与原有道路路基进行衔接设计，而新老路基的沉降问题差别显著，这势必使得新老道路的不均匀沉降问题，导致运营过程中的病害，此外新老路面也存在连接的问题，由于原有路面可能具有开裂、唧浆、沉陷、坑蚀等病害，新老路面连接其使用性能的一致性保证也非常重要。因此，在拼接加宽施工建造难度较大的情况下，需要改变思路采用分离加宽的型式；但取决于原有道路病害程度以及原来道路路基是否可以满足改建后道路等级需求。
3.4 扩建中生态环保措施与要点
节能环保是目前基础设施建设需要强调的话题，对于改扩建道路而言也需要充分考虑对生态和环境的影响。原来道路建设往往是粗放型，直接在建筑地址进行施工，产生大面积的噪声和粉层污染，同时也不考虑道路建设对沿线社会环境和生态环境的影响。在节能环保里面下，道路扩建中需要充分重视建设对水资源、土地资源、生态资源、社会环境等影响作用，应该使得扩建道路的路线选型不影响沿线的很重要水利工程和水源，不占用过多的农田和土地，不破坏沿线的动植物生态系统，不影响沿线城镇的生产和生活，通过环保定量评估指标分析扩建建造方案的利弊，并在具体的道路施工过程中减少这种环境破坏。
4 结论
我国交通运输产业快速发展，原来连接城镇的诸多二级公路不能满足现如今的交通运输等级和运输量的需求，需要进行扩建。论文详细分析了二级公路改建的特点和基本改建原则，总结了改建设计中存在的关键技术问题，并提出应对措施和方法。系统地阐述了二级公路改建设计的关键要点，而相关工程设计实践提供参考。
参考文献：
[1] 李兰银, 王伟亚, 钟厚冰. 二级公路改建设计关键性技术问题与对策[J]. 公路交通科技 (技術版), 2010, 6(5): 89-90.
[2] 尹攀. 对高速公路改扩建工程路线的设计分析[J]. 城市道桥与防洪. 2016(6):38-40.
[3] 游燕燕, 陈君朝. 高速公路路基加宽拼接及施工控制技术[J]. 公路交通科技 (应用技术版), 2010, 12: 012.
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