錨固技巖土術在處理隧道塌方施工

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、抗浮等工程建設中已得到廣泛應用，巖土錨固技術，則能較充分地發揮和提高巖土體的自身強度和自穩能力，顯著縮小結構物體積和減輕結構的自重，有效控制巖土工程的變形，巖土錨固方法已經成為提高巖土工程穩定性和解決復雜巖土工程問題最經濟有效的方法之一。同時也是調整與改善巖土體工程結構內力及分布，阻止結構開裂工程坍塌和滑坡的有效手段。

關鍵詞：巖土錨固技術；隧道；施工

一、巖土錨固工程技術的特點

巖土錨固工程技術就是依靠錨桿周圍巖土層的抗剪強度傳遞建筑構筑物的拉力或保持地基土層開挖層面的穩定與安全。從力學角度看，該技術可抵抗傾倒（深基坑）、阻止地層剪切破壞（邊坡防護）、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）、抵抗結構物基底水平位移、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度來傳遞結構物的拉力以保持地層開挖面的自身穩定，由于錨桿錨索的使用，它可以提供作用于結構物上以承受外荷的抗力；可以使錨固地層產生壓應力區并對加固地層起到加筋作用；可以增強地層的強度，改善地層的力學性能；可以使結構與地層連鎖在一起，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稱為錨桿。

二、巖土錨固鉆孔設備及機具的選用原則

鉆孔過程在巖土錨工程施工中處于十分重要的地位，關系到整個工程施工的質量和效益，地層的復雜性給錨固鉆孔施工造成了一定程度上的復雜性影響，但是只要鉆進工藝方法正確，鉆孔設備和機具應用得當，再復雜的地層也可以用相對經濟的手段加以克服。在復雜地層中鉆進所采用的錨固鉆孔設備和機具，必須具備以下優良性能。

1.錨固鉆機具有較大的扭矩輸出，能夠克服鉆孔內復雜的鉆進負載變化及卡鉆現象。

2.具有較大的提升能力，當孔內出現掉塊、坍塌等復雜現象時，能夠采取強力起拔措施處理，防止卡鉆、埋鉆事故的發生。

3.具有較大的調速范圍，適應在土層、巖層不同地層條件下，采用不同鉆進方法時對回轉速度變化的需要。

4.具有較長的給進行程，這一點對提高鉆進效率和采用跟管鉆進方法很重要，一般給進行程不小于1.8-2米。

5.具有最輕的重量和便利的分解組裝性能，對于交通不便的山區和高陡邊坡錨固施工，不僅可減輕在設備搬遷時的勞動強度，還減少了輔助作業時間，有利于提高施工綜合效率。同時還應具有較高的可靠性，擰卸鉆具機械化程度要高，對鉆具的導向性能好。

6.鉆桿套管的強度、剛度、抗疲勞性等綜合機械性能要好。要采用優質合金鋼材料制造。鉆桿、套管的直線性要好，避免在回轉過程中因鉆桿彎曲產生的振動對鉆孔壁和機械設備的破壞作用。

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

三、巖土錨固技術在處理隧道塌方施工中的運用

1.應急段施工（YK2+466～YK2+475）

為確保作業人員安全及避免因塌腔向洞口方向擴展后，必須首行對應急段進行處理。方案中確定塌方段采用Φ108mm管棚，為了避免YK2+472～YK2+475段系統小導管與管棚發生沖突，本段系統小導管等管棚管節安裝完成后再安排施工。

2.加固YK2+466～YK2+472段初期支護

2.1工字鋼加工與安裝

（1）加工前對已完成初支段斷面進行測量，確定工字鋼架的加工參數，盡量使加工的工字鋼架安裝后盡可能貼緊巖面，達到鎖口加固的效果。YK1+466～YK1+468段3榀導向墻內拱架半徑相應縮小57cm。

（2）工字鋼安裝采用人工配合機械作業，工字鋼縱向間距為1m。安裝時先下部后上部，并及時將工字鋼架與系統錨桿或系統小導管尾部焊接牢固，確保工字鋼架的穩定。

（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段導向拱架底腳放置在反填的工作平臺上，該平臺高度為起拱線下1m，便于導向管的安裝和管棚的施作。

2.2系統錨桿（小導管）施工

鉆孔采用風動氣腿式鑿巖機，鉆孔直徑大于中空錨桿（小導管）2cm，保證安裝順利。鉆孔時要嚴格按放樣的孔位布鉆，誤差不大于5cm，孔深大于設計錨桿長度的95%。鉆孔完成錨桿（導管）注漿前采用高壓風吹出孔內淤雜物，及時安裝錨桿。安裝完成后進行注漿作業，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：根據確定的處理方案，塌方處理掘進轉換施工工法，采用臺階法施工方法。施工平臺采用洞外拉運洞碴在塌方區反壓回填，形成長10m，高5m的施工平臺，反填正面坡度為1：1.5。

（2）探測塌腔范圍：因塌方渣體已全部封閉掌子面，塌腔范圍的準確度將直接關系到采取何種支護參數（如管棚的長度）的關鍵。

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

等導向墻混凝土強度達到設計強度的70%以上時，可進行管棚鉆孔作業，鉆孔采用專及管棚鉆機。鉆孔時為避免穿孔先進行偶數孔的鉆孔作業。鋼管接頭同一斷面的接頭數應不超過50%，相鄰鋼管的接頭至少錯開1米。鋼管上按設計要求打注漿孔。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"號孔，待1～2天固結后，再灌注"單"號孔；注漿時，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。嚴格控制注漿壓力和注漿量。注漿順序根據降水漏斗原理，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超前小導管施工

小導管注漿前先噴混凝土封閉掌子面以防滲漏，對強行打入的鋼管進行沖清管內積物，然后再注漿，注漿順序由下而上。采用壓漿機對超前小導管進行注漿，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。注漿前對掌子面及兩側碴體噴射厚度為10cm的砼封閉作為止漿層。待止漿層有一定強度時方可注漿，防止漿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

在已施工完成的K2+472～K2+475段補打剩余部分徑向φ42*3.5mm小導管，加強鎖口段支護。小導管環向間距1.0m，縱向間距1.0m；小導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管相同。

四、結束語

在錨固工程施工期間，施工變形監測與預報工作十分重要，一般采用地表簡易觀測法和重要工程專業儀器監測法，必要時開展動態預報工作，施工變形監測與預報，可以指導動態設計，確保施工安全并且檢驗工程效果。

參考文獻：

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