巖土錨固技術(shù)在處理隧道塌方施工中的運用

黃保站+朱理理+劉鵬

摘要：隨著我國工程建筑業(yè)的飛速發(fā)展，巖土錨固技術(shù)得到廣泛的運用，其應(yīng)用領(lǐng)域主要有鐵路隧道、基坑支擋和巖土邊坡等工程施工。本文就巖土錨固技術(shù)的相關(guān)概念進行闡述，分析研究巖土錨固技術(shù)在處理隧道塌方施工中的運用效果，以便提高隧道塌方處理的效率。

關(guān)鍵詞：巖土錨固技術(shù)；隧道塌方；施工

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，巖土錨固技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷擴大。巖土工程是一門技術(shù)學(xué)科，在我國是以工程專業(yè)的學(xué)科被引進到課堂中，在我國的發(fā)展僅有20來年的時間，但我國巖土錨固技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用發(fā)展比較迅速，目前，在該領(lǐng)域中的綜合技術(shù)已經(jīng)成為世界先列，其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛。隧道塌方是比較常見的事故，塌方對人的生命安全帶來較大的威脅，會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此，研究出一種有效的處理隧道塌方的方案是非常有必要的。

一、巖土錨固技術(shù)的概況

巖土錨固技術(shù)主要是指埋設(shè)在巖土中的受拉桿件，通過使用結(jié)構(gòu)物的拉應(yīng)力傳遞給巖土體深部的穩(wěn)定地層或加固不穩(wěn)定的巖土中，從而形成拉桿和巖土之間的相互作用，進而同時進行工作的體系[1]。其中巖土錨桿主要類型包括預(yù)應(yīng)力錨桿、非預(yù)應(yīng)力錨桿。其中預(yù)應(yīng)力錨桿的主要功能是將結(jié)構(gòu)物的拉應(yīng)力傳遞到巖土深部的穩(wěn)定地層中，其主要構(gòu)成部分有錨固段、自由段和錨頭。另外，非預(yù)應(yīng)力錨桿主要是用在極度不穩(wěn)定的巖土中的。

巖土錨固的工作特征主要有：（1）地層開挖后，能夠及時的提供主動的支護抗力，對地層和錨固結(jié)構(gòu)的變形發(fā)展能夠進行有效的控制。（2）能夠改變巖土的應(yīng)力狀態(tài)。（3）有利于提高地層軟弱結(jié)構(gòu)面和潛在滑移面的抗剪強度，有利于對地層的其他力學(xué)性能進行改善。（4）便于設(shè)定和調(diào)整錨桿的作用部位、密度、方向和施工時機，通過使用最小的支護抗力獲得最好的穩(wěn)定效果。（5）其具有良好的延伸性，有利于提高錨固結(jié)構(gòu)物的抗地震和動力作用的能力，使得結(jié)構(gòu)物和地層緊密相連，從而形成共同的工作體系。

二、在隧道塌方施工中巖土錨固技術(shù)的應(yīng)用

本文主要是以西周嶺隧道為例，隧道全長為七千四百多米，隧道總共穿越九條地質(zhì)斷層帶。其中有一段右洞YK2+476處發(fā)生塌方，塌方的巖土體主要是經(jīng)過風(fēng)化的砂質(zhì)狀態(tài)的花崗巖。塌方體隧道埋深長度為16米，高大概為11米，空腔高約9米。通過多方專家的研究和討論，最終確定使用注漿固結(jié)圍巖管棚輔助技術(shù)處理塌方現(xiàn)象，并取得了較好的效果[2]。

1.巖土錨固技術(shù)在處理隧道塌方中的工作原理

巖土錨固技術(shù)在處理隧道塌方施工中的工作原理主要是加固塌方的巖土體，避免進一步塌方的風(fēng)險。在加固塌方的巖土體的時候，需要充分運用注漿固結(jié)松散的塌方巖土體，使得其成為整體性較強的圍巖土體，然后使用管棚的較強支撐力，配合科學(xué)合理的開挖方式，在施工的時候進行全程監(jiān)控和檢測，綜合運用各種施工技術(shù)，保障巖土結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

2.施工特點

其一，針對隧道塌方的松散土體，需要進行封閉和注漿處理，以便減少再次塌方的可能性，并在加固渣體上回填洞渣，形成相互的作用力，使得巖土體更加穩(wěn)固。另外，還需要建立加固處理作業(yè)平臺，以便降低處理的風(fēng)險。其二，在隧道塌方前后設(shè)置過渡段，使用工字鋼進行臨時加固處理，確保施工安全。其三，使用管棚注漿，對隧道拱頂處塌方巖土體進行加固處理，將鋼管貫穿于隧道塌方土體中，以便加強巖土體的穩(wěn)定性，確保隧道施工安全性。其四，隧道拱頂空腔處，需要使用輕質(zhì)材料填充密實，使用的材料可以是泡沫或其他較輕的材料，有利于減輕襯砌壓力，避免二次塌方的發(fā)生；另外，還需要使用雷達(dá)監(jiān)測輔助施工，確保支護參數(shù)符合設(shè)計要求。

3. 施工步驟流程

其一，在應(yīng)急段的施工流程。其應(yīng)急段為（YK2+465～YK2+476），為了有效的確保施工人員的安全，規(guī)避因塌腔向洞口方向擴展，必須首先對塌方應(yīng)急段機械處理，在處理的過程中，使用直徑為108mm的管棚。然而為了避免在塌方Y(jié)K2+472～YK2+476段系統(tǒng)小導(dǎo)管和管棚發(fā)生摩擦和沖突，應(yīng)該在該段系統(tǒng)小導(dǎo)管等管棚管節(jié)安裝完成后再進行施工處理。另外，在塌方的YK2+460～YK2+476段處進行封閉和注漿固結(jié)塌方的松散土體[3]。

其二，加固應(yīng)急段的初期支護。（1）進行工字鋼加工和安裝。首先，在加工前期，對已經(jīng)完成的初支段的斷面進行測量，確定好工字鋼架的加工參數(shù)，使得加工后的工字鋼架能夠完全貼合巖土面，以便達(dá)到鎖口加固的效果。其次，工字鋼架的安裝需要人工配合機械作業(yè)，工字鋼的縱向間距為1米。安裝的時候先安裝下部，然后再安裝上部，并將工字鋼架和系統(tǒng)錨桿或者小導(dǎo)管尾部進行焊接加固，確保工字鋼架的穩(wěn)定性。（2）系統(tǒng)錨桿的施工流程。鉆孔的時候需要使用風(fēng)動氣腿式鑿巖機，鉆孔直徑需要大于中空錨桿2cm。鉆孔時，需要嚴(yán)格按照放樣的孔位布鉆，鉆孔的誤差應(yīng)小于5cm，孔的深度需要大于設(shè)計錨桿的95%。

其三，加固鎖口段的初期支護。鎖口段的范圍為（K2+472～K2+476），在已經(jīng)施工完成的鎖口段補打剩余的小導(dǎo)管，加強鎖口段的支護。其中小導(dǎo)管的間距應(yīng)為1米，縱向間距為1米。施工方法和其他段位的施工方式相同。

其四，塌方區(qū)域和過渡段初支施工（K2+476～K2+496）。首先，對塌方區(qū)域進行監(jiān)控和檢測。采用水平鉆機在拱頂?shù)膬蓚?cè)拱腰位置探測3個孔。塌方區(qū)域的施工使用大管棚支護下的臺階法施工方案，對塌方前后做出相應(yīng)的調(diào)整和檢測。另外，系統(tǒng)小導(dǎo)管的施工需要進行無縫鋼管加工處理，導(dǎo)管的長度為5米，縱向間距為0.5米，環(huán)向間距為0.5米，呈梅花狀分布，小導(dǎo)管的施工方案和與上述導(dǎo)管的施工方式相同。

三、總結(jié)

通過對巖土錨固技術(shù)的相關(guān)概念進行分析，探討巖土錨固技術(shù)在處理隧道塌方施工中的應(yīng)用效果，從巖土錨固技術(shù)的施工步驟和原理以及工藝特點幾個方面進行分析。巖土錨固技術(shù)能夠較好的處理隧道塌方的問題，對塌方土體進行加固，其加固作用較好，能夠確保巖土體的穩(wěn)定性，在處理隧道塌方方面具有較高的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]孫鈞.中國巖土工程錨固技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].城市建設(shè)，2010，13（7）：14-15.

[2]張宏昆.預(yù)應(yīng)力錨索在高邊坡防護中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2010，14（5）：19-21.

[3]徐禎祥.巖土錨固工程技術(shù)發(fā)展的回顧[J].工程勘探，2011，17（5）：16-18.

作者簡介：

黃保站（1976.1—），山東省巨野縣，青島海巖基礎(chǔ)工程有限公司，中級職稱

朱理理（1987.8—），山東省昌邑市，青島恒固巖土工程有限公司，初級職稱

劉鵬（1986.4—），山東省沂水縣，青島恒固巖土有限公司，助理工程師endprint