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[摘 要]本文结合工程实际，对锚喷支护的工作原理及在隧道工程的应用谈一些看法。
[关键词]锚喷支护；工作原理；隧道工程；应用
中图分类号：U455.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0113-01
锚喷支护在隧道工程已得到了广泛地应用，它不仅用于加固局部失稳的围岩和整治坍方，确保隧道施工安全，更多地用于对隧道围岩进行系统支护加固，确保隧道在整个使用寿命期内安全可靠。本文结合工程实际，对锚喷支护的工作原理及在隧道工程的应用谈一些看法。
一、锚喷支护的作用原理
锚杆、喷射砼、挂钢筋网、钢架支撑、以及它们间的任意组合型式，统称为锚喷支护。锚喷支护就是当隧道周围跟边坡岩石承载能力不足，需提高围岩自身承载能力时，采取联合支护形式，形成长期稳定的支护结构体系。
1、锚喷支护的工作原理
喷锚支护指的是借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用（根据地质情况也可分别单独采用）加固岩层，分为临时性支护结构和永久性支护结构。喷混凝土可以作为洞室围岩的初期支护，也可以作为永久性支护。喷锚支护是使锚杆、混凝土喷层和围岩形成共同作用的体系，防止岩体松动、分离。把一定厚度的围岩转变成自承拱，有效地稳定围岩。当岩体比较破碎时，还可以利用丝网拉挡锚杆之间的小岩块，增强混凝土喷层，辅助喷锚支护。喷锚支护在洞室开挖后，支护及时，与围岩密贴，柔性好，有良好的物理力学性能。它能侵入围岩裂隙，封闭节理，加固结构面和层面，提高围岩的整体性和自承能力，抑制变形的发展。在支护与围岩的共同工作中，有效地控制和调整围岩应力的重分布，避免围岩松动和坍塌，加强围岩的稳定性。
2、锚喷支护的特点
（1）灵活性。锚喷支护是由喷射混凝土、锚杆、钢筋网等支护部件进行适当组合的支护形式，它们既可以单独使用，也可以组合使用。其组合形式和支护参数可以根据围岩的稳定状态，施工方法和进度，隧道形状和尺寸等加以选择和调整。它们既可以用于局部加固；也易于实施整体加固；既可一次完成，也可以分次完成。充分体现了“先柔后刚，按需提供”的原则。
（2）及时性。锚喷支护能在施作后迅速发挥其对围岩的支护作用。这不仅表现在时间上，即喷射混凝土和锚杆都具有早强性能，需要它时，它就能起作用，而且表现在空间上，即喷射混凝土和锚杆可以最大限度地紧跟开挖而施工，甚至可以利用锚杆进行超前支护。
（3）密贴性。喷射混凝土能与坑道周边的围岩全面、紧密地粘结，因而可以抵抗岩块之间沿节理的剪切和张裂。
（4）深入性。锚杆能深入围岩体内部一定深度，对围岩起约束作用。
（5）柔性。锚喷支护属于柔性支护，它可以较便利地凋节围岩变形，允许围岩作有限的变形，即允许在围岩塑性区有适度的发展，以发挥围岩的自承能力。
（6）封闭性。喷射混凝土能全面及时地封闭围岩，这种封闭不仅阻止了洞内潮气和水对围岩的侵蚀作用，减少了膨胀性岩体的潮解软化和膨胀，而且能够及时有效地阻止围岩变形，使围岩较早地进入变形收敛状态。
喷锚支护在洞室开挖后，支护及时，与围岩密贴，柔性好，有良好的物理力学性能。它能侵入围岩裂隙，封闭节理，加固结构面和层面，提高围岩的整体性和自承能力，抑制变形的发展。在支护与围岩的共同工作中，有效地控制和调整围岩应力的重分布，避免围岩松动和坍塌，加强围岩的稳定性。它不像传统的模筑混凝土衬砌那样，只是在洞室开挖后被动地承受围岩压力，而是主动地加固围岩。
二、锚喷支护在隧道工程的应用
1、工程概况
某高速公路隧道设计为左右分离式单向行车隧道，隧道洞口段穿越残坡积层，强、弱风化粉砂岩，围岩稳定性差，洞身段主要围岩为微风化粉砂岩夹石英砂岩，中—厚层状构造，节理裂隙发育，岩石呈块（石）碎（石）状镶嵌结构。其初期支护采用锚喷支护结构。
2、施工技术要点
（1）工字鋼钢架、格栅钢架。钢架在洞外钢筋加工棚按设计单元尺寸加工成片，采用18a、16a型工字钢制作，共分成10段加工，段与段之间采用高强螺栓连接，工字钢焊接在1cm连接钢板上。加工前清除工字钢、钢筋上油污浮锈，用冷弯设备弯制成型，再焊接连接钢板，钢架加工时其尺寸须放大7～10cm作为预留变形量，确保初期支护不侵入衬砌净空。工字钢与钢板的焊接必须符合技术规范要求。将加工成型的钢架在加工场试拼合格后，运到开挖点安装。安装前先检查开挖断面中线和高程、开挖轮廓是否符合要求，初喷4cm厚砼再架设钢架。钢架的基础必须按照要求处理，对于台阶法施工地段，钢架拱脚必须放臵在实地，若围岩比较破碎时，必须支垫混凝土块或木板，并在拱脚铺盖5～10cm的砂石，便于下导坑施工时清理。钢架在自制简易台车上架设。钢架垂直于线路方向架设，允许偏差±2°，中线及高程允许偏差±50mm。钢架与初喷砼必须紧密接触，空隙处用砼垫块楔紧，每榀垫块不少于14处。钢架单元间用M20高强螺栓连接，钢架纵向用连接钢筋连接，其环向间距应符合设计尺寸，钢架与纵向连接筋采用连接套连接，连接套采用25mm直径钢管加工，长度5cm，连接套与工字钢焊接，连接筋两头弯制成90°插入连接套，钢架定位焊连在系统锚杆上。
（2）Φ25中空注浆。锚杆Φ25中空注浆锚杆，按纵环向间距75（纵）×100（环向）梅花形布臵，原则上径向设臵，并适当考虑与围岩层面的关系，尽量与岩面垂直，锚杆单根长度3m。锚杆用锚杆机或气腿式风动凿岩机在简易台车上施工，孔径45mm，钻眼位臵、方向、孔径严格控制，钻孔完毕后，用气清孔，并将锚杆边旋转边送入眼孔，安装止浆塞、φ10塑料排气管、垫板、螺母，垫板要紧贴岩面。注入水泥砂浆，注浆时应将眼孔中气体排出，注浆压力控制在0.5～1Mpa，砂浆锚杆施作方法同中空锚杆施作方法。锚杆施工要求锚杆孔位偏差不大于200mm，孔洞保持直线；孔深不得小于设计长度，杆体露出面的长度，不应大于喷层厚度。
（3）钢筋网。钢筋网采用8mm直径圆钢焊接，尺寸20×20cm，双层布臵。钢筋网在洞口钢筋棚加工成片，每片加工尺寸1.5m×2m，然后运到洞内安装，钢筋网应与钢架焊接成整体并焊接在系统锚杆上，保护层厚度不小于4cm。钢筋网的加工、安装要求：钢筋网的网眼尺寸误差±10mm，对角线误差10mm；钢筋网的漏焊、开焊不得超过焊点的2%，且不应集中；钢筋网在安装时应搭接10cm；钢筋网与钢架的焊接必须牢固，防止喷射混凝土的过程中发生塌落。
（4）喷射砼。喷混凝土采用湿喷工艺，以减少回弹及粉尘，创造良好的隧道施工条件。喷射用砼在拌合站拌制，由运料车运至喷射工作面。喷射砼配合比由现场试验室根据试验选择，并经过试验验证。同时使用2～4台湿式喷射机喷射C25混凝土或C20混凝土。喷前检查净空尺寸，处理局部欠挖，清除松动危石，按经监理工程师批准的配合比将配料在洞口拌合站拌合均匀，用砼运输车将混合料运送到喷射点，用湿喷机分层喷射砼，分层厚度拱部一次不超过5cm，边墙一次不超过10cm，自下而上分段进行，每次喷射分段长度不超过6m。喷射作业要配熟练的喷射工，喷嘴应与受喷面保持垂直，同时与受喷面保持一定的距离，一般为0.6～1.0m。按照设计与规范要求，设臵预埋点，作为围岩的压力变形监控量测点，取得围岩形变参数，作为施工与调整依据，画出围岩形变曲线，在一定时间围岩趋于稳定后，方可二次模注砼。回弹料严禁重复使用。喷射混凝土的喷层厚度平均厚度≥设计值；最小厚度≥0.5设计值，且≥60mm。对于超挖部分或受喷面明显凹凸不平处，采用同等级强度混凝土喷射补平和回填。
三、结束语
锚喷支护是一种柔性支护结构，是在充分发挥围岩自身承载能力的基础上设置的支护结构，因此隧道开挖时要尽量少扰动围岩。不同围岩的承载能力有很大差别，实际施工中，若发现围岩情况与设计描述不同，需尽快通知设计人员，以便及时修正支护结构。
参考文献
[1] 中华人民共和国交通部.公路隧道设计规范（JTJ026-90）.人民交通出版社.1990.
[2] 中华人民共和国交通部.公路隧道施工技术规范（JTJ042-94）.人民交通出版社.1995.
[3] <<公路隧道>>.人民交通出版社.1995.
[关键词]锚喷支护；工作原理；隧道工程；应用
中图分类号：U455.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0113-01
锚喷支护在隧道工程已得到了广泛地应用，它不仅用于加固局部失稳的围岩和整治坍方，确保隧道施工安全，更多地用于对隧道围岩进行系统支护加固，确保隧道在整个使用寿命期内安全可靠。本文结合工程实际，对锚喷支护的工作原理及在隧道工程的应用谈一些看法。
一、锚喷支护的作用原理
锚杆、喷射砼、挂钢筋网、钢架支撑、以及它们间的任意组合型式，统称为锚喷支护。锚喷支护就是当隧道周围跟边坡岩石承载能力不足，需提高围岩自身承载能力时，采取联合支护形式，形成长期稳定的支护结构体系。
1、锚喷支护的工作原理
喷锚支护指的是借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用（根据地质情况也可分别单独采用）加固岩层，分为临时性支护结构和永久性支护结构。喷混凝土可以作为洞室围岩的初期支护，也可以作为永久性支护。喷锚支护是使锚杆、混凝土喷层和围岩形成共同作用的体系，防止岩体松动、分离。把一定厚度的围岩转变成自承拱，有效地稳定围岩。当岩体比较破碎时，还可以利用丝网拉挡锚杆之间的小岩块，增强混凝土喷层，辅助喷锚支护。喷锚支护在洞室开挖后，支护及时，与围岩密贴，柔性好，有良好的物理力学性能。它能侵入围岩裂隙，封闭节理，加固结构面和层面，提高围岩的整体性和自承能力，抑制变形的发展。在支护与围岩的共同工作中，有效地控制和调整围岩应力的重分布，避免围岩松动和坍塌，加强围岩的稳定性。
2、锚喷支护的特点
（1）灵活性。锚喷支护是由喷射混凝土、锚杆、钢筋网等支护部件进行适当组合的支护形式，它们既可以单独使用，也可以组合使用。其组合形式和支护参数可以根据围岩的稳定状态，施工方法和进度，隧道形状和尺寸等加以选择和调整。它们既可以用于局部加固；也易于实施整体加固；既可一次完成，也可以分次完成。充分体现了“先柔后刚，按需提供”的原则。
（2）及时性。锚喷支护能在施作后迅速发挥其对围岩的支护作用。这不仅表现在时间上，即喷射混凝土和锚杆都具有早强性能，需要它时，它就能起作用，而且表现在空间上，即喷射混凝土和锚杆可以最大限度地紧跟开挖而施工，甚至可以利用锚杆进行超前支护。
（3）密贴性。喷射混凝土能与坑道周边的围岩全面、紧密地粘结，因而可以抵抗岩块之间沿节理的剪切和张裂。
（4）深入性。锚杆能深入围岩体内部一定深度，对围岩起约束作用。
（5）柔性。锚喷支护属于柔性支护，它可以较便利地凋节围岩变形，允许围岩作有限的变形，即允许在围岩塑性区有适度的发展，以发挥围岩的自承能力。
（6）封闭性。喷射混凝土能全面及时地封闭围岩，这种封闭不仅阻止了洞内潮气和水对围岩的侵蚀作用，减少了膨胀性岩体的潮解软化和膨胀，而且能够及时有效地阻止围岩变形，使围岩较早地进入变形收敛状态。
喷锚支护在洞室开挖后，支护及时，与围岩密贴，柔性好，有良好的物理力学性能。它能侵入围岩裂隙，封闭节理，加固结构面和层面，提高围岩的整体性和自承能力，抑制变形的发展。在支护与围岩的共同工作中，有效地控制和调整围岩应力的重分布，避免围岩松动和坍塌，加强围岩的稳定性。它不像传统的模筑混凝土衬砌那样，只是在洞室开挖后被动地承受围岩压力，而是主动地加固围岩。
二、锚喷支护在隧道工程的应用
1、工程概况
某高速公路隧道设计为左右分离式单向行车隧道，隧道洞口段穿越残坡积层，强、弱风化粉砂岩，围岩稳定性差，洞身段主要围岩为微风化粉砂岩夹石英砂岩，中—厚层状构造，节理裂隙发育，岩石呈块（石）碎（石）状镶嵌结构。其初期支护采用锚喷支护结构。
2、施工技术要点
（1）工字鋼钢架、格栅钢架。钢架在洞外钢筋加工棚按设计单元尺寸加工成片，采用18a、16a型工字钢制作，共分成10段加工，段与段之间采用高强螺栓连接，工字钢焊接在1cm连接钢板上。加工前清除工字钢、钢筋上油污浮锈，用冷弯设备弯制成型，再焊接连接钢板，钢架加工时其尺寸须放大7～10cm作为预留变形量，确保初期支护不侵入衬砌净空。工字钢与钢板的焊接必须符合技术规范要求。将加工成型的钢架在加工场试拼合格后，运到开挖点安装。安装前先检查开挖断面中线和高程、开挖轮廓是否符合要求，初喷4cm厚砼再架设钢架。钢架的基础必须按照要求处理，对于台阶法施工地段，钢架拱脚必须放臵在实地，若围岩比较破碎时，必须支垫混凝土块或木板，并在拱脚铺盖5～10cm的砂石，便于下导坑施工时清理。钢架在自制简易台车上架设。钢架垂直于线路方向架设，允许偏差±2°，中线及高程允许偏差±50mm。钢架与初喷砼必须紧密接触，空隙处用砼垫块楔紧，每榀垫块不少于14处。钢架单元间用M20高强螺栓连接，钢架纵向用连接钢筋连接，其环向间距应符合设计尺寸，钢架与纵向连接筋采用连接套连接，连接套采用25mm直径钢管加工，长度5cm，连接套与工字钢焊接，连接筋两头弯制成90°插入连接套，钢架定位焊连在系统锚杆上。
（2）Φ25中空注浆。锚杆Φ25中空注浆锚杆，按纵环向间距75（纵）×100（环向）梅花形布臵，原则上径向设臵，并适当考虑与围岩层面的关系，尽量与岩面垂直，锚杆单根长度3m。锚杆用锚杆机或气腿式风动凿岩机在简易台车上施工，孔径45mm，钻眼位臵、方向、孔径严格控制，钻孔完毕后，用气清孔，并将锚杆边旋转边送入眼孔，安装止浆塞、φ10塑料排气管、垫板、螺母，垫板要紧贴岩面。注入水泥砂浆，注浆时应将眼孔中气体排出，注浆压力控制在0.5～1Mpa，砂浆锚杆施作方法同中空锚杆施作方法。锚杆施工要求锚杆孔位偏差不大于200mm，孔洞保持直线；孔深不得小于设计长度，杆体露出面的长度，不应大于喷层厚度。
（3）钢筋网。钢筋网采用8mm直径圆钢焊接，尺寸20×20cm，双层布臵。钢筋网在洞口钢筋棚加工成片，每片加工尺寸1.5m×2m，然后运到洞内安装，钢筋网应与钢架焊接成整体并焊接在系统锚杆上，保护层厚度不小于4cm。钢筋网的加工、安装要求：钢筋网的网眼尺寸误差±10mm，对角线误差10mm；钢筋网的漏焊、开焊不得超过焊点的2%，且不应集中；钢筋网在安装时应搭接10cm；钢筋网与钢架的焊接必须牢固，防止喷射混凝土的过程中发生塌落。
（4）喷射砼。喷混凝土采用湿喷工艺，以减少回弹及粉尘，创造良好的隧道施工条件。喷射用砼在拌合站拌制，由运料车运至喷射工作面。喷射砼配合比由现场试验室根据试验选择，并经过试验验证。同时使用2～4台湿式喷射机喷射C25混凝土或C20混凝土。喷前检查净空尺寸，处理局部欠挖，清除松动危石，按经监理工程师批准的配合比将配料在洞口拌合站拌合均匀，用砼运输车将混合料运送到喷射点，用湿喷机分层喷射砼，分层厚度拱部一次不超过5cm，边墙一次不超过10cm，自下而上分段进行，每次喷射分段长度不超过6m。喷射作业要配熟练的喷射工，喷嘴应与受喷面保持垂直，同时与受喷面保持一定的距离，一般为0.6～1.0m。按照设计与规范要求，设臵预埋点，作为围岩的压力变形监控量测点，取得围岩形变参数，作为施工与调整依据，画出围岩形变曲线，在一定时间围岩趋于稳定后，方可二次模注砼。回弹料严禁重复使用。喷射混凝土的喷层厚度平均厚度≥设计值；最小厚度≥0.5设计值，且≥60mm。对于超挖部分或受喷面明显凹凸不平处，采用同等级强度混凝土喷射补平和回填。
三、结束语
锚喷支护是一种柔性支护结构，是在充分发挥围岩自身承载能力的基础上设置的支护结构，因此隧道开挖时要尽量少扰动围岩。不同围岩的承载能力有很大差别，实际施工中，若发现围岩情况与设计描述不同，需尽快通知设计人员，以便及时修正支护结构。
参考文献
[1] 中华人民共和国交通部.公路隧道设计规范（JTJ026-90）.人民交通出版社.1990.
[2] 中华人民共和国交通部.公路隧道施工技术规范（JTJ042-94）.人民交通出版社.1995.
[3] <<公路隧道>>.人民交通出版社.1995.