试析锚杆支护技术在软岩隧道施工中的应用.pdf

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1、2012年6月罾弼目蒜氆交通建设试析锚杆支护技术在软岩隧道施工中的应用白亮(中铁隧道股份有限公司)摘要：锚杆支护是保持结构物与岩土体稳固的有效手段，本文分析了锚杆支护的现状、优点和适用范围，软岩隧道支护的理论和存在的问题，针对软岩隧道岩体特性，探究了锚杆支护技术在软岩隧道施工中的应用。关键词：锚杆支护；软岩隧道软岩支护理论的发展由早期隧道的太沙基理论和普氏理论，到新奥法越来越成熟，我国对软岩隧道支护理论的也有了长期的进步，形成了自己的系统理论，在软岩工程设计上也有所斩获，其中锚杆支护技术就是重要的理论成果之

2、一。1锚杆支护的现状近年来我国锚杆支护的研究取得了一定的成果：经过多年的研究和实践，锚杆锚固技术成功应用于边坡工程和结构抗浮工程等，同时在重力坝加固工程和抗地震工程等工程中也起到了一定的作用，对于劳动强度很大的钻、装、安等施工工序实现了机械化和自动化，这样既减轻了工人的劳动强度，又提高了施工的质量和准确度，使工程的质量有了更好的保障。但是由于发展的晚，技术知识有限等各方面的原因，在锚秆支护技术上还有很多空白，特别是软岩支护，理论研究和实际施工不能相结合，造成了实际施工时人力物力的损失。在理论研究上，锚杆支护

3、的设计、不同锚杆的应力、不同地层中锚杆的应力特性、锚杆的载荷等计算方法都需要进一步研究，在工程应用上，对锚索长期稳定性、土层锚杆化学稳定性的监测等方面的研究也有待加强。2锚杆支护的优点(1)对地层的固有强度起到了保护作用。锚杆支护在施工过程中可以随挖随支，不需要其他配套技术，支好后能将结构物和地层牢牢地连在一起，起到了保护地层强度的作用，保证了施工的安全性。Q)能够改善地层的力学性能。锚杆支护起到了提高软弱面结构剪切强度的作用和加大潜在滑移面剪切强度的作用，从而使工程安全进行。(3)锚杆支护使用灵活，可调性

4、强。施工的地质情况通常有一定的变化，锚杆支护可以随着地质情况的变化和检测结果适当的调整，这种灵活性能够补强软弱地质层，用较小的支护抗力就可以起到比较稳定的效果。(4)锚杆支护还有成本低、作业劳动强度轻、污染少等优点。3锚杆支护的适用范围(1)在大型岩石洞室工程和永久性岩石边坡中，一般使用高预应力锚杆和低预应力锚杆结合的体系。(2)针对岩石隧洞工程多使用断头锚固型体系，端头锚固型预应力较低，能够有效的完成岩石隧洞工程中的支护工作。(3)如果遇到围岩自稳时间短或者在年限较短的矿山巷道工程，大都采用摩擦型锚杆，比

5、如缝管锚杆和水胀锚杆等。通常受到周围爆破振动影响的工程中也适用这类锚杆。·(4)在工程中如果地形复杂而又难以成孔，建议使用自钻式锚杆。(5)有些工程是永久性支护，应积极发展压力分散型锚杆，有些是l临时性的则应采用拉力分散型锚杆。4软岩隧道支护的理论．对于软岩隧道支护的理论有其发展的过程，过去普遍认为隧道的失稳是源于支护强度不够，支护的关键是加强支护的强度，比较流行的理论一个是太沙基理论，另一个是普氏理论。太沙基理论认为有凝聚力的松散介质在隧道开挖后下沉，并且由于侧压力产生的摩阻力制约了介质的下沉，介质垂直的

6、压力与摩阻力的差就是支护力；普氏理论的看法是：隧道上方平衡拱围岩由于重力而下沉，隧道塌落拱的重量即使支护力。后期新奥法又给人们带来了新的理论，这种理论认为：支护应采取主动地方式，利用围碉的强度支撑自己，并适时封闭围岩辅助支护。这种方法更适用于现场施工，所以新奥法被普遍用作施工方法。5软岩隧道支护存在的问题，(1)支担参数难以确定。支护参数的确定需要对围岩变形进行具体的分析，但是目前很难对其有深入的研究，这就导致支护的形式不能确定，支护时机难以把握，致使支护参数无法保证精确。一般对于隧道地质、岩体比较稳定的情

7、况，施工时采取常用的锚杆支护是能够起到正常的支护效果的，但是对于地质、岩体比较复杂的情况，一般的锚杆支护就很难达到要求。(2)软岩隧道支护载荷变形。目前的应力计算不够成熟，在施工建设中的支护就不能得到有效地实施，其他工序也会受到影响。(3)软岩隧道锚杆支护材料难以确定。在计算岩体各项指标时，理论上是各种因素确定的，得到的数值也是准确的，但实际上软岩隧道施工的环境并不能完全预料到，还有很多不确定的因素，所以也只能凭借经验和已有的案例来进行判断，尽量做好质量把关，提高支护的安全性能。6软岩隧道的岩体特性软岩分为

8、工程类和地质类两种，地质类是有比较松软、膨胀变形等．特性的岩体的总称，工程类是塑性变形和结构流变性能明显的岩体，一般使用于工程开始作业的软岩岩体。软岩结构具有较低的承载性能，但是变形能力较强，非常适合隧道工程施工作业，软岩岩体还有较好的岩体强度，在受到水作用、结构应力和自重等作用时仍然有较好的支护力。7锚杆支护在软岩隧道施工中的应用7．1做好基础测量工作围岩等级有很多，要研究围岩量级需要多方考存在的因素。不同等级