交通隧道建設(shè)論文發(fā)表期刊推薦北大核心級(jí)期刊《施工技術(shù)》，《施工技術(shù)》創(chuàng)刊于1971年，是國家期刊獎(jiǎng)提名獎(jiǎng)期刊，中國建筑科學(xué)類核心期刊，中國建筑施工行業(yè)惟一的國家級(jí)核心期刊，由建設(shè)部主管，亞太建設(shè)科技信息研究院、中國建筑設(shè)計(jì)研 究院、中國建筑工程總公司、中國土木工程學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦。主要介紹國內(nèi)工程建設(shè)施工方面的方針政策和技術(shù)法規(guī)，重大技術(shù)成就，傳播建筑領(lǐng)域采用的新體系、新 技術(shù)、新工藝、新材料、新機(jī)具、新設(shè)備和施工管理經(jīng)驗(yàn)，以及國內(nèi)外先進(jìn)施工技術(shù)及其發(fā)展動(dòng)態(tài)。發(fā)行對(duì)象：建設(shè)主管部門；大中型建筑（建設(shè)）集團(tuán)公司及施工 企業(yè)；承建商（工程總包、甲方）；規(guī)劃設(shè)計(jì)、科研院所；房地產(chǎn)開發(fā)商；監(jiān)理公司；質(zhì)監(jiān)部門；高等院校；以及對(duì)土木建筑施工領(lǐng)域感興趣的各界朋友。
　　摘要：隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于交通承載的運(yùn)輸量和等級(jí)要求也越來越高，交通建設(shè)的范圍也在不斷的增大，修建的隧道也在逐漸增多。但是隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的提高和工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，導(dǎo)致工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)選線時(shí)不可避免的會(huì)遇到不良地質(zhì)地段的情況，這給隧道的施工帶來了極大的難度，本文針對(duì)不良地質(zhì)地段圍巖加固技術(shù)中的錨桿錨固技術(shù)的應(yīng)用及施工技術(shù)做簡單地探討研究。

　　關(guān)鍵詞：隧道不良地質(zhì)段,施工技術(shù),加固技術(shù),錨固技術(shù)

　　隧道施工主要的風(fēng)險(xiǎn)來源于不良地質(zhì)，不良地質(zhì)主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：一，有巖土方面引起的有：斷層破碎帶、高地應(yīng)力、軟弱圍巖等。二，由于地下水引起的有主要有突水現(xiàn)象。三，前兩者組合起來引起的有：突泥、地?zé)�、大變形等�?/p>

　　不良地質(zhì)地段在隧道施工中造成的風(fēng)險(xiǎn)主要是由安全風(fēng)險(xiǎn)（工程損毀、人身傷亡、機(jī)械損壞、材料浪費(fèi)）、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（水源破壞、植被損壞）、工期風(fēng)險(xiǎn)（造成工期延誤，不能按時(shí)交工）、成本風(fēng)險(xiǎn)（造成成本嚴(yán)重失控，加大了投入的風(fēng)險(xiǎn)）。

　　在隧道施工中為了保證開挖面穩(wěn)定，防止隧道坍塌，通常采用超前錨桿錨固、超前小導(dǎo)管、注漿等預(yù)加固技術(shù)，尤其在隧道圍巖破碎和不良地質(zhì)情況下。預(yù)加固技術(shù)是保證隧道能否順利安全施工的前提條件。本文就錨固技術(shù)在隧道不良地質(zhì)地段圍巖加固中的應(yīng)用做簡單的探討。

　　1錨固技術(shù)的施工特點(diǎn)

　　1.1充分調(diào)用巖土體能量，減輕結(jié)構(gòu)自重，確保施工安全；

　　1.2巖土工程中各類地層均可進(jìn)行錨固。

　　1.3施工中對(duì)機(jī)械以及設(shè)備的作業(yè)空間要求嚴(yán)格，對(duì)各種地形、各種場地?zé)o較多空間要求。

　　1.4用錨桿替代鋼橫撐作側(cè)壁支撐，不但可節(jié)約大量鋼材，還大大改善了施工條件。

　　1.5錨桿的的設(shè)計(jì)拉力，可由現(xiàn)場試驗(yàn)和施工來準(zhǔn)確獲得，它可以保證錨固工程具有足夠的安全系數(shù)和施工的可靠性。

　　1.6利用錨固工程支護(hù)與其他施工相比較，對(duì)環(huán)境的污染小。

　　1.7錨桿施加預(yù)應(yīng)力后，可較準(zhǔn)確地控制結(jié)構(gòu)物的變位量，以保證結(jié)構(gòu)物的安全。

　　2錨桿施工技術(shù)

　　錨桿作為一種新技術(shù)得到迅速地發(fā)展，與大量新建工程的興起有關(guān)，但是還是主要由于各種高效率錨桿鉆機(jī)的問世以及有了特殊的施工工藝與專利裝置所促成的。為了滿足設(shè)計(jì)要求，必須要根據(jù)錨桿使用目的、環(huán)境狀況、施工條件等編制出施工計(jì)劃書。錨桿施工技術(shù)是在復(fù)雜的地基內(nèi)不能直接了解觀察的情況下進(jìn)行的，所以，在施工前必須了解：施工地段地形地質(zhì)情況；地層的性狀；地下水的狀態(tài)；地下埋設(shè)管道、障礙物的情況；臨近建筑物狀況等。這些都必選在設(shè)計(jì)施工前調(diào)查清楚，并在施工技術(shù)中給予研究確定。

　　2.1錨桿成孔工藝

　　通常錨桿的成孔是錨固工程中費(fèi)用最高和控制工期的作業(yè)，因?yàn)橐彩怯绊戝^固工程經(jīng)濟(jì)效益的主要因素。錨桿的成孔一概滿足設(shè)計(jì)要求的孔徑、長度和傾斜角度，采用適宜的鉆孔方式確保鉆孔精度，使其后續(xù)桿體插入和注漿都能順利進(jìn)行。

　　2.1.1鉆孔要求：1）在鉆孔過程中，需對(duì)錨固區(qū)段的巖質(zhì)和沿途的分層厚度進(jìn)行驗(yàn)證；2）不同的地質(zhì)條件，選擇的鉆孔方法和鉆機(jī)是不相同的，這樣能保證在桿體插入和注漿的過程中孔壁不至于塌陷；鉆機(jī)直徑符合設(shè)計(jì)要求，以使孔壁不至于過分?jǐn)_動(dòng)；3）鉆孔以清水為好，膨潤土懸濁液和泥漿水都會(huì)減弱錨桿的錨固力，應(yīng)避免使用。鉆孔用水對(duì)周邊圍巖和錨固地質(zhì)層有不良影響時(shí)，應(yīng)該考慮無水鉆孔法。4）錨固長度區(qū)段內(nèi)的孔壁呈現(xiàn)渣土或者粘土附著，會(huì)使錨桿錨固力下降，因此，要求清水充分清洗孔壁。5）施工過程中若有地下水從鉆孔內(nèi)流出，必要時(shí)采用注漿堵水，以防止錨固段漿液流出而影響錨桿的錨固力。6）可采用透水試驗(yàn)或從鉆孔透水的回流情況判斷地層的透水強(qiáng)度。

　　對(duì)鉆孔強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)物的重要程度和使用目的不同而有所不同，鉆孔過程中，經(jīng)常檢查鉆孔的準(zhǔn)直度，一般偏離鉆孔軸線的誤差為鉆孔長度的2%。

　　2.1.2常見的幾種鉆孔技術(shù)

　　在錨固工程中所鉆進(jìn)的掩體絕大部分為軟弱土層和復(fù)雜破碎或堅(jiān)硬不穩(wěn)固地層，常常是在一個(gè)鉆孔中出現(xiàn)幾種巖土層，因此，錨固工程施工成孔工藝較為復(fù)雜，往往采用綜合性成孔方法。目前常用的鉆進(jìn)方法除了常規(guī)正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)外，大量使用的是長螺旋回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、跟管沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、沖擊擠密鉆進(jìn)和反循環(huán)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)等鉆進(jìn)方法。在軟土地層中，由于沖洗液循環(huán)時(shí)對(duì)孔壁的滲透作用，削弱了地層的抗剪強(qiáng)度，不利于錨桿的承載能力，而在硬巖石斜孔鉆進(jìn)時(shí)，采用硬質(zhì)合金鉆頭破碎巖石，效率低而且成本增加，采用金剛石鉆頭破碎巖石鉆頭壽命短，易產(chǎn)生偏斜，且成本高，所以，正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)在錨固工程施工中不提倡使用。常見的幾種鉆孔技術(shù)的施工方法。

　�。�1）長螺旋回鉆進(jìn)

　　長螺旋回轉(zhuǎn)鉆井不適用沖洗介質(zhì)，是在各類土層中成孔的優(yōu)選方法。鉆進(jìn)中土屑沿螺旋葉片在慣性離心力的作用和向上推理作用下返出鉆孔。這種方法鉆進(jìn)效率高，最高可達(dá)20m/h，且操作簡單要求設(shè)備功率低，無污染、噪音小等優(yōu)點(diǎn)。

　　（2）長螺旋沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)

　　長螺旋沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)是在圖層中含有塊石、碎石或者破碎的巖層中使用的成孔方法。如果在土層中夾雜塊石、碎石時(shí)螺旋鉆進(jìn)效率極低，且易發(fā)生孔內(nèi)事故，而且沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)地層破碎而風(fēng)量漏失后，上返氣流減少，攜帶巖粉屑能力降低，易造成埋鉆事故。一般情況是將兩種方法結(jié)合起來使用，既解決了較硬巖石的破碎困難和排粉困難的雙重問題，同時(shí)提高了成孔的效率和施工質(zhì)量。為防止葉片在軟硬不均的地層中卡鉆，在軟土層中卡鉆，在軟地層前部，當(dāng)硬巖層和軟土層厚度超過單根螺旋鉆桿長度時(shí)，慎用此種方法。

　�。�3）沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)

　　在錨固工程施工過程中，多采用氣動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的主要優(yōu)點(diǎn)是在硬巖層中成孔率較高，質(zhì)量好，鉆孔偏斜小，成孔后洗孔時(shí)間短，對(duì)施工工期容易保證。沖擊回轉(zhuǎn)鉆的主要技術(shù)參數(shù)是風(fēng)動(dòng)沖擊器所需要的風(fēng)壓、風(fēng)量和轉(zhuǎn)數(shù)，給進(jìn)壓力控制在10kN左右。鉆進(jìn)過程中經(jīng)常進(jìn)行強(qiáng)力排粉，已達(dá)到孔內(nèi)安全。所選用的風(fēng)動(dòng)沖擊器可根據(jù)設(shè)計(jì)的鉆孔直徑進(jìn)行選擇。

　　（4）沖擊回鉆擠密鉆進(jìn)

　　沖擊回鉆擠密鉆進(jìn)方法主要是在軟弱地層中為了提高錨桿的承載能力，減少坍塌和孔內(nèi)殘留鉆渣而是用的一種新型成孔方法。它的施工工藝是在鉆進(jìn)時(shí)利用沖擊器的沖擊力將鉆頭擊入土層中，同時(shí)鉆機(jī)的給進(jìn)力推動(dòng)鉆頭壓入土層中，并且在鉆機(jī)回轉(zhuǎn)力的作用下鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度對(duì)土層做剪切破碎，產(chǎn)生的土屑被沖擊力、給進(jìn)壓力雙重作用擠進(jìn)孔壁之中，并使土層結(jié)構(gòu)破壞，排擠土顆粒間的結(jié)膜水、空隙水，土顆粒重新排列而密實(shí)，內(nèi)聚力增加，抗剪強(qiáng)度增大，因此，增加了錨固體與土層的黏結(jié)力和摩擦阻力、增大了錨桿的承載能力。該法的優(yōu)點(diǎn)在于在鉆進(jìn)過程中物巖屑，無污染，鉆進(jìn)效率高，成孔質(zhì)量好，鉆進(jìn)時(shí)間利用率可達(dá)70%~80%。對(duì)于不同的地質(zhì)層可做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整給進(jìn)壓力。

　�。�5）跟套管沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)

　　這種方法成孔方式有三種：雙動(dòng)力頭跟管鉆進(jìn)、偏心鉆頭跟管鉆進(jìn)和沖擊器跟管鉆進(jìn)。需要注意的是，在雙動(dòng)力頭跟管鉆進(jìn)時(shí)，底層為軟土或者是含碎石較小、較少時(shí)，小徑鉆具可用長螺旋鉆具；在硬巖層或含巖塊較大、較多時(shí)，多用沖擊回轉(zhuǎn)鉆具作為超前小徑鉆具。這里就不在詳細(xì)的一一介紹。

　　2.2錨桿孔擴(kuò)孔的方法

　　為了增大錨桿的承載能力，有時(shí)需要對(duì)鉆孔深處的端部進(jìn)行擴(kuò)孔處理。可以通過專門的擴(kuò)孔機(jī)具或者是在孔內(nèi)放入少量的**進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔的方法有：機(jī)械擴(kuò)孔、爆炸擴(kuò)孔、水力擴(kuò)孔和壓漿擴(kuò)孔。

　�。�1）機(jī)械擴(kuò)孔

　　機(jī)械擴(kuò)孔需要專門的擴(kuò)孔裝置。該裝置是將一種擴(kuò)張式刀具置于一魚雷形裝置中，這種擴(kuò)張式刀具能通過機(jī)械方法隨著魚雷式裝置緩緩地旋轉(zhuǎn)而逐漸張開，知道所有的切刀都完全張開完成擴(kuò)孔為止。

　　（2）爆炸擴(kuò)孔

　　爆炸擴(kuò)孔是將計(jì)算稱量好的**放入鉆孔內(nèi)，把土向四周擠壓呈球形擴(kuò)大頭。此法一般使用于砂興土。對(duì)于粘性土，爆炸擴(kuò)孔擾動(dòng)大，意識(shí)土液化，有時(shí)反而是承載力降低。及時(shí)用于砂性土，也要防止擴(kuò)孔塌落。

　　（3）水力擴(kuò)孔

　　水力擴(kuò)孔在我國已經(jīng)成功用于土層的錨桿施工，它是將合金鉆頭的頭端封住，只在中間留一個(gè)直徑為10mm的小孔，而在鉆頭側(cè)面按120°，與中心軸線夾角為45°開設(shè)三個(gè)直徑為10mm的射水孔。施工時(shí)的壓力保持在0.5~1.5Mpa，鉆進(jìn)速度為0.5m/min。

　　2.3注漿工藝

　　錨桿通常是用水泥砂漿或水泥漿將錨桿與地層固定并對(duì)錨桿加以保護(hù)。錨桿的黏結(jié)強(qiáng)度和防腐效果在很大程度上取決于拌合料的成分及其注入方式，注漿是錨桿施工中的一個(gè)關(guān)鍵程序，施工時(shí)應(yīng)該對(duì)其有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄下來，以防備發(fā)生事故時(shí)查用。錨桿灌漿一般使用的砂漿強(qiáng)度不小于3000kN/m2。小孔徑錨桿在必要時(shí)才使用純水泥漿。砂的選用一般選用中砂，在攪拌前還需要過篩。水灰比的比例對(duì)水泥漿起著特別重要的作用，經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐表明，固定錨桿所用的砂漿的最適宜的水灰比為0.4~0.5，灰砂比為1:1或者1:0.5（重量比）。

　　3應(yīng)用實(shí)例

　　長沙營盤路湘江隧道于2011年10月29日建成通車，該隧道路面距江底最小距離為6米，圍巖破碎。隧道施工期間，對(duì)圍巖的加固工藝采用沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法進(jìn)行成孔，采用水泥水玻璃雙液漿進(jìn)行加固。

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