隧道中锚杆施工存在的问题、原因及影响有哪些呢？

发布时间： 2022-03-23 14:55:48

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20世纪初期锚杆支护在矿山工程首次使用，至今在岩石地下工程中已得到广泛应用，高速公路隧道初期支护中也在普遍使用。但对锚杆在隧道支护体系中作用机理的认识尚存在分歧，但通常认为有以下几种作用:连接作用、组合作用、整体加固作用。

连接作用:隧道围岩存在不稳定的岩块或岩层时，可用锚杆将它们连接起来，并锚入完整的岩层中;

组合作用:用锚杆将一定厚度的岩层，特别是成层的岩层组合在一起，形成组合拱或组合梁，防止岩层滑移或坍塌;

整体加固作用:通过有规律布设的锚杆群，将隧道四周一定深度的围岩通过挤压、粘结加固组成承载环。

锚杆在具体的公路隧道设计中，一般二级及以上围岩，仅对局部围岩破碎段采用，长度2~2.5米;三级围岩的拱、墙部全部使用，长度2~3米，间距1~1.5米;四级围岩拱墙部全部使用，长度2.5~3米，间距1~1.2米;五级围岩拱墙部全部使用，长度3~4米，间距0.8~1.2米;六级围岩属于地质条件极差段，需要通过实验和计算确定。

目前公路隧道中通常使用的锚杆主要是中空注浆锚杆和药卷锚杆，本文重点讨论这两种锚杆。

隧道工程的绝大部分属于隐蔽工程，要求动态设计，动态施工，且要求24小时连续作业，加之施工环境差，安全风险高，因此隧道施工的规范性相对较差，而在各施工环节中尤以锚杆施工存在的问题最多。主要有:

1、锚杆的打设长度不足。

主要原因:施工队伍蓄意偷工减料;操作工人偷懒或为了加快进度锚孔深度没有钻够;围岩破碎，成孔后碎落的岩块堵塞了钻孔，致使锚杆无法插入;操作空间受限，施工困难。如在四、五级围岩中，采用三台阶施工，上台阶仅3米左右，而锚杆设计长度通常在3.5~4米，根本无法施工。锚杆的长度未达到设计要求，必然导致锚入完整围岩部分的长度不足，降低了锚固作用。

2、锚杆打设角度偏差过大。

锚杆也称径向锚杆，要求打设角度必须垂直岩面，这样才能发挥最大的锚固作用。而实际施工中锚杆打设角度偏差非常大，特别是拱顶部分，有的甚至和岩面的夹角只有10~20度。主要原因:操作工人个人原因如技术水平差、作业随意不规范;拱顶范围的锚杆孔属于竖向垂直作业，钻孔难度大，且钻渣和泥水随时会落到操作工人身上;操作空间受限，施工困难。如在四、五级围岩中，采用三台阶施二工，.上台阶仅3米左右，而锚杆设计长度通常在3.5~4米，所以只能减小角度才能施工。锚杆的有效锚固力与锚杆的有效长度(锚杆长度乘锚杆围岩夹角的sin值)成正比，即如果夹角只有20度，4米长的锚杆的有效长度仅为1.3

米，基本不会起到锚固作用。因此锚杆的打设的垂直度非常重要。

3、中空锚杆注浆不饱满或不注浆。

隧道施工中，中空锚杆注浆不饱满是一个非常普遍的现象。主要原因:操作人员的偷懒或为了加快施工进度;拱顶范围内的锚杆竖向垂直度大，注浆施工困难;水泥砂浆的水灰比较大，凝固后体积收缩。中空注浆锚杆的粘结力主要靠砂浆与围岩的粘结提供，注浆不饱满会导致锚固力降低。

4、锚杆外露端的垫板安装未紧贴岩面或未安装垫板。

锚杆施工中锚垫板安装不紧的现象也非常普遍，主要原因在于操作人员责任心差。锚垫板安装不紧造成锚杆尾端应力为零，降低了锚杆的悬吊作用。