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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。

  

5、锚杆打设数量不足。

主要原因:施工队伍蓄意偷工减料;操作人员偷懒或为了加快施工进度;受空间限制操作困难。锚杆数量不够会降低锚杆群作用的发挥,影响围岩的整体加作用。

 


  

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供稿:四川陆通检测 才华

编辑:小小墁

  




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