1前言

 

　　 在软岩隧道工程中，随着隧道掘进长度的增大，支护难的问题日益突出，成为制约隧道安全生产的重要因素。各类锚杆及其组合支护形式是软岩隧道支护的主流，但在锚喷支护基础上，通过锚注加固围岩，更能提高再生围岩岩体弹性模量，使极不稳定围岩隧道保持稳定。实践证明，锚注技术因工艺简单、成本低，支护可靠性高而被广泛应用。

 

 

　　2.1基本原理

 

　　 注浆锚杆注浆充填围岩裂隙，配合锚喷支护，将靠近洞壁浅部的围岩通过锚杆固定到深部较稳定的岩体上，同时锚杆在围岩内形成组合拱对围岩施加压力，使处于二向应力状态的围岩转向三向应力状态，可以形成一个多层有效组合拱，提高了支护结构的整体性和承载能力。 

 

　　2.2加固作用分析

 

　　 围岩注浆加固往往与其他隧道支护形式结合起来，它不仅改善围岩岩性和应力分布，而且大大缩小围岩变形，减轻支架承受的外载压力，改善支架的受力情况。岩体的强度，通常用莫尔强度理论来描述。τ=C+σtgφ⑴式中：τ—岩体抗剪强度，MPa；σ—正应力，MPa；C—岩体的内聚力，MPa；φ—内摩擦角由⑴式可知岩体强度大小是C、φ两个指标确定。岩体C和φ值的增值大小，视注浆材料的性能及注浆工艺是否合理而有所不同。一般来说，注浆材料本身固结强度高、稳定性好的，其C和φ值增加的较大，反之亦然。注浆工艺合理，能保证岩体裂隙充填密实，浆液与裂隙面粘结牢固，其C和φ值也增加的多。由于浆液在岩体内充实，固结强度提高，使隧道周围形成一完整的连续的承压体，围岩应力分布趋于均匀，减少了应力集中现象，提高了支架的承载能力。

 

 

　　 隧道掘出后，布置树脂锚杆，然后在纵向横向挂设钢丝绳，并用托盘压紧，喷射一层砼，顶帮及底角布置注浆锚杆注浆加固，中顶每5m一根锚索。

 

 

　　 重庆交通轨道一号线中梁山隧道开挖断面为12×9m，进口位于松散的风化坡积层内，隧道埋深约50m地面车流量较大，限定隧道开挖，不得产生较大的地表下沉（小于10cm）使公路遭到破坏。为了保证隧道开挖断面的使用功能，同时规定隧道的拱顶下沉和收敛变形均应小于15mm。根据风化坡积层特点，首先采用地表注浆法加固地层，改善自身强度，同时隧道开挖前采用超前大管棚(φ108钢管)并注浆进行超前支护，改善围岩承受二次应力的能力，防止隧道的开挖引起拱顶松动破坏和过大的拱顶下沉。隧道采用全断面掘进，开挖后首先喷射一层5cm混凝土，打设注浆径向锚杆并注水泥浆，改善围岩受力条件和提高围岩自撑能力，为后续支护结构施工争取时间。其次架立钢格栅拱架，再次喷射10cm厚的混凝土，提供较大的支护力，防止隧道围岩产生较大的变形，最后进行二次衬砌，提供足够的支护力和支护安全储备。

 

 

　　5.1监测方案

 

　　 监测内容包括围岩位移和表面收敛。为便于比较，共布置了6个测站。其中3个测站布置在锚注段，另外3个布置在相邻的非锚注段。

 

　　5.2结果分析

 

　　非锚注段2个月的顶底、两帮收敛变形最大330mm，而且尚未稳定；隧道进行锚注后，前半个月变形比较明显，收敛速率较大，经过40天左右时间后，变形趋于稳定，而且最大变形远远小于非锚注段隧道的收敛。说明隧道采用锚注加固后，围岩得到及时加固，提高了围岩的自承能力，支护受力得到明显改善。

 

　　6技术经济比较

 

　　 锚注支护由于构成了喷层组合拱、锚杆压缩区组合拱和浆液扩散组合拱等多层组合拱结构，形成一个较大的承载结构，增加了承载结构的有效承载范围，从而使隧道变形量明显减少，基本满足了隧道安全使用的要求。同等条件下与其他支护相比，改善了作业环境，节省了大量的隧道维修费用，相对地提高了隧道综合单进水平，也提高了工效。锚注试验段与锚带网支护段相比，其技术经济效果较好。

 

　　 通过对软岩隧道锚注支护机理的研究分析，得到以下主要结论：

 

　　⑴锚注锚杆的轴力减小很明显，更有利于锚杆发挥其锚固作用，提高围岩稳定性。

 

　　⑵在软岩和破碎围岩，锚注支护效果非常理想，故在这种情况下，应先考虑锚注支护，而在中硬岩和较软岩及地低应力围岩中，锚注支护效果一般，在这种情况下不采用锚注支护而采用锚喷支护。

 

　　⑶锚注支护提高了围岩的自承能力，并且锚杆及喷层内力大为减小，从而支护的受力特性得以改善。

 

　　⑷本文将破碎围岩隧道锚注加固理论与技术，成功应用于生产实践，取得了显著的经济效益。实践证明，该项技术对于破碎围岩隧道支护具有显著技术经济效果，而且其工艺简单、成本低廉，值得大力推广。