摘要：随着我国城市化进程的快速推进，城市内部和城市之间的交通需求不断增加。因此，无论是公路还是铁路，各种隧道的建设也在不断增加。但是，地质情况复杂、施工环境要求高等困难几乎是所有隧道工程的难题，尤其是地质情况，不同于其他困难，工程人员只能通过采样来大概判断地下情况而很难做到完全明了，这就造成隧道工程中由于地质因素而出现的问题防不胜防。
关键词：岩土锚固技术；处理隧道塌方施工
前言
危石垮塌是隧道开挖过程中，原始结构面及开挖扰动形成的次生结构面与开挖临空面相互交切形成的孤立或半孤立岩块或岩层。岩土工程技术目前已经成为我国建筑行业中一项重要的施工技术，对于工程质量的影响不容忽视。其中，隧道塌方事故是建筑行业中时常会出现的安全问题之一，隧道的塌方事故经常会给我们带来数量庞大的经济损失，一定程度上还威胁着人们的生命健康安全。所以，我们必须采取有效措施来解决隧道塌方事故及加强相应的预防措施。
一、隧道塌方机理
当隧道拱顶上方的持力岩层在隧道爆破时受到损坏，其自承能力将减弱。随着隧道拱顶上方的持力岩层受损坏程度不断增大，围岩体系塑性区面积不断增大，当塌方区域持力围岩材料折减到0．4倍的时候，塑性区贯通；隧道正上方持力岩层的水平应力及竖向应力均不断减小，可见围岩的自承能力在不断降低；隧道洞周变形不断增大，并且随着破坏程度的增加，隧道洞周变形受影响程度越大。可见当爆破损坏持力岩层达到一定程度后，火风山隧道拱脚处很容易出现贯通塑性区，持力岩层无法形成压力拱，且洞周围岩变形量特别大，均容易导致围岩失稳，引起隧道塌方
二、岩土锚固技术在处理隧道塌方施工中运用
1.应急段施工作业的基本步骤。充分考虑到相关工程施工工作人员的人身安全问题，并且为了防止塌腔向隧道洞口的进一步扩展，在对隧道的应急段进行施工的过程之中，应当对隧道的塌方应急路段采取机械处置。其中，直径为108毫米的管棚，可以在应急段的处理中充分发挥作用。同时，为了防止塌方应急段中的系统小导管和管棚两者之间的冲突和摩擦，安装之后再对应急段当中的管棚管节进行相应的施工处理，也是必不可少的步骤。与此同时，注浆固结和软弱土体的密封处理也是隧道塌方应急段处置的重要手段之一。利用相似材料制备岩样，通过室内单轴压缩试验研究预应力锚杆的锚固止裂效应。与无锚试样相比，加锚试样的弹性模量、起裂强度、峰值强度及残余强度均有不同程度的提高，且随着锚杆预应力值的提高而增大。通过剪切试验及数值模拟，对锚杆横向局部化作用机理进行了研究，发现锚杆在起横向加固作用的同时，还存在“导轨作用”效应，对结构面抗剪强度存在削弱作用。锚杆加固提高了块体之间的咬合作用，从而提高了锚固体的黏聚力，且锚杆密度越高，黏聚力提高幅度越大。基于块状岩体各向异性平面应变假设，分析了后张拉锚杆作用下岩体的变形受力，分析结果表明自由段主要为压应力，而锚固段主要是张拉应力，且压应力范围随着锚杆轴力的增大而不断增大。当前相关研究多停留于小试块尺度，注重岩体微观裂纹对岩体锚固本构关系的影响。，提高锚固预紧力，锚固节理岩体初期抗剪刚度大幅提高，锚杆工作阻力得到提升。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆锚杆长度、直径、间排距及安装角度对大跨度块状岩体巷道的变形控制效果，计算结果表明，锚杆长度越长，直径越大，间排距越小，则顶板位移量越小，顶板位移量随锚杆安装角度的增大呈先减小后增大的趋势，最佳安装角度为１０５°；锚固方式对块状岩体力学行为的影响，发现与端锚相比，加长锚和全锚更能提高锚杆与破裂岩体的黏结能力，抑制脱锚现象的发生，增强支护效果。同时，针对实际工程问题，部分学者对传统锚固方法进行了改良，进一步形成了新的危石锚固思路。
2.应急加固段施工的早期支护。施工前，最应该首先考虑的是锚杆的系统施工。在进行钻孔作业时，一般可以采用风动气腿式的凿岩机，同时依据实际工程之中的放样孔位进行布置钻孔，并且严格控制钻孔误差，把误差控制在5厘米以内。还应该考虑的是工字钢的加工和安装工作的进行。在对于所有的支护断面进行详细的测量之后，制定实际的工字钢加工数据，使其在应用之后与岩土土体间建立紧密的联系，进而实现加固锁口的作用，然后再进行对工字钢的加工。同时，在工字钢的安装过程中，应当与具体的机械作业、人工作业相协调，做到合理配置资源使用，第一步安装工字钢的下部结构，再进行上部结构的安装。此外，为了保证工字钢的自身稳定性，还应当对系统小导管或系统锚杆的尾部和工字钢架之间采取合理的焊接和加固方式。在传统穿透式全长锚固危岩滑移块体的技术基础上，针对传统的滑塌式、坠落式、倾倒式３类危岩，提出了危岩的外表面和内部裂隙拉结加固方法，相比传统方法，具有更好的工程作用和效果。然而目前多为静态锚固设计，尚未形成考虑危石失稳动态演化机制的隧道危石稳定性动态调控方法，基于隧道危石监测数据，开展隧道危石锚固时机、方位、工艺的靶向设计。
3.锁口段加固的早期支护。对于完成锁口段补充的小导管，应强化锁口段的支护。其他隧道段位的施工方法同样适用于此施工流程。过渡段与隧道塌方位置的早期支护的施工系统小导管的施工可以采取无缝钢管的合理加工与处置，与此同时，实时的检测和监控也是隧道的塌方部位的必要工作之一。随着塑性区径向半径的增加，扩容性影响将减小。这说明扩容特性对塑性残余区位移曲线影响较大，而对塑性软化区和弹性区围岩变形影响较小。除此之外，还要合理适度的应用雷达监测技术，辅助隧道施工作业的进行。在隧道拱顶的空腔位置，通过将泡沫以及其他种类的轻质填充材料的广泛应用，还可以有效的减少内部衬砌的压力，同时规避再次出现塌方状况的可能性。这样就能保障隧道施工过程中支护参数能够达到规定设计的要求。
4.塌陷段处理。最常用的处理倒塌截面的有效方法是拱护法。处理前应观察塌方规模，清除塌方空腔表面的危险岩石，在塌方空腔出口安装排水管道，排水至排水沟。然后用喷射混凝土封住塌陷洞。混凝土厚度一般不应小于15cm，可沿陷落洞表面铺设螺栓或小管道，以稳定陷落洞以上围岩。在坍塌的情况下，使用可用于预处理注射器的排水管程序是明智的。控制完成并确保滑坡继续沿着短线、弱线、快线和冻结的路线发展。在泥石流必须被设计和技术标准之后，它必须被修复。在隧道坍塌的过程中，应注意以下问题：首先，管理必须注意建筑步骤。以上施工作业均应在保证滑坡稳定性和施工人员及设备安全的前提下进行。基于新奥法原理，采用复合衬砌提高围岩承载力是上述隧道处理方案的重点。为了保证支护方案的安全和有效性，在施工过程中应加强监测和测量，密切观察围岩情况，确保支护方案处于开挖过程中。
结束语：
本文对在隧道塌方施工中岩土锚固技术的相关问题做了有关的论述，并且对在具体应用于实践效果进行了深刻的探索。岩土锚固技术在隧道塌方问题的处置当中可以发挥积极的作用，采用这种方法对塌方软弱土体进行加固，能够保证隧道塌方处置的效果，实现松散土体的整体性和稳定性。
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论文作者:张婷1,陶鹏2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/8
标签：隧道论文; 锚固论文; 围岩论文; 塑性论文; 岩层论文; 锚杆论文; 岩土论文; 《基层建设》2019年第20期论文;