目前正参与一个大型水利工程项目管理，堤防1级，其中穿越山体部分采用矿山法隧道穿越，属于水工隧洞。 隧洞采用三洞并行，单个断面开挖面积约165平米，属于大断面隧道。拟采用钻爆法和机械开挖法施工。 图1 拟建隧道断面布置图 为利于下阶段项目管理推进，对隧道相关内容做简单总结： 一、喷锚支护 喷锚支护：应用锚杆与喷射混凝土形成复合体加固土岩体的措施。 洞室开挖后，随着约束的解除，洞周的原岩应力转变为围岩应力，这一过程的应力重分布，洞周围岩要产生变形。 从围岩变形角度讲，锚喷支护的目的是通过调整围岩变形，使应力重分布朝着有利围岩稳定的方向发展，既要限制围岩过大变形而避免围岩产生整体失稳，又要允许围岩有一定的变形，调整洞周围岩应力，使围岩能承担一部分荷载，而不至于因支护刚性过大，使支护不能与围岩协调变形。 二、几种常用锚杆 全长粘结型锚杆可分为水泥砂浆锚杆、水泥卷锚杆、树脂锚杆等。 全长粘结型锚杆是以胶结材料将锚杆与围岩联合为一体，依靠胶结材料与孔壁的粘结力和胶结材料与杆体材料的握裹力来实现锚固的，这种类型锚杆主要有水泥砂浆锚杆、水泥药卷锚杆、中空注浆锚杆、树脂锚杆。 （一）砂浆锚杆 锚杆杆体一般采用普通螺纹钢筋，长度1.5~12m，注浆体一般采用水泥注浆材料。锚杆作用： (1)增加岩土体强度作用。在岩土体内设置一定长度与分布密度的锚杆，与岩土体共同作用形成复合体，加以钻孔高压注浆，充填土体空隙或岩体节理裂隙，使岩土体的整体性得到加强，被加固岩土体的自身强度得以提高。 (2)骨架约束作用。锚杆在岩土体内分布的空间组合成复合体的骨架，使复合体构成一个整体，从而约束岩土体的变形。另外，锚杆与岩土体间摩阻力的发挥，也具有约束岩土体变形的作用。 图2砂浆锚杆构造 《水利水电工程喷锚支护技术规范》SL/T377—2015---砂浆锚杆相关要求： 5.2.2 水泥砂浆强度等级应满足设计要求，原材料及砂浆拌和 1、水泥应选用强度等级不低于42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥的性能指标应符合GB175的有关规定。 2、拌制砂浆用水的质量应符合SL677的有关规定。 3、宜采用中细砂，最大粒径应小于2.5mm，使用前应过筛。 4、水泥砂浆或水泥净浆中可添加减水剂、早强剂、膨胀剂等外加剂，其性能指标应符合GB8076的有关规定。 5、 水泥砂浆的原材料配比应经试验确定，在无特殊要求的情况下可在下列配比(重量比)范围内选取: 1) 水:砂=1:1~1:2; 2) 水泥:水=1:0.38~1:0.45. 6、砂浆原材料应计量准确，拌和均匀，防止石块或其他杂物混人。应采用机械拌和，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。 5.2.3 水泥砂浆锚杆安装宜根据锚杆孔部位和方向确定。俯孔宜采用“先注浆后插锚杆”法，仰孔宜采用“先插锚杆后注浆”法。 砂浆锚杆施工工艺： 图3 砂浆锚杆施工工艺 （二）中空注浆锚杆 施工步骤：初喷混凝土→测量布孔→钻机就位→钻孔（清理）→安装锚杆（检查孔口是否通畅）→安装止浆塞→封口→注浆→复喷混凝土。 图4 中孔注浆锚杆构造 图5 中空注浆锚杆施工工艺 （三）水泥药卷锚杆 属于粘结型锚杆，由卷式水泥锚固剂（水泥药卷）+ 杆体（螺纹钢居多）+ 托盘、螺母组成，依靠浸水后快硬水泥水化，把杆体和孔壁围岩粘结在一起。在软弱破碎围岩条件下，水泥基药卷锚杆工艺简单，能快速加固岩体发挥岩体的自承能力，具有良好的经济性，在工程实践中被广泛应用。 水泥药卷锚杆与砂浆锚杆杆体常用螺纹钢。钻孔完成后，向孔内塞入水泥药卷，插入钢筋等杆体固定。 图6 水泥药卷锚杆构造 《水利水电工程喷锚支护技术规范》SL/T377—2015---砂浆锚杆相关要求： 1、宜适用于孔深5m以内的锚杆施工； 2、水泥卷的直径应与锚杆孔孔径及锚杆直径相匹配，装入锚杆孔内的水泥药卷数量应保证插人锚杆后孔内没有空隙。 3、水泥卷浸水前，应先在其两端扎透气孔，然后全部浸入水中，待不冒气泡时，立即取出水泥卷送人孔内，随即插入锚杆。 三、锚杆应用 拟建水工隧隧洞为Ⅲ类围，隧道开挖面积约165平方米。设计岩拱部系统锚杆采用直径22砂浆锚杆，长度为3.5m。 图7 水工隧道锚杆布置 拟建水工隧隧洞为V类围岩，开挖面194.6平方米，采用机械开挖，中间临时支撑锚杆采用水泥药卷锚杆，长度为3.5m，环向间距1米，纵向间距0.75米，梅花型布置。 图8 市政隧道锚杆布置 砂浆锚杆采用压力注浆，等长度情况下实验表明：全长砂浆锚杆受力比水泥基药卷锚杆大;全长砂浆锚杆段的钢架及喷射混凝土受力比水泥基药卷段的小，且受力较为均匀合理;全长砂浆锚杆及钢架和喷射混凝土组成的初期支护形式比水泥基药卷锚杆及钢架和喷射混凝土组成的初期支护形式合理，能有效抑制围岩变形。 四、建议及探讨 锚杆施工长期以来是隧道机械化施工中的薄弱环节。锚杆作业仍多采用“机械钻孔+半机械注浆+人工插杆”的作业模式。工序分散、衔接效率低，尤其在拱顶部位，人工注浆和插杆作业难度大，易出现砂浆不饱满、锚杆居中度不足等问题，严重影响锚固效果。 咨询了相关施工单位：反馈拱部砂浆锚杆质量难以控制，目前也是他们项目建设单位关注的重点，为确保注浆质量，采用方法是将砂浆调制成膏状，向孔内灌注后插入螺纹钢。个人认为，膏状砂浆扩散能力较差，是否能达到砂浆锚杆效果值得再次思考。 另一方面，若隧道断面、长度等条件允许，锚注一体机是一种集钻孔、注浆、安装锚杆等功能于一体的地下工程施工设备。当然核心应避免盲目追求 “高配”，而是让设备能力与支护工艺、地质条件、工期要求精准匹配，最终实现 “高效、优质、低成本” 施工。 图9 锚注一体机
