论玻璃纤维锚杆在隧道中的应用

论玻璃纤维锚杆在隧道中的应用

王学良

中铁二十四局浙江工程有限公司浙江省杭州市310000

摘要：本文主要探索了玻璃纤维锚杆的相关理论知识，进而分析了玻璃纤维锚杆在隧道中的应用，希望能够为今后相关的工程提供有意义的参考和借鉴。

关键词：玻璃纤维锚杆；隧道；应用

一、前言

当前，玻璃纤维锚杆在隧道施工中有广泛的应用，但是，在应用的过程中，还有很多问题需要注意，只有这样才能够提升应用的效果，保证玻璃纤维锚杆应用的质量。

二、玻璃纤维锚杆的优势

就目前高速铁路富水软弱围岩隧道施工中存在的问题，如何做好对“待挖核心体”的全面加固处理是控制此类隧道整体稳定性的关键，沿隧道掌子面纵向超前打设的玻璃纤维锚杆来提高"待挖核心体"的整体性，控制"待挖核心体"的变形，使得隧道周边的拱效应发挥作用，可以保证隧道能全断面安全、顺利的开挖掘进。

玻璃纤维注浆锚杆具有以下特点：

1、可切割。隧道中采用玻璃纤维注浆锚杆超前加固后的地段，开挖机械可直接挖除通过，为隧道的机械化高效施工提供了可靠保证；

2、结合力强。玻璃纤维锚杆配合分段注浆管注浆，不但为杆体全段提供锚固力，同时加固了杆周岩体；

3、强度高。抗拉强度优于普通钢锚杆，甚至达到同样规格钢锚杆的2倍以上；

4、重量轻。重量为同种规格钢质锚杆的1/4，可在隧道狭小空间方便使用，使得施工更方便，从而减轻工人的劳动强度，提高工作效率；

5、安全性好。表面抗静电，自身阻燃，不产生火花，不导电不导热；满足地下工程安全生产的要求。

三、工程概况

某隧道进口段地质差，岩体松散、破碎，属Vc级围岩，地下水十分丰富，日涌水量在三百立方以上，地处广州区域，雨季时间长，雨量大，又有台风等自然灾害的影响，且隧道洞顶附近有居民楼，地下施工稍微不慎，就可能影响到上面建筑。根据该工程指挥部纪要要求，避免掌子面出现滑塌，对掌子面采取玻璃纤维锚杆进行加固。根据围岩情况对玻璃纤维锚杆型号进行实际调整，采用Φ32中空自进式玻璃纤维锚杆，内径为Φ15，按照1.2×1.2米梅花型进行布置，每循环施工长度为17.5米。

四、玻璃纤维注浆锚杆施工过程

为保证掌子面稳定，在超前对掌子面采用锚喷挂网防护，钢筋网采用Φ8钢筋，网格间距20cm，Ф22砂浆锚杆长2.5m，间距为1.5m×1.5m，梅花形布置。喷射C25混凝土，厚度15cm。玻璃纤维锚杆施工具体施工步骤如下：

1、采用锚杆钻机对掌子面封闭混凝土进行破除，连接玻璃纤维锚杆和钻头，利用玻璃纤维锚杆作为钻杆进行打入。每节玻璃纤维锚杆为4米，采用连接套筒进行连接，套筒长度为15厘米，施工时采用管钳连接牢固。

2、玻璃纤维锚杆间距1.2m×1.2m梅花形布置。钻孔前，要合理布设孔位，钻孔要按放样进行，并设方向架控制钻孔方位，使孔位垂直掌子面，防止孔位不对，造成串孔，影响效果。钻孔完成后，要用高压风、水清洗。

3、注浆：采用注1：1水泥浆液对锚杆和围岩进行加固，注浆压力1.0~1.5Mpa，并确保将锚杆与孔壁填充密实。注浆完成关闭止浆阀，并塞住止浆塞。注浆前，要认真做好机具设备的检修工作，并用清水进行试运转，发现问题及时排除和修复，使其处于良好工作状态。对注浆管路系统，包括接头、阀门等，都要认真检查，如有破损，应予以更换，不好用的接头、阀门，不得使用，以免注浆时在较高压力。

五、施工监测与质量保证措施

1、施工监测

针对玻璃纤维锚杆主要开展以下监测项目.

地表沉降

布设地表沉降观测点，每断面布置9各点，测点间距5米，各断面纵向间距不大于5m。各测点采用混凝土包裹稳定可靠。结合施工情况分析地表沉降规律。

②地中垂直位移

主要测试地层内部变位情况。每个监测断面布设2个监测孔，孔深15米。结合施工情况分析地层分层沉降规律。

③地中水平位移

通过绘制地中水平位移曲线，对玻璃锚杆对地层的稳定效果进行评价。主要测试隧道开挖引起前方土体的水平变位情况。监测断面和地中垂直位移断面一致，每个监测断面布设2个监测孔，孔深15米。

2、质量保证措施

（1）开孔按照设计位置，偏差控制在±10cm。

（2）当地层软弱较难成孔时，应采用套管跟进，通过套管下入玻璃纤维锚杆，确保锚杆下到设计深度。

（3）玻璃锚杆安设完成退钻后，应进行孔口密封，并立即进行注浆防止因排砂，排水引起地表沉降加剧，确保玻璃纤维锚杆的锚固力。

（4）保证玻璃纤维锚杆安设满足设计密度要求，不可以随意减少设计数量。

（5）注浆材料要求必须满足质量要求，不可使用失效或过期材料。

（6）配制浆液严格按照制浆要求按顺序投料，不得随意增减数量；为避免水泥浆中有杂物而引起堵管，在储浆桶上安设滤筛对拌制的浆液进行过滤。

（7）钻孔注浆时，值班工程师应根据地质情况调整注浆参数和注浆工艺，严格控制结束标准，保证注浆质量和效果。

3、注意事项

钻孔时需搭设临时台架，台架要按照相关要求连接牢固，并保证刚度和稳定性，以确保作业施工安全。

玻璃纤维锚杆杆体表面有玻璃纤维，施工时戴好防护用具，避免伤手。

钻孔和注浆施工过程，一定严格按照操作规程施工，确保人员和设备安全，未经安全培训合格人员，禁止上岗。

其他安全相关问题和要求未明处，按照安全技术交底要求施工。

六、玻璃纤维锚杆应用前景

锚杆支护是各种地下工程、隧道工程和采矿工程中岩土体加固的一种安全有效并且经济的方法之一。锚杆从根本上改变了支护状况，保证了安全生产，节约材料，降低成本。理论研究及工程实践表明锚杆支护可用于绝大多数地质条件中，作为一种积极主动的支护方式在如今工程施工中已经被广泛采用。传统的锚杆材料一般为金属材料，然而在深部巷道极其复杂的环境中，高温、潮湿及酸碱性各种因素不利于金属锚杆的长期稳定，将导致锚杆腐蚀，强度降低，甚至围岩失稳引发安全事故。在使用过程中岩土锚杆破坏的现象时有发生，例如法国朱克斯坝有几根承载力为1300KN的锚杆预应力钢丝仅使用几个月就发生断裂；英国泰晤士河畔的一个码头采用预应力锚杆背拉的钢板桩工程使用21年后发生锚杆断裂导致钢板桩向外倾斜30m的严重事故；我国安徽梅山水库的预应力锚杆使用8年后发现3个孔内的部分钢丝断裂。这些岩土锚杆断裂的主要原因是地下水的腐蚀作用以及施工过程对它采取的防腐措施不当造成的。为了保证锚杆长期发挥稳定的支护作用，必须研究巷道中的锚杆防腐技术以及引入替代材料。

近年来，随着地下工程的大量建设，综合机械化施工程度不断提高，对支护材料及工法的创新要求也不断提高，新技术、新工艺陆续被国内众多工程所采用。玻璃纤维注浆锚杆抗拉强度高，耐腐蚀，易挖除，重量轻，结合力强，安全性好，使其成为国内新引进的隧道施工工法的配套技术，已受到隧道工程界的广泛关注。且国内在以国外先进技术为导向下生产的玻璃纤维锚杆产品性能优良且质量稳定，这就大大降低了玻璃纤维注浆锚杆技术在加固富水软弱围岩时的施工成本，使得玻璃纤维锚杆在施工中逐渐得到推广与应用。

结束语

综上所述，玻璃纤维锚杆的应用一定要有科学的施工方案，在应用玻璃纤维锚杆的过程中，必须要提升玻璃纤维锚杆的应用水平，确保施工的效果，提升应用的质量。

参考文献：

[1]翟进营，杨会军，王莉莉.新意法隧道设计施工概述[J].隧道建设，2013（2）

[2]王晋生.大相岭泥巴山隧道涌水大变形处理技术[J].现代隧道技术，2013（6）.