摘要：文章對預應力注漿錨桿的技術(shù)、工藝、特點等進行了簡要分析。結(jié)合相關工程經(jīng)驗和體會，對預應力注漿錨桿如何在客專隧道中進行應用，從優(yōu)化施工組織，采用合理手段，加強協(xié)調(diào)管理，充分利用大型機械設備等角度入手進行了探討。
隨著鐵路客運專線隧道施工越來越多的重視起隧道承載的主體——圍巖，在這種情況下，隨著預應力錨固技術(shù)的發(fā)展，預應力注漿錨桿應運而生，預應力注漿錨桿憑早期承載、支護強度高、應力持久、價格低廉、可調(diào)控支護參數(shù)和支護組合等優(yōu)點，在大斷面客專隧道初期支護結(jié)構(gòu)施工中開始大面積應用[1]。
支護體系的施工控制，最主要的問題一是如何確保整個工程施工過程的人員、設備安全以及工程結(jié)構(gòu)本身的安全，二是在保證安全施工的前提下如何加快施工進度，縮短作業(yè)循環(huán)周期。作為支護體系的三大組成部分：錨桿、掛網(wǎng)、噴混凝土，后兩項可以通過傳統(tǒng)的人海戰(zhàn)術(shù)和大兵團策略解決，而錨桿施工，由于受到環(huán)境條件、作業(yè)空間、地質(zhì)狀況等等多重因素的制約，如何實現(xiàn)系統(tǒng)支護錨桿的快速施工，是我們在支護體系施工過程中必須高度重視的關鍵問題。
目前客專隧道施工過程中受操作空間狹窄，多作業(yè)面同步相互干擾大，循環(huán)周期緊等影響，普遍存在弱化錨桿的懸吊、錨固功效，多采用“后跟進”的做法，錨桿支護滯后掌子面十幾米甚至幾十米。從施工控制，現(xiàn)場管理，組織大型機械化施工等角度入手，研究分析落實預應力注漿錨桿的機械化快速施工勢在必行。
1、工作機理分析
把預應力錨桿埋入隧道圍巖內(nèi)部，再進行預加應力的施工技術(shù)，是傳遞系統(tǒng)支護結(jié)構(gòu)的支護應力，至深部穩(wěn)定巖層的主動支護錨固體系。錨桿的一端與初支結(jié)構(gòu)（鋼支撐、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等）相連，另一端錨固在隧道深層巖體內(nèi)，并對其施加預應力，用以維護圍巖或系統(tǒng)支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。錨桿的作用功效有3種：
第一、疊合作用。通過對桿體穿過的巖層施加預應力，使巖層各個層面和層理之間的摩擦力增大，增強圍巖的整體性，阻止巖層間的分離、位移，提高巖層的抗彎強度。
第二、錨固作用[2]。沿隧道開挖輪廓徑向分部錨桿，在預應力作用下，通過初支結(jié)構(gòu)對圍巖產(chǎn)生擠壓，在彈性壓縮下形成“自承拱”。同時通過對桿體實施的高壓注漿，漿液在泵壓的作用下，從而使松散圍巖由二向應力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿驊顟B(tài)，降低巖體的孔隙率，提高圍巖的力學性能，增大巖體的抗壓強度、彈性模量、c和φ值，阻止巖塊的相對滑動，有效控制圍巖的有害變形發(fā)展，增大圍巖的穩(wěn)定程度。
第三、懸吊作用。懸吊作用就是錨桿把不穩(wěn)定巖塊吊掛在穩(wěn)定巖體上，限制不穩(wěn)定巖塊的位移，既防止其掉落，更避免因新的應力集中而引發(fā)次生災害。
2、關鍵控制點
錨桿作為初期支護體系中的重要組成部分，即要求安全，更要求快速。而在造孔、錨固、張拉鎖定、注漿等系列工序中，除造錨桿孔外，各道工序僅需數(shù)人借助小型機具，在數(shù)分鐘內(nèi)完成，造孔無疑是重中之重。
若按常規(guī)采取搭設腳手架施工平臺，排架搭拆周期長，對洞室交通干擾大，對洞內(nèi)環(huán)境污染嚴重，且效率低下，工期不能確保。則成本較高，搬移不便，不能形成規(guī)?；┕?，同樣效率低下[3-4]。作業(yè)空間狹小還必須要保證交通順暢、地質(zhì)條件復雜自身穩(wěn)定性較差還必須要保證安全快速施工是關鍵。
應用大型液壓鑿巖臺車（Atlas系列、Sandvik系列等）實現(xiàn)快速造孔，同時利用臺車配備的液壓升降平臺作為錨桿安裝、張拉、注漿等操作平臺，省略了固定施工平臺，靈活方便，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化施工，確保作業(yè)安全及交通暢通。
3、施工過程控制
（1）施工材料
?、?錨桿：按施工圖紙的要求選用熱扎II級或III級螺紋鋼筋或精扎高強鋼筋（帶墊板）；
?、?水泥：采用水泥強度等級不低于42.5的普通硅酸鹽水泥；
③.砂：采用天然砂，要求細度模數(shù)≤2.8，最大粒徑≤2.0mm的中細砂；
?、?水泥砂漿：預應力錨桿的錨固砂漿抗壓強度等級要求不小于30MPa；
?、?外加劑：按施工圖紙要求，在注漿錨桿水泥砂漿中添加的速凝劑和其它外加劑，其品質(zhì)不得含有對錨桿產(chǎn)生腐蝕作用的成分。
?。?）機械化造孔
由于客專隧道普遍采用的是4.5m、3.0m長錨桿，極少數(shù)錨桿采用6.0m長，適合組織液壓臺車實施機械化造孔。鉆機就位后，在3～4分鐘左右，就可以完成單孔造孔，造孔效率相當高。
臺車鉆孔施工選用5～6m長鉆桿，Φ64球齒合金鉆頭[5]，錨桿孔造孔時一定要控制徑向方向與巖面垂直，豎直方向根據(jù)錨桿展示圖上標注的角度，采用臺車進行自動控制。鉆進時要求鉆孔平直，孔軸方向偏差不大于30，局部加固錨桿的孔軸方向與可能滑動面的傾向相反，其與滑動面的交角大于450。液壓鑿巖臺車要選用經(jīng)驗豐富，責任心強的操作手，開鉆前要認真調(diào)整好鉆臂方向，確?？紫虼怪睅r面在開鉆，鉆桿勻速鉆進，并不斷加水沖洗巖粉。鉆孔準確度高，不但確保了錨固效果，且確保插桿及承壓墊板安裝及張拉施工。
（3）張拉鎖定與注漿
錨桿安裝可采用臺車自身配備的液壓操作平臺人工插桿，在人工扶桿的情況下，吊車液壓升降臂將錨桿緩慢頂入，減輕作業(yè)人員勞動強度。在充分利用液壓平臺的情況下，在3分鐘左右即可完成單根錨桿安裝，工效較高。
對桿體的張拉鎖定及自由段注漿，也可采用設備臺車自身配備的液壓操作平臺，或小型升降平臺。桿體自由段后注漿可安排在一批（30～50根）錨桿張拉完成后集中進行，以方便實現(xiàn)規(guī)?；┕?，單根錨桿自由段灌注平均在3～5min即可完成。
4.施工組織分析
預應力錨桿施工技術(shù)要求高，工藝復雜，作業(yè)循環(huán)周期長，特別是在洞內(nèi)施工，空間狹窄，施工干擾大，工期很難確保。為保證安全、順暢的組織流水作業(yè)，故在隧道Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段采用噴錨支護緊跟開挖，做到一循環(huán)一支護；Ⅱ、Ⅲ級圍巖地段，為了加快開挖進度，開挖和支護拉開距離，實行平行流水作業(yè)，隧洞開挖后不進行支護或素噴混凝土，緊接著進行下一循環(huán)開挖，噴錨支護和開挖控制在2B（二倍開挖洞徑）距離內(nèi)，與隧道開挖同步組織集中進行噴錨支護，以減少工序循環(huán)時間，加快施工進度。
在與隧道掘進同步安排時，錨桿造孔安排在開挖鉆孔時間段進行，出渣時間段不宜安排多臂臺車預應力中空注漿錨桿造孔。造孔完成后，已造孔部位及時開始錨桿安裝作業(yè)和張拉鎖定，自由段回填注漿安排滯后張拉鎖定作業(yè)之后1～2天進行[6]。
5、技術(shù)特點
?。?）預應力錨桿在插桿完成后，可迅速對圍巖施加單桿12t以上的錨固力，無論孔內(nèi)是干燥、潮濕或有微滲水，對巖體均能獲得可靠的錨固穩(wěn)定作用。特別是對軟弱圍巖的支護效果十分顯著。
（2）采用壓力注漿。能確保鉆孔漿液飽滿，錨頭和桿體被漿液包裹嚴密；能使部分漿液滲入圍巖裂隙，使裂隙圍巖的強度提高。
?。?）預應力錨桿促使桿體與圍巖連成一體，共同承擔地層的壓力；將錨桿施加的預應力長期封存在巖體中，使圍巖受三向壓力作用，從而提高聯(lián)合支護體的承載力。
（4）預應力錨桿快速施工技術(shù)真正做到了“安全、快捷、速效、預應力損失小、可調(diào)控”，使保護和發(fā)揮圍巖自身承載潛力的理念落到實處。
結(jié)語：預應力錨桿施工技術(shù)，是錨固技術(shù)、注漿加固技術(shù)、組合支護技術(shù)的有機結(jié)合，是擴大錨桿支護的應用范圍，充分發(fā)揮錨桿支護作用的有效的技術(shù)措施，安全快捷的錨桿施工，有效提高了隧道循環(huán)效率，為順暢完成支護作業(yè)提供了有力保障。為此，應當進一步加強對各支護機理和支護參數(shù)設計的研究工作，確定出科學、合理、可靠的支護技術(shù)措施，推動鐵路客運專線隧道工程錨桿支護技術(shù)水平的不斷發(fā)展。
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