2009年监理工程师考试辅导：隧道工程质量的控制

　　(4)锚杆与支护结构的主要作用及和种类：

　　A、锚杆的主要作用

　　1)对围岩的加固作用;软弱围岩开挖后，形成的洞窑的沿空面开始变形，当沿坑道周边布设系统锚杆并注浆后，其浆液很快填充顺空面周边的围岩的裂隙增加围岩的内摩擦力，并向围岩施加压力而形成承载拱后，使与喷砼钢架等支护共同承受围岩变形压力，以减少围岩的变形，提高围岩整体稳定性。

　　2)组合作用：在水平式岩层倾角较小的层状岩体中，锚杆能使岩层紧密结合起来，形成类似组合架的结构，能增加层间摩擦力和抗剪强度，从而提高围岩的稳定。

　　3)悬吊作用：由于隧道围岩被断层、节理、裂隙切割，开挖爆破余力可能引起局部岩块失稳，此时用锚杆将不稳定的岩块悬吊在稳定的岩块上或者将侧壁防止不稳定的岩块滑移。

　　B、锚杆的种类：

　　1)目前在国内使用的锚杆类型较多。主要以全长锚固锚杆和端头锚固锚杆两种。全长锚固锚杆不论是锚杆的构造如何，都是水泥砂浆或树脂类粘结剂锚杆和孔壁紧密结合以增加锚杆的抗剪、抗拉和防腐蚀作用，其锚固性能可靠，具有较强的长时期的锚固力，有利于约束围岩的位移。目前在地下工程中使用最广的类型。这种锚杆依不同的围岩条件不同的用途及注浆方式，安装方式方面又分出了实体锚杆、中空锚杆、自进式组合锚杆等。

　　2)端头锚固型锚杆。这种锚杆是通过锚杆端头与围岩用机械式或粘结式锚固，再通过孔口的托盘板及螺母使锚杆受拉，锚杆的受力状态取决于锚杆端头的锚固力。这种锚杆由于受地下水和潮湿空气的作用使锚杆易锈蚀，围岩蠕动后降底锚固力，故这种锚杆只适于临时支护中，这类锚杆的类型有楔缝式锚杆、胀壳式锚杆、倒楔式锚杆。

　　3)摩擦型锚杆。这是将杆体全长开缝且管径比锚杆孔稍大的钢管强行压入锚杆孔中，使岩体孔壁与锚杆固壁产生较大的摩擦力，从而改变或改善围岩的受力状态。这种锚杆在实践中用的不多，所以不多讲。

　　(三)二次衬砌设计

　　目前山岭隧道一般增色采用新奥法施工，复合式结构及初期支护和二次砼模筑衬砌相互结合的结构物，适用于各种围岩条件。

　　1、二次衬砌的主要作用

　　(1)Ⅱ~Ⅳ类围岩：因初期支护的变形很小，很快超手稳定，故二次衬砌不受地层压力，故其主要作用是防水，利于通风和修饰面层。

　　(2)Ⅳ类围岩：虽然初期支护的变形较小，二次初砌承受不大的围岩压力，但考虑到运营后外露钢件锈蚀，初期支护质量不佳有缺陷等原因故应施做二次衬砌，以提高初期支护的安全度，当然也有防水，利于通风装饰方面的作用。

　　(3)对于Ⅰ~Ⅲ类围岩，由于围岩变形较大有膨胀压力，运营中重载车的震动或由于山体浅埋偏压及施工缺陷等原因使围岩变形未趋于稳定。需提前施做二衬时，则二衬是主要的承载结构，需要承受后期围岩变形压力。

　　2、次衬砌的施做要求：

　　(1)初期支护与二衬之间的密贴程度，对复合式陈砌受力状态产生较大的影响。当初支与二衬之间有空隙尤其拱顶灌注砼不密实，或由于砼的收缩产生空隙时，其拱部形成马鞍形围岩压力，拱部小(或无)而拱腰大，此时二衬的拱顶外缘受拉、内缘受挤压，严重者拱顶内缘分层掉皮，而破坏二衬应有的支护作用。所以施做二衬后。一般应向二衬拱顶压注水泥砂浆填充，使二衬与初衬之间尽量不留空隙，这种措施在Ⅰ~Ⅲ类围岩中的衬砌尤为重要。

　　(2)二衬的截面厚度必须达到设计要求。二衬的截面厚度及结构形式取决于围岩压力的大小，当断面形状确定以后，保证二衬的厚度是保证复合式衬砌结构安全的重要因素，这是通过力学计算或大量的实践类比出来的重要参数。其厚度的误差，特别是欠厚的误差，一定要控制在验收规范规定的范围内。