锚喷支护技术在水电工程中的应用探析

摘要：为了生存与发展，人类采取各种方法开发利用、保护水资源，防治水旱及各种灾害。但随着人类的发展，人类与水资源之间的矛盾也在不断出现。为了使水资源得到有效的利用，许多水利工程被建立起来，提高了水资源的利用效率，而水利工程的建设，必然要使用一定的技术，以保障工程质量。本文主要介绍了锚喷支护技术在水电工程中的应用，以期为同类水电工程的建设提供借鉴。

关键词：喷锚支护；技术；水电工程；应用；探析

中图分类号：TV文献标识码： A 文章编号：

锚喷支护技术是一种高效率施工方法，具有施工速度快、可靠安全等优点，在水电工程中运用锚喷支护技术，能够节省工程原材料、安全性高、施工简易，在水电地下工程建设中占据着举足轻重的地位。

一、锚喷支护技术的优越性

经过多项工程的实践，证明了锚喷支护比传统的现浇混凝土衬砌支护有着更大的优越性：①锚喷支护结构可以有效、及时地控制围岩的变形，并防止岩块发生坠落、坍塌，使围岩的自承能力可以得到最好的发挥，因此其受力较合理；②锚喷支护还能为工程节约大量的混凝土、木材等原材料及其劳动力，加快了施工的进度，使工程的造价大大降低，且对施工机械化程度改进及劳动力的改善有较大帮助；③同时，锚喷支护还是利于岩体加固的一种支护方法，其加固体的物理学性能较强，能及时地支护并加固围岩，然后和围岩紧贴成为一体，使岩体的张性裂缝、节理被封闭起来，围岩结构面得到加固，岩块之间的镶嵌咬合、自锁作用也得到了最有效的发挥，进而使岩体本身的自承能力、强度及其整体性都有了较大程度的提高；④锚喷支护结构具有较好的柔性，可以与围岩一起变形，形成一起工作的一个承载体系，在变形中，锚喷支护可以对围岩应力进行调整，抑制围岩变形的扩张，并防止坍塌发生，避免较大的松散压力出现[1]。

二、锚喷支护技术在水电工程施工中的应用

锚喷支护要想取得良好的效果，在施工中必须加强对施工技术的管理，做到精心设计、精心施工。在进行锚喷支护施工之前，要以地质水文资料及其设计方案为依据，着手作业规程的编制，然后在此基础上，把施工前的准备工作做好，并组织施工。为了使锚喷支护达到迅速、高效、低耗、安全等要求，不仅要加大对设计、施工技术的管理力度，还要做到正确选用施工作业方式、选择科学的施工组织。

1、锚喷支护的设计分析

锚喷支护的设计必须在对工程地质、水文、围岩条件进行了具体分析的基础上进行。在对围岩进行了分类之后，选用工程类比法进行支护类型、设计参数的选择，再进行锚喷支护结构受力情况的分析及其结构计算，同时提出施工应注意的事项。在支护结构的施工过程中，要随时保持对地质的变化情况的观察，以便及时对设计参数做出修改，对施工工序进行变更。在完成支护工作后，注意观察工程是否稳定，并对长期的稳定性进行预测及其评价。情况需要时，可进行支护变形、应力的测量，然后根据具体情况对设计、施工做出相应的改进，在掌握了岩体的变形及其坍塌规律后，选择正确的时间及方法对其进行支护。

2、锚喷支护的施工步骤及注意事项分析

锚喷支护的施工要以其本身所具有的思路作为施工指导原则。进行锚喷支护的施工，必须要掌握一个基本点：围岩是隧道得以稳定的一个基本部分。锚喷支护的目的是使其和围岩共同形成一个自身稳定的支撑单元，所以要努力维护围岩体的强度性能，尽量做到把爆破控制在最小程度或无爆破开挖，尽最大可能选用大断面或是全断面掘进技术。支护与衬砌既要薄、有柔性，还要和围岩紧贴，从而把由于产生弯矩造成的破坏可能性降到最低。此外，如果支护的衬砌度需要加强，应该选择钢筋网、锚杆等进行加固，切忌大范围地增加喷层、衬砌厚度。值得注意的是，在必要时，需对围岩特性进行相应的检验、测量，确定围岩的类型、位移变形速率等参数，以便及时采取措施进行支护。

3、锚喷支护施工应遵循的原则

锚喷支护施工要遵循技术上可靠、经济上合理的原则。在计算模型中，支护与围岩是不可分割的，所以，在进行施工设计时，要使围岩、锚杆、喷层三者两两之间形成良好的接触或黏结，进而可以共同受力，如喷层和喷层、喷层和岩石、锚杆和岩石、喷混凝土和钢筋网两两之间要实现良好的结合[2]。除了做到合理设计施工外，还要加大对施工质量的检验力度。如今，喷层和岩石的粘结力及其锚杆的固力已被正式列为施工质量检验的一个项目。为了使锚杆的强度作用得到最有效的发挥，必须使锚杆的锚固力设计应力和锚杆材料本身的承载能力匹配，符合这个条件的，目前以黏结式螺纹锚杆所取得的效果最好。

4、正确选择支护类型

确定选择哪种支护类型，要对围岩的地质特点、工程的断面大小等进行综合考虑才能做出决定。大多情况下，会选择锚喷联合支护或是喷混凝土支护这两种支护类型。一般而言，喷锚支护技术在坚硬裂隙岩体大断面隧道的应用中，会取得发展快、使用范围广及技术、经济效益好的效果。锚喷支护的结构主要有锚网支护结构、锚杆支护结构、混合支护结构、锚喷联合支护结构等，这些锚喷结构在各种巷道中得到了普遍应用，如应用于静压巷道至动压巷道、采区上山至回采巷道等[3]。其中，锚喷支护也是巷道维修的一种重要方式，它是一种地下工程支护性新式，同时也是新奥地利隧洞工程法（以下简称新奥法）最重要的支护措施。新奥法是指锚喷支护的混凝土作为临时支护，之后在它上面喷加混凝土至一定厚度作为永久支护的一种施工方法。采用新奥法再在必要时加喷锚支护，可以减少一半以上的衬砌工程量，节约二分之一至三分之一的的水泥，减少一半的劳动力与工程投资，缩短一半以上的工期。

5、常用支护类型分析

喷射混凝土与锚杆支护是新奥法施工较常用的两种支护类型。当地层性质不够良好时，建议选用钢网、二次喷射混凝土等对喷层进行加强，也可以选用冻结工艺或是注浆工艺等对地层进行预先加固。锚杆、喷射混凝土及其现场临控量测是新奥法的三大重要组成部分。为了让周边地层可以最大限度地发挥它的自承作用，并保证洞室的稳定性，既要做到对锚杆、薄层喷射混凝土进行及时加固，还要做到对临控量测进行信息化设计与施工，以防止周边地层出现变形，进而使锚杆、地层及其喷射混凝同发挥作用。喷锚支护的施工，既不需安装模板，也不需开展回填灌浆，具有操作简易、施工安全性高的优点。喷混凝土则指的是一种把砂、水泥等原材料按照一定的比例搅拌之后再将其装进喷射机中，然后运用压缩空气把混合后的料送至喷嘴处使之与高压水结合，再喷射至岩石表层，经过一定时间的凝结硬化之后形成的薄层支护结构。喷射至岩石表层的混凝土，可以将围岩的缝隙填充满，并把成分离状的岩面黏结成为一个整体，使围岩的强度得到了较大提高，还大大增强了围岩对位移和松动的抵抗力以及封闭岩石，防止风化等。

三、结论

本文通过从锚喷支护的优越性、支护设计、施工步骤、施工原则及常用支护类型等方面对锚喷支护技术进行了相关性分析，并阐述了其在水电工程中的应用，实践证明，锚喷支护技术具有施工速度快、可靠安全等优点，是一种高效率的施工方法，应用于水电工程中能取得良好的技术与经济效果。

参考文献：

[1]姜成波.锚喷支护技术在水电工程中的应用[J].科学之友,2010(14):16-17.

[2]杨让全.浅谈锚喷技术在地下洞室中的应用[J].资源环境与工程,2010,24(05):596-598.

[3]濮声荣.对新修编的《水利水电工程锚喷支护技术规范》的学习与思考[J].资源环境与工程,2010,24(05):624-626.