錨桿支護失效的分析與研究

引　言
　　
　　錨桿支護是一種先進的支護方式，目前，正在井巷工程中大量推廣使用，但錨桿支護受地質、水文及安裝使用等因素影響會造成錨桿支護失效。使用不當、安裝不合理、管理不到位就會導致發生錨桿支護失效將引發冒頂、片幫。這就需要在施工過程中對支護方式作出針對施工現場實際情況的調整和加強管理，以防止支護失效。發揮錨桿支護先進性的同時需要解決其不足之處，在此與大家對錨桿支護作共同探討，以找出其不足之處，探討改進辦法，不斷創新和改進錨桿支護方式為目的。
　　
　　2、錨桿支護失效的分析與研究
　　
　　錨桿支護使用的材質目前多采用鋼材，通常選用直徑18-20毫米的螺紋鋼。如果選擇螺紋鋼直徑小于實際要求就達不到提拔強度，一旦外力過大造成錨桿體斷裂就會失去對圍巖的提拔作用而支護失效。對鋼材的原本質量也有嚴格的要求，例如：含碳量過高的鋼材性脆、強度低、韌性差，不能用于加工錨桿及其螺母、托板等配件。含碳量超標的鋼材加工的錨桿因巖層位移錯動而受剪切力造成錨桿彎曲，嚴重情況折斷錨桿。在加工錨桿之前對鋼材的材質、規格嚴格把關才能確保錨桿達到支護強度的要求，否則，造成因錨桿劣質達不到支護強度而支護失效。
　　表土、流沙層、角礫巖、充填物、軟煤層、軟泥巖和斷層面、破碎帶這些特殊圍巖及地段結構不穩定極容易發生范圍大、冒高超過錨桿長度的冒落空間，這些特殊構造的圍巖硬度低、強度低、層理不發育、破碎、機械強度低，從而導致錨固范圍的圍巖容易冒落，在這些特殊圍巖中，錨桿的懸吊作用、組合作用、減跨作用都會減弱或失去，如果這些軟弱圍巖發生高冒，冒落高度大于錨桿有效支護厚度時，就將錨桿及其控制的圍巖一并冒落，最終造成錨桿支護失效。
　　對圍巖進行開挖后，如果長時間甚至長期不及時支護或支護不著力，圍巖因受壓而下沉、破裂、離層而降低穩定性。再打錨桿支護時因發生錨固巖層穩定性受破壞，且隨著高厚度的圍巖移動、下沉，錨桿支護失效。
　　未噴漿或噴漿封閉不嚴密，掘進后的裸露圍巖與空氣長期接觸而發生風化、氧化，造成圍巖成分變化發生軟化、掉落、位移，這對錨桿支護的主要危害是造成托板處的巖石強度降低，托板從原緊貼巖面轉為不貼巖面、松動而造成錨桿支護失效。預緊力不夠托板就不能緊貼巖面，會造成托板松動、巖塊懸吊，加之爆破震動等多種原因都會發生掉矸、漏渣造成托板不緊貼巖面。爆破震動容易震落托板處的巖塊，還會造成螺帽退絲，以形成托板掉離巖面。
　　斷層、裂隙具導水性，當錨眼穿過出水斷層、裂隙或含水巖層時，往往出現錨眼作為一種出水通道而長期流水。長期流水的錨眼受流水的沖刷等物理作用和化學作用造成錨眼壁巖石流失、松動、強度下降，從而擴大錨眼或壁巖強度大大弱化而造成樹脂錨固體與錨眼壁失去原有的咬吻作用而錨桿失去提拔的著力點，如此造成錨桿支護失效。
　　巖層極其破碎，錨桿之間巖石發生下移、冒落造成錨固體與托板之間發生空洞現象，于是錨桿對錨固體與托板之間的巖石失去提拔作用而造成錨桿支護失效。更嚴重時錨固體依附生根的圍巖也下移或冒落，造成錨桿整體隨破碎掉落而失去支護作用。
　　泥巖遇水容易發生膨脹造成底鼓幫鼓等現象，當膨脹巖層厚度大，會出現錨桿整體都安裝在膨脹巖層中，隨著巖層膨脹鼓出將錨桿整體往外移出而形成錨桿支護失效。
　　錨桿支護的角度有普通角度和特殊角度兩種。普通角度就是平常要求垂直井巷輪廓線的角度，特殊角度為井巷圍巖為特殊構造形態時采取特殊安裝錨桿的角度。例如，巖層傾角70-90度的條件下，井巷拱部的巖層成為半部分處于接近豎直懸空狀態，將錨桿垂直井巷輪廓線安設，錨桿整體處于某一單個巖層中，對多層巖層不具串聯效果而失去錨桿基本功能之一的組合作用而造成假支護，巖石冒落時錨桿也隨之移出導致錨桿支護失效。近水平、緩傾斜巖層，錨桿角度不合理造成減小錨桿支護組合拱的厚度，也大大減小錨桿支護效果。
　　
　　3、加強錨桿質量的途徑
　　
　　(1)通過有效的技術培訓及教育，提高施工人員的素質，消除人為因素的影響。對施工人員進行崗前技術培訓，讓其熟知錨桿施工的每一道工序，熟練掌握錨桿施工的技巧，合理設計錨桿施工工藝圖，利用好錨桿的固有屬性。
　　(2)合理確定錨桿外露長度，確保有效支護長度。根據現場實際情況，合理確定錨桿的支護長度和外露長度，使錨桿的支護作用最大化，完美化。
　　(3)及時支護安設錨桿，并給予合理的預緊力，可以減少圍巖拉應力區，改變圍巖的應力狀態，提高圍巖強度。提高巖層層面的摩擦力和粘結力，從而能提高組合梁的強度，并能充分發揮巖石自身的承載能力。
　　(4)合理確定錨桿支護角度。需按圍巖傾角、巖性、厚度等多方面綜合考慮作出錨桿安裝角度的科學調整，從而實現有效支護。
　　
　　結　語
　　
　　錨桿支護有它不完善的方面，分析其原因就在于探索其存在的問題，以找到解決問題的方法從而對錨桿支護方式得以改進，使其更加完善達到支護可靠有效的目的，或是作出錨桿支護適用條件的判定。提出錨桿支護失效作為一個課題來同大家探討和研究，也進一步豐富錨桿支護理論，達到我們共同提高的目的。