超前錨桿支護技術在破碎巖體巷道施工中的應用

高 振

（長春黃金設計院工程建設監理部，吉林 長春 130000）

在隧道工程中，破碎巖體巷道施工是一個難點，如何選擇掘進方式、如何進行支護，尚且沒有統一定論。在埋深較大的軟弱破碎巖體中，由于自身強度低、側向壓力大，支護處理得當，不僅能避免坍塌，還能降低工程費用；相反則會發生結構變形，威脅施工安全。實踐證實，應用超前錨桿支護技術，能有效提高巖體的穩定性，為巷道施工創造有利條件，以下結合工程案例進行分析。

1 超前錨桿支護的施工工藝和技術要點

（1）施工工藝。第一步，施工準備。熟悉施工圖紙，準備材料、機械、人員，檢測錨桿性能，進行除銹調直處理。第二步，布置錨孔。依據施工圖紙的要求，利用測量設備進行放樣，保證孔位準確。第三步，鉆孔。鉆孔作業期間，調整鉆進速度和方向，控制外插角變化，避免出現超挖、欠挖現象。第四步，注漿?？茖W拌制砂漿，注漿前首先使用水、漿液對管道進行濕潤處理，促使兩者緊密貼合。第五步，插入錨桿。將錨桿插進鉆孔，通過錘擊促使錨桿進入底部，然后使用木楔封堵孔口。第六步，清理。去除多余的砂漿，清理注漿工具，進入下一個施工循環。

（2）技術要點。總結超前錨桿支護技術的要點如下：①拌制砂漿時，嚴格按照配合比設計進行，遵循隨拌隨用的原則，避免過量拌制影響砂漿性能。②注漿作業一般一次完成，如果作業期間停止時間超過30分鐘，要測定砂漿的塌落度，若數值明顯降低，則不能繼續使用。③錨桿插入鉆孔后，不能隨意敲擊，避免錨桿方向和外插角明顯變化。④適當加大錨桿孔徑，可以提高錨桿的承載能力，同時在錨桿端部加用墊板，促使開挖面周邊形成壓密圈，提高圍巖結構的整體承載力。⑤開挖面掘進時，掘進速度不能太快，因為錨桿的錨固需要一定時間，掘進速度過快會破壞支護結構，帶來安全隱患。

2 超前錨桿支護技術在破碎巖體巷道施工中的應用

2.1 工程概況

以某地下工程為例，設計斜坡道總長度為1800m，斷面開挖尺寸為4.2m×4.0m，采用三心拱形式?，F場勘查顯示，開口部位的近地表，屬于強分化破碎巖層，且上方存在廢棄巷道?？紤]到該斜坡道的開口位置已經確定，且沒有其他技術方案可供替換，遂采用超前錨桿支護技術，以保證施工安全性。超前錨桿支護技術的應用，總體設計如下：開挖面爆破前，在巷道拱頂部位設置超前錨桿；爆破完成后，通過噴漿臨時支護，并且推進金屬支架，將支架和外露的錨桿焊接在一起；最后噴射混凝土，進行永久支護。

2.2 工藝流程

首先安裝超前錨桿。在巷道拱頂部位進行鉆孔，深度控制在3.0m，間距為250mm，和巷道軸線的夾角為12°。本工程中巷道拱頂長度約為6.5m，鉆孔共計26個，完成后向孔內安裝錨桿。金屬支架在距離工作面50cm的部位，和超前錨桿進行焊接固定。然后鑿巖爆破作業。將循環進尺控制在1.0m，超前錨桿露在掌子面的長度為1.5m，完成爆破后對巷道拱頂、支護側幫進行噴漿，將噴漿厚度控制在55mm。最后出渣，清理多余的砂漿，并利用金屬支架進行支護，將支架間距控制在1.0m，完成一個作業循環。

2.3 參數設計

本工程中需要超前錨桿支護的斜坡道長度為60m，考慮到開挖斷面大，最終選擇C25等級的混凝土進行永久支護，混凝土的噴射厚度為300mm，且金屬支架澆筑在混凝土中。安裝金屬支架時，為了滿足永久支護的需要，將支架寬度設計為4.4m，混凝土支護的保護層厚度為100mm，支護設計見下圖1。

圖1 超前錨桿金屬支架的支護示意圖

2.4 施工要點

第一，安裝錨桿。依據施工圖紙，嚴格控制鉆孔的深度和角度；如果鉆孔后鉆桿難以拔出，此時不能強行向外拔，會擾動巖層的穩定性，應該將鉆桿留在孔內，作為超前錨桿使用；鉆孔完成后及時安裝錨桿，可以選擇圓鋼或鋼管，插進孔底后的外露部分，要和金屬支架焊接在一起。第二，鑿巖爆破。超前錨桿安裝完成后，鑿巖爆破采用簡易光爆技術，通過多打孔眼、少裝炸藥，減少爆破對巖體造成的振動。此外，爆破進尺一般控制在1.0m以內，爆破后錨桿留在掌子面內的長度不能低于1.5m，否則會減弱支護效果，甚至出現錨桿冒落現象，影響后續施工。第三，注漿臨時封閉。爆破完成后，做好現場的通風工作，具備施工條件時，可對巷道拱頂、支護側幫進行噴漿作業，縮短巷道在空氣中的暴露時間，避免巖體繼續分化。噴漿時控制速度和數量，完成后出渣，使用扒渣機裝盛破碎巖體，提高施工效率。第四，金屬支架支護。出渣之后要架設金屬支架，按照設計圖紙進行施工，要求相鄰的支架彼此焊接牢固，并保證完全接頂。結合巷道走向，調整金屬支架的位置偏差，為混凝土施工時支設模板打下基礎。第五，混凝土永久支護。以上工序完成后，即可對金屬支架進行混凝土支護，將支架澆筑在混凝土中，技術要點如下：①控制模板和金屬支架之間的距離，混凝土澆筑完成后，保證保護層厚度為100mm；②使用混凝土泵送設備，能保證拱頂混凝土的厚度達標，避免出現厚度不均的情況。③施工作業時，巷道內部要有良好的照明設施；初期支護完成后，可在拱頂設置觀察點，以便觀察圍巖變化。④控制混凝土的性能質量，檢測坍落度、和易性、強度等指標，從源頭上保證施工質量。

2.5 支護效果

該工程中，超前錨桿支護施工用時40天，在破碎巖體巷道中成功掘進并支護60m，不僅保證了施工安全性，也為后續施工作業提供了有利條件。

3 結語

破碎巖體巷道施工的安全風險大，采用超前錨桿支護技術，能提高圍巖的整體承載力，避免發生滑移、坍塌事故。文中結合工程案例，介紹了超前錨桿支護的工藝流程和參數設計，施工要點包括安裝錨桿、鑿巖爆破、注漿臨時封閉、金屬支架支護、混凝土永久支護等，希望為類似工程提供經驗借鑒，推動項目施工順利進行。