麗香鐵路隧道軟巖大變形施工中錨桿的運用

甘建斌 （中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

0 前言

近年來我國大力發展基礎工程建設，其中隧道施工由原來傳統的“淺埋，短小”逐步向“深埋，長大”發展，隨著隧道的埋深加大，高地應力也應運而生，伴隨著高地應力的出現，軟巖也是我們在隧道施工中經常遇到的一種地質情況，由于在隧道的施工過程中沒有很好的及時總結施工方法，軟巖的施工在一定基礎上導致了初支的撤換，給施工單位的成本和工期造成了很大影響。下面就麗香鐵路長坪二號單線隧道軟巖大變形施工中錨桿的運用進行探討。

1 工程概況及基本施工情況

1.1 工程概況

麗（江）香（格里拉）鐵路全長139.686km，其中長坪隧道進口里程DK52+183，出口里程 DK61+706，線路全長9523m，隧道最大埋深在DK59+100左右有1155m，隧道巖層主要為炭質板巖，部分地段巖層呈墨綠色的千枚巖，夾雜白色的石英，為弱風化；單層厚0.005m～0.2m，屬軟巖，Rc=5～25MPa。局部地方圍巖軟硬不均，需放炮開挖；節理裂隙發育；圍巖層理走向基本都是與線路小角度相交，傾向大里程及線右，傾角約35°；巖體松散破碎，層間結合差，局部層理受擠壓紊亂，巖層擠壓結構面光滑平直。巖層遇風易風化，遇水易稀釋。地下水較發育；多呈滴水狀流出，自穩定較差，易溜塌。

1.2 超前地質預報

根據超前鉆孔施工觀察，鉆進速度較快，每3min左右一根鉆桿，每根鉆桿2m長，鉆進時候有黑色的炭質板巖隨著鉆桿被帶出，鉆孔內有股狀水流出，水質渾濁。由此分析結論：總體上長坪二號大里程該段圍巖巖性為炭質板巖，整體性差，節理裂隙發育，圍巖有裂隙水。自穩性較差，初步判斷為軟巖。

1.3 監控量測數據

根據監控量測資料顯示，麗香鐵路長坪二號大里程段線路左側收斂變形較大，其中變形最大的地方每天最大水平收斂47mm，7天累計水平收斂482mm，鋼架BC單元連接板擠出，扭曲變形嚴重，部分初支混凝土脫落掉塊嚴重。該段圍巖開挖之后巖體松散破碎易垮塌，初支后圍巖松弛變形嚴重，存在軟巖大變形危害。

1.4 支護參數

根據超前探孔施作和圍巖監控量測觀察長坪二號大里程段按照大變形ⅡA型復合式襯砌施工，全環采用20工字鋼，拱架間距0.8m/榀，拱部采取Φ42小導管支護，小導管環向間距0.4m，縱向間距1.8m，每根長3.5m，每環25根。隧道拱部用Φ25中空錨桿，邊墻加Φ22砂漿錨桿，環縱向間距1×1m,每延米10根，每根長4m，采用臺階法施工。

2 長坪隧道在軟巖隧道施工中的方法

長坪二號在近4年的軟弱圍巖隧道大變形施工中，通過積累經驗和收集數據在新奧法的基礎上進行了優化改進，依據新奧法“短進尺、緊封閉、勤量測、早支護”的原則，由原來的二臺階，三臺階施工轉變為短臺階施工，在仰拱初支緊跟的情況下在薄弱位置打設預應力組合式錨桿并注漿，調整上下臺階高度和長度，這樣做的好處就是在上下臺階一起施工的同時還可以施工仰拱初支和支護，仰拱初支噴漿結束后立即進行回填，這樣很好的起到了預防變形的效果。施工結束后對變形較大的上下臺階連接板處有針對性的進行錨桿打設并注漿，同時嚴格確保安全步局（仰拱距離掌子面在30m內，二襯掌襯距70m內）。這種施工方法有效地控制了大變形隧道的初支變形，確保了施工安全，降低了生產成本，促進了施工進度，解決了長坪二號軟巖施工的困難，給整條線路的預期貫通做出了重大貢獻。

3 錨桿支護的操作

3.1 采取方法

根據變形情況，結合當前圍巖以及洞內施工條件，采用組合式錨桿打設注漿加固，加固處理以滲入性注漿為主，主要針對有孔隙、裂隙的圍巖，在注漿機注入壓力的作用下，使水泥漿液滲入到孔隙、裂隙中，以水泥漿為膠結物使破碎圍巖形成一個整體，形成一層由漿液組成的隔離層，也就是保護層，從而將軟弱的圍巖處理成人為的一個加固層。

3.2 錨桿打設

組合式中空錨桿是在掌子面開挖、初噴混凝土后施作，鉆桿長度2m～3m不等，用機械連接的方式將其一節一節連接起來，一般錨桿打的深度為6m～7m不等。鉆孔時確保鉆孔位置初支巖面平整，使鉆孔方向與巖面垂直，鉆孔呈梅花形布置。在埋設鉆桿前，檢查打的錨桿孔，確保大小，垂直度符合要求，同時應用高壓風清孔，將孔清干凈確保無積水殘碴。在不影響掌子面施工的前提下，用自進式錨桿機將錨桿打好。

3.3 加強注漿，穩定圍巖，形成保護圈

在隧道圍巖變形比較大的拱腰位置用傳統的初期支護（由拱架、網片、混凝土組成的第一層支護網）和后打的組合式錨桿聯合組成周邊圍巖注漿加固與支護體系，錨桿注漿采用普通硅酸鹽水泥加水玻璃漿液，壓力以0.5MPa～1.0MPa為宜。組合式錨桿注漿初始壓力宜為0.5MPa，終壓為 1MPa，根據注漿效果及時調整；注漿的時候要時刻旁站詳細記錄好注漿記錄，注漿時候的各種情況。對注漿量和注漿壓力以及注漿時間的長短進行認真分類管理，并根據監控量測反映的圍巖穩定狀態、初支沉降與變形情況，注漿結束后孔口有漿液流出為止，仔細觀察注漿以后圍巖的變化，有沒有突變或者鼓包等情況，對重點部位反復勻速注漿；注漿按循環進行。錨桿采用φ32組合式錨桿，L=3.5m，錨桿應保持與巖面垂直，錨桿環縱向間距均為100×100cm，布設于拱腰BC連接板位置變形較大區域內。加固注漿施工過程按照：間隔跳孔的順序施工。注漿材料及規格為普通硅酸鹽水泥：p.o 42.5；水玻璃：濃度 35Be’。

4 加強監控量測觀察

長坪二號大里程采取加強錨桿注漿加固措施后，及時在變形區域較大的重要位置埋設監控量測點并加強監控量測的頻次，監控量測點由原來的5m一個斷面調整為3m一個斷面，每個斷面增加兩個觀測點。在錨桿的注漿過程中根據監控量測所反映的圍巖變形情況與初期支護穩定狀態指導現場施工，觀測點的埋設一般在噴射混凝土之前完成，第一次量測時間應在噴射混凝土完成后，第一次量測的初讀數是關鍵性數據，隨后加強觀測其斷面頻次采集數據，及時對監控量測點的數據進行分析得知隧道周邊收斂及拱頂下沉均逐漸趨于穩定，可以進行下一步的施工，通過監控量測數據分析得知在打了錨桿注漿后初期支護穩定，變形可控。

5 大變形軟巖處理經驗與體會

長坪二號大里程在新奧法的施工基礎上結合自身施工現場處理軟巖大變形施工。在隧道施工過程中把錨桿的支護當成一個工序來做、來抓，做好注漿使其形成一層保護層，有效地控制了圍巖變形，改善了安全施工環境，節約了支護費用，減少了初期支護拆換的頻率，突出錨桿支護在軟巖大變形隧道施工中的重要性的。

6 結語

大變形是隧道施工中易發、頻發的，是由多種因素共同作用的結果，這種情況可以避免，也可將其損失降至最低。長坪二號大里程通過加強錨桿注漿加固措施有效控制了軟巖大變形，希望能夠給軟巖大變形隧道施工提供借鑒。