自进式锚杆施工在山区隧道工程的应用

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了自进式锚杆施工在山区隧道工程的应用范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要：以摩天岭隧道为研究背景，分别从施工方法、施工工艺等方面，对浅埋段自进式锚杆施工技术应用要点进行详细解析。通过浅埋段自进式锚杆施工技术在隧道工程中的合理运用，得出施工中围岩未出现滑塌、自进式锚杆形成了很好的棚护、初期支护稳定的结论。

关键词：浅埋段自进式锚杆施工；山区隧道工程；施工工艺

0引言

在隧道工程施工过程中，超前支护是保证施工质量安全的主要施工流程。加强超前支护管理，可以有效防止隧道在掘进过程中出现施工问题，避免给施工人员带来生命危险。在隧道施工过程中，若遇围岩较为破碎的掌子面超前支护时，通常采用Φ42×4mm无缝钢花管注浆固结前方松散围岩来保证挖设施工整体质量［1］。在掌子面围岩整体情况较为理想的超前支护施工过程中，应用Φ25超前砂浆锚杆。但是针对相对比较松散的超前支护，应用Φ42×4mm无缝钢花管施工技术难度系数比较高，并且长度将不能合理把控；而Φ25的超前砂浆锚杆自身抗压性比较低，无法满足超前支护施工要求。因此，把浅埋段自进式锚杆施工技术运用到山区隧道工程是非常必要的。本文对浅埋段自进式锚杆施工技术在山区隧道工程中的应用进行分析。

1工程概述

摩天岭隧道进口位于本溪市东营房乡洋湖村小东沟组村东约400m，出口位于本溪市桓仁县八里甸子镇马鹿泡龙爪沟组村西侧约1km。隧道全长8620m，位于直线上，纵坡6.0‰、-5.0‰，最大埋深398m。隧道进口处地势平缓，地面倾角约20°，线路线位与等高线交角约80°。地表植被茂盛，隧道洞口上方主要为松树［2］。隧道洞口下方为山前缓坡地，主要为耕地。隧道出口处地势平坦，地面倾角约10°，洞口线路线位与等高线交角约70°～80°。地表植被茂盛，主要为多年生落叶木与乔木。主洞掌子面开挖掘进至DK42+620，原设计围岩为Ⅴ级加强衬砌围岩，施工时发现掌子面实际围岩主要为碎石土，全风化花岗岩，黄褐色，节理发育，构造裂隙发育，渗水量大，为了保证安全的同时加快施工进度，对摩天岭隧道出口浅埋段超前支护进行加强，具体措施如下：拱顶120°范围采用双排小导管超前支护并预注浆加固地层，第一排（上排）小导管采用Φ51自进式锚杆，长5.0m，环向间距400mm，纵向间距3.0m；第二排小导管采用规格Φ42×3.5mm（外径×壁厚）的钢花管，长2.5m，纵向两榀钢架一环，环向间距400mm。

2浅埋段自进式锚杆施工应用要点

2.1施工工艺流程图

该工程应用的施工设备主要以SP50型钻机、SDW型注浆泵为主。在对浅埋段自进式锚杆进行准备的过程中，需要把锚杆从钻机钻头中取出，并做好核查工作，确保通畅顺利，一旦出现堵塞等状况，应该及时清理。一般情况下，锚杆转进之前应用的设备是全站仪，在全站仪的作用下，对钻孔孔位等信息进行处理，并做好标记。在自进式锚杆施工之前，必须喷射5cm厚的混凝土封闭掌子面，保证注浆时浆液不向掌子面外流出。在自进式锚杆钻进过程中，严格控制锚杆的点位、仰角、钻深，保证管棚环向间距500mm，外插角20°，钻深5m。在锚杆钻进过程中，要随时注意观察掌子面情况，如果有出水现象，应及时注浆，边注浆边钻进，以防突水事件发生［3］。

2.2锚杆安装及钻进工艺

在完成锚杆核查工作以后，应该保证整体设备安装流程。例如，钻头和锚杆，钻机和钎尾等。要求锚杆和预先设定的钻孔相对应，把风或水供给到钻机中，之后将其钻进其中。在钻进到破碎岩石时，发生钻头堵塞现象的概率比较大，因此在钻进时，应该做好钻进速率把控工作，保证钻进速率的均衡性，降低冲击力带来的影响，时刻观察钻孔中溢出的水位情况，如果出现水孔堵塞现象，需要及时采取相关对策。例如，把锚杆向后撤离50cm左右，并且确保重复清理水孔，在水孔流通顺畅之后才能继续施工，直到钻进到要求位置［4］。此外，需要借助水或空气将孔内杂物进行清理，之后查看孔洞是否顺畅。在清理过程中，一般以孔洞出现反水现象为止。

2.3单根锚杆施工

单个长锚杆注浆量计算：浆液扩散半径为0.55m，锚杆长度5m，砂层空隙率0.1，注浆量0.47m3。在隧道施工过程中，整个工程处于地下，所以工程地质环境及水文等将会给隧道施工带来直接影响。隧道施工所处环境比较恶劣，一旦操作失误，必将会引发严重后果。因此，在隧道施工过程中，需要根据工程实际情况，明确锚杆位置，并指导钻机就位。结合自进式锚杆直径和长度，采用SP50型钻机钻进施工；结合每根锚杆的中心线、高程及角度，安装导轨及钻机。为了确保锚杆的方向、坡度和精度，在钻进前，测量人员对锚杆位置进行放样，放样完成后，调整好钻机角度开始钻进。锚杆钻进到位后，锁紧卡钎器，反转钻机，将锚杆从钻机连接套卸下，移开钻机。继续钻进安装下根锚杆。

2.4施工要点及注意事项

首先，在浅埋段自进式锚杆施工之前，需要喷射厚度为50mm的混凝土进行掌子面封层，确保在注浆过程中浆液不会大量流出，确保掌子面质量。在浅埋段自进式锚杆施工过程中，需要做好锚杆点位及钻深的把控工作，确保管棚环向距离是50cm，外插角度是20°。［5］其次，在锚杆钻进时，应该及时把控掌子面情况，一旦发生出水事故，应该及时注浆，并且边注浆边钻进，避免出现突水事故。此外，还要确保锚杆和锚杆之间连接牢靠，不会出现管节脱离现象。钻机工作平台搭设平稳，锚杆钻进时应该加强仰角测量频率，一旦超出施工范畴，应及时处理，保证锚杆施工质量。最后，加强注浆工艺把控，结合施工实际情况及时修改浆液配比，注浆压力不得高于5.0MPa。

3保障浅埋段自进式锚杆施工质量的对策

自进式锚杆作为一个把钻进、注浆、锚固等环节进行融合的锚杆，在自进式锚杆的作用下，可以确保在相对复杂的底层获取理想的锚固效果，具有较强的稳定性和可靠性。钻杆及锚杆的充分结合，在风化岩等施工过程中，不需要采用套管护壁装置就能实现钻孔，确保锚固和注浆效果。操作比较简便，可以减少25%工作量及工程成本，提升工作效率。高效能注浆，能够将裂缝进行填充，提升岩石的稳定性，实现对地下水的控制。连续性螺纹能够让迈式注浆钻进锚杆随意切割和连接，适合应用在场地较为狭窄的场地中，并且连续性螺纹能够让迈式注浆钻进锚杆更具粘结性。实践得知，粘结阻力超出光滑钢管2~3倍［6］。自进式锚杆进场时，为了保证施工质量，需要对施工材质做好检查工作，检查通过之后才能应用。要想保证自进式锚杆施工整体水平和质量，需要保证测量定位的精准性，搭设角度要满足工程要求，施工人员应该严格按照隧道施工标准及钻眼注浆规定进行施工。现场施工人员需要配备专业的安全防护设施，现场施工材料均需要安排专业人员操作。安全人员应该随时关注岩石改变情况，如果出现变化，所有人员应及时撤离。加强围岩检测，观测频率变化，将频率信息传递到监控系统中，开展数据分析工作，引发施工作业。如果施工现场发生钢架变形、涌水、拱顶掉块等状况，应该立即撤离工作人员，待稳定之后才能施工。

4结语

将浅埋段自进式锚杆施工技术运用到山区隧道工程中，其控制质量将直接影响工程整体应用和发展。因此，在隧道施工过程中，相关人员应该根据工程实际情况，优化施工工艺，科学编制施工方案，并运用现代化施工技术，结合我国基本国情探索满足工程需要的施工工艺，引导我国隧道工程稳定发展。自进式锚杆在处理此次浅埋段过程中起到了关键性作用，施工中围岩未出现滑塌，自进式锚杆形成了很好的棚护，也防止了初期支护变形。

参考文献：

［1］何玉龙.双层自进式锚杆在碎石堆积体隧道中的应用［J］.公路，2019（1）：295-299.

［2］周维林.自进式锚杆在巴塘水电站交通洞喷锚支护中的应用［J］.湖南水利水电，2018（6）：101-102.

［3］韩一民.地铁联络线下穿河道机械化施工技术分析［J］.建筑机械，2018（9）：79-82.

作者：高松 单位：中铁十八局集团 第四工程有限公司