大直径自进式锚杆在隧道工程坍方处治中的应用

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翻新时间：2023-04-29

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大直径自进式锚杆在隧道工程坍方处治中的应用

摘要：以南华隧道穿越有孤石的松散体坍方为例，用大直径自进式锚杆作为管棚，用作超前支护方案。总结超前支护的施工原则和自进式锚杆用作管棚的可行性。特别是φ76mm大直径自进式锚杆超前支护，具有施工快捷安全、技术经济合理等特点，在隧道施工中得到了广泛应用，对松散堆积体处治发挥了较好的作用。

关键词：自进式锚杆；松散堆积体隧道；坍方处治。

中图分类号： TU997 文献标识码： A

1概述

1.1工程概况

该段地质情况复杂，勘察阶段在沟中实施了两个钻孔，均为漂卵石。南华隧道从大里程向小里程反坡施工，当施工至该处范围时，塌渣以块石为主，有一定的磨圆度，推测为肖家沟内泥石流冲积物；地下水呈小股状出露；地表有塌陷。在进行超前地质钻孔时，极易发生卡钻和踏孔现象。原设计采用双层φ42小导管超前支护和周边深孔预注浆。

2处治方案设计

2.1处治方案技术措施比选

经过详细调研和现场试验，确定采用φ76×9mm自进式大直径锚杆超前支护方案跨越该段坍方松散体。自进式锚杆由钎尾、钎套、锚杆杆体和合金钻头组成，如图1 所示。φ76 mm自进式锚杆前有穿透力强的合金钻头，在凿岩机的作用下可以轻易穿透松散堆积体；作为钻杆的锚杆体无需拔出，其中空可作为注浆通道，从里至外进行注浆；高效能的止浆塞使其能保持较强的注浆压力，充分地充填空隙，固结破碎岩体；高强度的垫板、螺母可以将深层围岩应力均匀地传递到洞壁围岩上，达到围岩与锚杆互为支护的目的。（如图1所示）同时，φ76 mm自进式锚杆杆体直径较大，本身刚度也较大，能有效抵挡坍方段大体积土石混合体充填物下滑，这点在施工中已得到验证，这也是选择φ76mm自进式锚杆的重要原因之一。

图1自进式锚杆构造图

2.2处治方案设计

根据安全可靠、技术可行、经济合理、施工便捷的原则，在分析了塌方的原因和掌握堆积体坍塌物的特征、规模大小、位置特点的基础上，最后确定采用φ76 mm自进式锚杆超前支护方案跨越泥石流冲沟。处治方案主要包含如下内容：

（3）φ76自进式锚杆公称直径为75 mm，壁厚≥9 mm；锚杆杆体抗拉力≥1200KN，屈服力：≥1000KN，延伸率：≥6%，螺纹方向为左旋，锚杆前端配置合金钻头。φ76自进式锚杆杆体钻注浆孔，设计孔径为6 mm，孔纵向间距为16.5cm，每个横断面预留一个孔；尾部300 cm不钻注浆孔作为止浆段。隧道纵向同一横断面上的接头数不得大于50%，相邻钢管的接头至少需要错开1.5 m。

4自进式锚杆特点

φ76 mm大直径自进式锚杆在南华隧道松散堆积体施工中得到了广泛应用。采用φ76 mm大直径自进式锚杆作为超前支护，能有效地跨越大坍方松散体，综合起来具有以下特点：

（2）φ76 mm自进式锚杆自配钻头，可轻易穿透松散堆积体和坚硬的孤石；锚杆也是杆体，成孔后无需拔出，成孔和打入锚杆一次完成，非常适应于跨越松散堆积体隧道，避免了施工中的塌孔和卡钻，钻进速度和施工效率大大提高。

5结束语

目前映卧公路南华隧道该处坍方段已施工完毕。通过实践，验证了φ76大直径自进式锚杆处治松散堆积体隧道是切实可行、施工便捷、安全可靠的技术方案。特殊地质地段隧道的施工为隧道工程中的难点，主要包括松散堆积体、断层破碎带、溶洞、膨胀性围岩、流沙、黄土和冻土等。在进行开挖、支护和衬砌施工过程中，都可能因各种因素的综合影响而发生围岩土石坍塌、受压支撑变形、衬砌结构断裂以及各种特殊施工问题，严重影响施工进度、安全和质量。在隧道通过这些地段时，都可采用自进式锚杆代替超前注浆小导管、砂浆锚杆、中空注浆锚杆等进行施工，起到快速支护、稳定围岩的作用。特别是松散堆积体、断层破碎带、流沙等难以施做其他全长黏结型锚杆的地段，应优先采用自进式锚杆施工工艺。对于处理隧道冒顶、坍塌、治理病害及止水处理等问题时，自进式锚杆施工亦可发挥较为高效的作用。