软岩条件下隧道内锚索竖直向上施工关键技术.pdf

[摘要]预应力锚索加固作为一种重要技术手段，在边坡工程及滑坡治理中使用最多，多见于水平或水平向下施工，隧道内竖直向上施工锚索不多见。以贵昆线乌蒙山2号隧道为例，对软岩隧道拱部采用预应力锚索支护进行研究。对预应力锚索施工难点进行了分析，介绍了锚索的布设和施工工艺流程。从向上钻孔技术、锚索制作安装、向上注浆技术、浆液配合比，偏载预防技术等方面对软岩条件下隧道内锚索竖直向上施工技术进行详细介绍。[关键词]隧道工程；软岩；锚索；钻孔；注浆；施工技术

内容摘抄：

1工程概况
乌蒙山2号隧道出口段四线车站隧道，是改建铁路贵昆线六盘水一沾益段增建二线的重、难点工程。隧道中心里程为DK282+220,全长12260m,为全线最长的隧道，是全线的控制性工程。该隧道位于六沾铁路贵州省境内。隧道出口段扒挪块车站伸入隧道，DK287+778一DK288+350段形成四线车站隧道，长572m;其中DK287+778一DK287+812段为双线隧道至四线隧道过渡段，长34m,DK287+812一DK388+350段538m为四线隧道段。四线隧道范围最大开挖宽度达28.42m,最大开挖面积为354.33m2,此两项指标均为目前软岩单跨交通隧道的世界之最。
2工程地质条件
该段线路属于云贵高原中部，构造剥蚀低中山地貌，段内上覆第四系全新统崩积(Q)碎石土、坡残积(Q"+)粉质黏土，下伏三叠系下统飞仙关组(Tf)泥岩夹砂岩。段内为单斜岩层构造，未见构造形迹。岩层产状N50°W/60°NE,风化型节理极发育，岩石被切割成碎块状，多属密闭型节理。主要节理产状有：N50°E/65°SE,N35°W/35°SW,N30°E/61°NW,N17oW/28°SW。

3锚索的布设
本工程在浅埋段和深埋段的V级围岩衬砌中，拱部临时竖撑处每个断面设置3道锚索，每道锚索由4×中15.2高强度低松弛全喷涂环氧树脂型的无黏结钢绞线制作，锚索长度为21m,钻孔直径为115mm,预应力为500kN;在上台阶、中台阶和下台阶的分界处各设置2道锚索，每道锚索由4×中15.2高强度低松弛全喷涂环氧树脂型的无黏结钢绞线制作，锚索长度为21m,钻孔直径为115mm,预应力为500kN。锚索布置形式如图1所示。
4预应力锚索施工难点分析
4.1成孔
围岩软弱、破碎是导致竖直向上锚索施工成孔难的主要原因。传统施工时主要是向下钻进，钻孔时破碎岩体在孔底部被挤压与周围岩体挤密后成孔，但竖直向上钻孔时，破碎岩体沿钻杆下落，落入钻杆与孔壁间空隙，造成卡钻；且软岩孔壁没有被挤密，成孔后岩壁松散，易坍塌，造成塌孔；另外，孔顶部软岩岩体强度低，钻头稍一冲击即破碎，破碎体下落，孔顶部受力面会出现倾斜，造成成孔偏位，甚至弯孔，最终导致无法钻进。硬岩钻孔时岩石强度高，整体性好，岩体被钻头冲击形成岩粉或岩屑排出，成孔容易。所以软岩向上钻孔困难主要体现在卡钻、塌孔、弯孔3个方面。

4.2注浆
注浆的作用主要是加固软弱破碎围岩和锚固预应力锚索。传统向下设置的锚索注浆是将注浆管插入孔底部，浆液自下而上缓慢注满锚固段。而竖直向上锚索注浆时的难点有3个：①锚固段在锚索顶部，浆液随重力作用自然要向下流，所以在孔内要实现止浆（传统向下注浆的工艺不需要止浆），由于向上钻孔时孔壁不规则，止浆塞无法做到与周围岩体密贴，且为了达到注浆的密实性，往往需要加压注浆，所以孔内止浆就变得异常困难；②注浆时，浆液沿锚索钢绞线或孔壁在重力作用下先向下流至锚固段底部，然后随注浆的进行，浆液逐步向孔顶部升高，在升高过程中，孔内的气体无法排出；③由于围岩破碎、节理发育，注浆时浆液会不同程度地渗人或被压入围岩中，起到加固围岩的作用，但必然会使注浆的砂浆失去浆液而降低强度，造成锚固力缺失，达不到锚固效果，硬岩中注浆就不会出现失浆现象。所以软岩向上注浆困难主要体现在止浆难、排气难、锚固难3个方面。

（略）

投稿会员：巧克力布丁