米亞羅3#隧道智能中空注漿錨桿支護(hù)施工檢測技術(shù)

張忠義

摘 要：普通中空注漿錨桿技術(shù)在運(yùn)用過程中仍存在諸多問題，由此，智能中空注漿錨桿技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文以米亞羅3#隧道為研究對象，介紹了智能中空注漿錨桿支護(hù)工藝流程，并結(jié)合現(xiàn)場工程實(shí)施過程中的數(shù)據(jù)，對智能中空注漿錨桿支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢、劣勢進(jìn)行分析，為隧道施工注漿技術(shù)的發(fā)展提供參考依據(jù)，以有效保障后續(xù)工程施工的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：智能中空注漿錨固系統(tǒng);隧道施工;注漿技術(shù)

中圖分類號：U455.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）19-0124-04

Abstract：There are still many problems in the application of ordinary hollow grouting bolt technology. Therefore， intelligent hollow grouting bolt technology emerges as the times require. Taking No.3 tunnel of Miaro as the research object， this paper introduced the intelligent hollow grouting bolt support process， and analyzed the advantages and disadvantages of the intelligent hollow grouting bolt support technology combined with the data in the process of field engineering implementation， so as to provide reference for the development of grouting technology in tunnel construction， and effectively ensure the smooth progress of subsequent engineering construction.

Keywords： intelligent hollow grouting anchorage system;tunnel construction;grouting technology

國內(nèi)隧道施工過程中多采用噴錨支護(hù)技術(shù)，要求在挖開隧道之后，在圍巖上使用一定數(shù)量的錨桿，穿過松動(dòng)圈深入基巖，再進(jìn)行注漿，使?jié){液充填于裂隙中，改良圍巖，對松動(dòng)圈進(jìn)行懸掛、拉漲，從而對松動(dòng)圈進(jìn)行整體加固。但目前，普通中空注漿錨桿技術(shù)在運(yùn)用過程中仍存在諸多問題，由此，智能中空注漿錨桿技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。智能中空注漿錨桿技術(shù)能自動(dòng)采集、上傳施工數(shù)據(jù)，如注漿壓力、時(shí)間、深度等，在施工后，監(jiān)理人員只需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，就能判斷出錨桿的實(shí)際長度、注漿量、施工質(zhì)量是否達(dá)到了設(shè)計(jì)需要。

1 米亞羅3#工程概況

米亞羅3#隧道左線起訖里程ZK161+755～ZK165+955，長度為4 200 m，右線起訖里程 K161+723～K166+000，長度為4 277 m。

此段隧道施工工程地質(zhì)狀況復(fù)雜，屬于不良地質(zhì)發(fā)育環(huán)境。隧道不良地質(zhì)現(xiàn)象主要有高瓦斯、集中涌突水、隧道有毒有害氣體、高地溫地質(zhì)災(zāi)害、邊坡危巖與崩塌、巖爆及圍巖大變形等，加之米亞羅斷層受及汶川大地震的影響，還存在巖體破碎、裂隙發(fā)育、巖體多被切割成塊狀、部分巖體松動(dòng)變形等問題。

在米亞羅3#隧道中，最大的埋深達(dá)319 m，由變質(zhì)砂巖、板巖、千枚巖構(gòu)成。其中，千枚巖屬軟質(zhì)巖，多呈薄層狀?yuàn)A于變質(zhì)砂巖、板巖中，單一層厚度小，炭質(zhì)千枚巖段遇水后，易產(chǎn)生軟化變形[1-2]。在施工過程中遇到的最大難題是圍巖的大變形，已經(jīng)施工的工段出現(xiàn)大變形的段落大約有23 m，存在初期支護(hù)掉拱、初期支護(hù)嚴(yán)重變形、初期支護(hù)凸出等問題，如圖1所示。在2016年11月25日、2016年12月1日、2016年12月8日，分別發(fā)現(xiàn)米亞羅3號隧道（橫洞、進(jìn)口、出口）洞口地表水中有氣泡冒出，如圖2所示，取樣送去檢測鑒定，結(jié)果為米亞羅3#隧道為高瓦斯隧道，故此選定了智能中空注漿錨桿技術(shù)進(jìn)行施工。

2 智能中空注漿錨固系統(tǒng)

對米亞羅3#隧道的破碎帶易變形地段使用智能中空錨桿徑向注漿。隧道拱部和邊墻加固圈孔深應(yīng)在5 m，隧道注漿參數(shù)應(yīng)根據(jù)隧道圍巖的具體情況確定。對于注漿孔，采用YT-28風(fēng)槍鉆孔，由于孔徑不能<30 mm，所以開孔直徑為35 mm。在安裝中空錨桿時(shí)，管口還需要采取相應(yīng)的止?jié){塞措施。注漿的鉆孔深度也是5 m，注漿孔的布置為環(huán)向間距1.5 m，縱向間距為2.5 m，注漿孔呈梅花形布置，注漿材料為0.45∶1的水泥凈漿液，水泥需要使用P.O32.5普通硅酸鹽水泥，注漿壓力在0.3～0.8 MPa[3-4]。注漿效果檢查評定采用數(shù)字智能分析。

2.1 智能中空注漿錨固系統(tǒng)原理

注漿施工之前，安裝錨桿之后，由設(shè)計(jì)人員在智能注漿的頭端設(shè)置壓力數(shù)值，在注漿施工過程中，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)置要求后，注漿機(jī)自動(dòng)停止注漿，通過反轉(zhuǎn)泄壓與聲光警報(bào)提示施工人員，注漿數(shù)據(jù)會直接上傳到數(shù)據(jù)服終端，以備檢查。

2.2 智能中空注漿錨固系統(tǒng)的構(gòu)成

智能中空注漿錨固系統(tǒng)主要由智能中空注漿錨桿、智能灌漿機(jī)、智能注漿接頭、采集儀等組成，如圖3所示。其中，智能中空注漿錨桿主要由中空錨桿體、錨頭、拱形墊板、球形螺母、可記憶止?jié){塞、長度檢測管組成，如圖4所示。

2.3 漿液單孔注漿量計(jì)算

終孔壓力為靜水壓力的2～3倍，單孔注漿有效擴(kuò)散半徑為1.95 m。漿液單孔注漿量：

[Q=π·R2·h·n·α·1+β] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）