[發明專利]一種高地應力軟弱圍巖大變形隧道超長擴大頭錨索施工方法

在審

• 申請號: 201710433964.9
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107165661A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 蘇春生;饒勝斌;閆成軍;張慶;何十美;梁朋剛;湯振亞
• 申請（專利權）人: 中鐵建大橋工程局集團第五工程有限公司
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00;E21D21/00;E21D20/02
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙)51228
• 代理人: 張鳴潔

技術領域

本發明涉及隧道施工領域，具體的說，是一種高地應力軟弱圍巖大變形隧道超長擴大頭錨索施工方法。

背景技術

高地應力對巖土工程的影響是顯著的，尤其對于穿越大埋深軟弱圍巖地下工程，如鐵路公路隧道、深埋采礦巷道等。隨著我國鐵路、公路建設的不斷發展，隧道工程已經向長大、深埋方向發展。因此，近幾年來，穿越高地應力區且地質環境惡劣的軟弱圍巖長大隧道工程不斷涌現，如蘭渝鐵路8.5km的毛羽山隧道、9.2km的新城子隧道、19.1km的木寨嶺隧道。

高地應力軟弱圍巖大變形隧道在開挖支護后圍巖擠壓變形強烈，會造成初支大面積破壞、噴射混凝土開裂、鋼架扭曲錯斷、邊墻侵限等問題。而高地應力在軟弱圍巖隧道中的釋放又往往是一個長期緩慢的工程，致使前期已做好的二襯在后期不斷發生開裂，需要重新進行返工整修。因此，圍巖破碎、地應力較大且釋放周期長等問題導致隧道施工變形收斂大，工序轉換方案變更頻繁，施工生產不連續、功效低，嚴重困擾工期目標與施工安全。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有利于使巖層保持穩定、避免巖層發生較大形變而影響工程施工的高地應力軟弱圍巖大變形隧道超長擴大頭錨索施工方法。

本發明通過下述技術方案實現：一種高地應力軟弱圍巖大變形隧道超長擴大頭錨索施工方法，在高地應力軟弱破碎圍巖、偏壓以及超大斷面隧道條件下，進行錨索施工，在錨索施工工藝中，利用鉆頭鉆出錨索孔之后，使用擴大頭替換鉆頭從錨索孔的底部鉆錨固區域，所述的錨固區域的橫截面積大于錨索孔的橫截面積。

包括以下幾個步驟：

步驟S1：施工準備，配置張拉千斤頂、高壓油泵、鉆機、錨索、擴大頭等裝置，并進行錨索孔的定位測量，以準備進行鉆錨索孔，并根據錨索孔設計的位置假設初期支護結構；

步驟S2：利用鉆機進行鉆錨索孔，鉆孔至錨固區域起始端，取出鉆桿更換擴大頭，再使擴大頭從錨固區域起始端鉆孔至錨固區域末端；

步驟S3：將若干根鋼絞線捆綁在一起進行編束錨索，編束好之后，將錨索安裝在錨索孔內，并使注漿管隨錨索一起進入錨索孔內，使注漿管伸入到錨固區域內；

步驟S4：對錨固區域進行注漿；

步驟S5：對錨索進行張拉鎖定以施加預應力；

步驟S6：對錨索孔進行注漿；

步驟S7：封錨。

所述的步驟S2中，所述的鉆機采用RPD-150C隧道礦巖鉆機，并采用專用圓柱型鉆頭進行鉆孔，成孔直徑大于等于150mm，鉆孔時，采用D150mm的鋼套管跟進鉆孔。

所述的步驟S3中，所述的錨索的長度大于錨固區域的長度與錨索孔的長度之和。

所述的步驟S3中，所述的注漿管采用若干個φ25mm的鋼管連接形成，所述的注漿管長度在2~4m范圍內。

所述的錨索在安裝時，使錨索的直徑與錨索孔的直徑共線。

所述的步驟S4包括以下兩個步驟：

步驟S41：第一次注漿，采用孔底反漿法進行常壓注漿，注漿壓力為0.5~0.8MPa，當錨索孔孔口出現溢漿且持續時間大于或等于5分鐘后，停止注漿；

步驟S42：第二次注漿，采用高壓劈裂法，在第一次注漿4~5h后、第一次注漿形成的水泥結石體強度達到5MPa后，采用M35純水泥砂漿對錨固段進行劈裂注漿，注漿壓力大于或等于2MPa。

所述的步驟S5中，當步驟S4完成之后，漿液強度達到70%，再利用液壓千斤頂對錨索進行張拉，所述的張拉包括以下幾個步驟;

步驟S51：采用ZEP18型千斤頂對每根鋼絞線進行張拉，張拉至5%的設計張拉力；

步驟S52：采用YCW100-200型千斤頂錨索進行張拉，其包括以下幾個步驟：

步驟S521：用10%~20%的設計張拉力預張拉1~2次，使錨索完全平直；

步驟S522：按設計張拉力的10%張拉5分鐘，并記錄錨索的伸長值；

步驟S523：按設計張拉力的20%張拉5分鐘，并記錄錨索的伸長值；

步驟S524：按設計張拉力的50%張拉5分鐘，并記錄錨索的伸長值；

步驟S525：按設計張拉力的75%張拉5分鐘，并記錄錨索的伸長值；

步驟S526：按設計張拉力的100%張拉15分鐘，并記錄錨索的伸長值；

步驟S527：按設計張拉力的110%張拉15分鐘，并記錄錨索的伸長值，張拉之后鎖定錨索；